JP2016090725A - マクロレンズ，撮像光学装置及びデジタル機器 - Google Patents

マクロレンズ，撮像光学装置及びデジタル機器 Download PDF

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Abstract

【課題】合焦時移動するレンズ群を１つのみで軽量化しながらその移動量を小さくし、撮像系全体の小型化を達成しつつ広い合焦範囲にわたり収差変動を抑えたマクロレンズ、それを備えた撮像光学装置及びデジタル機器を提供する。
【解決手段】マクロレンズＬＮは、物体側から順に、第１レンズ群Ｇｒ１と、正の第２レンズ群Ｇｒ２と、負の第３レンズ群Ｇｒ３とからなる。第１レンズ群Ｇｒ１と第３レンズ群Ｇｒ３の位置を固定の状態で第２レンズ群Ｇｒ２のみを光軸ＡＸに沿って物体側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行い、条件式：β≦−０．４５（β：最至近物体へ合焦したときの横倍率），０．４＜ｆ２／ｆ＜０．６８（ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、ｆ：無限遠物体に合焦したときのマクロレンズ全体の焦点距離）を満足する。
【選択図】図１

Description

本発明はマクロレンズ，撮像光学装置及びデジタル機器に関するものである。例えば、近接撮影が可能なインナーフォーカス式のマクロレンズと、そのマクロレンズ及び撮像素子で取り込んだ被写体の映像を電気的な信号として出力する撮像光学装置と、その撮像光学装置を搭載したデジタルカメラ等の画像入力機能付きデジタル機器と、に関するものである。
以下の特許文献１〜３に、近接撮影可能なマクロレンズに好適な撮像光学系が提案されている。
特開２０１１−１８０２２６号公報 特開２００８−２５７０８８号公報 特開２０１１−０４８２３２号公報
マクロレンズは等倍などの高い倍率までの撮影を可能とするレンズであるが、通常、無限遠物体から近距離物体まで広い合焦範囲にわたり使用される。したがって、広い合焦範囲にわたって良好な収差補正を実現する必要がある。このような課題に対し、例えば特許文献１，３では、合焦のために複数のレンズ群を移動させるいわゆるフローティング方式を採用した発明が提案されている。また特許文献２では、フローティング方式を採用せず、合焦のため１つのレンズ群のみを移動させる方式が提案されている。
特許文献１，３に記載されているようにフローティング方式を採用した場合、広い合焦範囲で収差変動を比較的小さく抑えることが可能である。しかし、複数のレンズ群を移動させる必要があるため機構が複雑化するとともに、移動する群が複数あるため製造誤差要素が増加し、生産の安定性において懸念がある。特許文献２では、合焦の際に動かすレンズ群が１つであるため、上記安定性の懸念は軽減される。しかし、広い合焦範囲にわたり良好な収差補正を実現するためには、合焦時に移動する群のレンズ枚数を多くする必要があり、高速な合焦が不可能である。
また、近年のデジタルカメラでは、オートフォーカスによる静止画の撮影のみでなく動画の撮影も行われる。動画撮影においては物体の移動に対して常に合焦状態を保つ必要があるため、合焦用のレンズ群を高速に振動させて（ウォブリング）、常にコントラストの最大値をとらえるように合焦用のレンズ群を移動させる制御が行われる。合焦用のレンズ群の重量が増加してしまうと、アクチュエータへの負荷が増大してしまい、静音化が困難となり、動画撮影時にアクチュエータの駆動音を録音してしまうことになり、動画撮影の妨げとなる。また、近年では撮像系全体の小型化に対する要求も強くなっている。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、合焦時移動するレンズ群を１つのみで軽量化しながらその移動量を小さくし、撮像系全体の小型化を達成しつつ広い合焦範囲にわたり収差変動を抑えたマクロレンズ、それを備えた撮像光学装置及びデジタル機器を提供することにある。
上記目的を達成するために、第１の発明のマクロレンズは、物体側から順に、第１レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、
前記第１レンズ群と前記第３レンズ群の位置を固定の状態で前記第２レンズ群のみを光軸に沿って物体側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行い、
以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする。
β≦−０．４５ …（１）
０．４＜ｆ２／ｆ＜０．６８ …（２）
ただし、
β：最至近物体へ合焦したときの横倍率、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ：無限遠物体に合焦したときのマクロレンズ全体の焦点距離、
である。
第２の発明のマクロレンズは、上記第１の発明において、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする。
−１．２＜ｆ３／ｆ＜−０．３ …（３）
ただし、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、
ｆ：無限遠物体に合焦したときのマクロレンズ全体の焦点距離、
である。
第３の発明のマクロレンズは、上記第１又は第２の発明において、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする。
−０．２＜ｆ／ｆ１＜０．３ …（４）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆ：無限遠物体に合焦したときのマクロレンズ全体の焦点距離、
である。
第４の発明のマクロレンズは、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記第２レンズ群が少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする。
第５の発明のマクロレンズは、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記第２レンズ群内の最も物体側のレンズが正の屈折力を有しており、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする。
νｄｐ≧６０ …（５）
ただし、
νｄｐ：第２レンズ群内の最も物体側のレンズのアッベ数、
である。
第６の発明のマクロレンズは、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、合焦時に位置固定の開口絞りが、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に位置することを特徴とする。
第７の発明のマクロレンズは、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記第１レンズ群が全体として正の屈折力を有することを特徴とする。
第８の発明の撮像光学装置は、上記第１〜第７のいずれか１つの発明に係るマクロレンズと、受光面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像が形成されるように前記マクロレンズが設けられていることを特徴とする。
第９の発明のデジタル機器は、上記第８の発明に係る撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とする。
本発明によれば、合焦時移動するレンズ群を１つのみで軽量化しながらその移動量を小さくし、撮像系全体の小型化を達成しつつ広い合焦範囲にわたり収差変動を抑えたマクロレンズ及び撮像光学装置を実現することができる。そのマクロレンズ又は撮像光学装置をデジタル機器（例えばデジタルカメラ）に用いることによって、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能をコンパクトに付加することが可能となる。
第１の実施の形態（実施例１）のレンズ構成図。 第２の実施の形態（実施例２）のレンズ構成図。 第３の実施の形態（実施例３）のレンズ構成図。 第４の実施の形態（実施例４）のレンズ構成図。 第５の実施の形態（実施例５）のレンズ構成図。 第６の実施の形態（実施例６）のレンズ構成図。 第７の実施の形態（実施例７）のレンズ構成図。 第８の実施の形態（実施例８）のレンズ構成図。 第９の実施の形態（実施例９）のレンズ構成図。 第１０の実施の形態（実施例１０）のレンズ構成図。 第１１の実施の形態（実施例１１）のレンズ構成図。 実施例１の縦収差図。 実施例２の縦収差図。 実施例３の縦収差図。 実施例４の縦収差図。 実施例５の縦収差図。 実施例６の縦収差図。 実施例７の縦収差図。 実施例８の縦収差図。 実施例９の縦収差図。 実施例１０の縦収差図。 実施例１１の縦収差図。 実施例１の第１フォーカスポジションでの横収差図。 実施例１の第２フォーカスポジションでの横収差図。 実施例２の第１フォーカスポジションでの横収差図。 実施例２の第２フォーカスポジションでの横収差図。 実施例３の第１フォーカスポジションでの横収差図。 実施例３の第２フォーカスポジションでの横収差図。 実施例４の第１フォーカスポジションでの横収差図。 実施例４の第２フォーカスポジションでの横収差図。 実施例５の第１フォーカスポジションでの横収差図。 実施例５の第２フォーカスポジションでの横収差図。 実施例６の第１フォーカスポジションでの横収差図。 実施例６の第２フォーカスポジションでの横収差図。 実施例７の第１フォーカスポジションでの横収差図。 実施例７の第２フォーカスポジションでの横収差図。 実施例８の第１フォーカスポジションでの横収差図。 実施例８の第２フォーカスポジションでの横収差図。 実施例９の第１フォーカスポジションでの横収差図。 実施例９の第２フォーカスポジションでの横収差図。 実施例１０の第１フォーカスポジションでの横収差図。 実施例１０の第２フォーカスポジションでの横収差図。 実施例１１の第１フォーカスポジションでの横収差図。 実施例１１の第２フォーカスポジションでの横収差図。 マクロレンズを搭載したデジタル機器の概略構成例を示す模式図。
以下、本発明に係るマクロレンズ，撮像光学装置及びデジタル機器を説明する。本発明に係るマクロレンズは、物体側から順に、第１レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群の位置を固定の状態で前記第２レンズ群のみを光軸に沿って物体側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う構成になっている。そして、以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴としている。
β≦−０．４５ …（１）
０．４＜ｆ２／ｆ＜０．６８ …（２）
ただし、
β：最至近物体へ合焦したときの横倍率、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ：無限遠物体に合焦したときのマクロレンズ全体の焦点距離、
である。
上記の構成では、第１レンズ群と第３レンズ群を合焦時固定とし、第２レンズ群のみの移動で合焦を行うことにより、いわゆるインナーフォーカス式のマクロレンズにして、合焦用のレンズ群の軽量化を可能としている。また、合焦による全長の変化がないので、撮影対象との接触を避けることができ、撮影対象が撮像系と接近するマクロレンズにおいては好適な構成となっている。
条件式（２）は、第２レンズ群の焦点距離を適切に設定して、合焦時の移動量を短縮化するとともに合焦時の収差変動を抑えるための条件を規定している。条件式（２）の下限を下回ると、第２レンズ群の正のパワーが強くなりすぎて（パワー：焦点距離の逆数で定義される量）、合焦時に第２レンズ群で発生する非点収差が大きく変動してしまう。また、条件式（２）の上限を上回ると、第２レンズ群の正のパワーが弱くなりすぎて、条件式（１）で規定する所定の倍率条件に達するための第２レンズ群の移動量が増加してしまい、撮像系全体の小型化が困難になってしまう。第２レンズ群の少ない移動量で条件式（１）を満たそうとすれば、第３レンズ群の負のパワーが強くなりすぎてしまう。その結果、第２レンズ群における軸上光線高さが高くなるため、球面収差，コマ収差の補正が困難になる。
上記特徴的構成によると、合焦時移動するレンズ群を１つのみで軽量化しながらその移動量を小さくし、撮像系全体の小型化を達成しつつ広い合焦範囲にわたり収差変動を抑えたマクロレンズ及び撮像光学装置を実現することができる。例えば、レンズ全長がコンパクト化され、かつ、合焦時の性能変動が抑制されたマクロレンズであって、合焦用のレンズ群の軽量化により効果的なコントラストＡＦ(autofocus)への対応が可能な撮像光学系を達成することができる。そのマクロレンズ又は撮像光学装置をデジタル機器（例えばデジタルカメラ）に用いれば、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能を軽量・コンパクトに付加することが可能となり、デジタル機器のコンパクト化，低コスト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能，軽量・小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。
以下の条件式（２ａ）を満足することが更に望ましい。
０．４５＜ｆ２／ｆ＜０．６３ …（２ａ）
この条件式（２ａ）は、前記条件式（２）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（２ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
−１．２＜ｆ３／ｆ＜−０．３ …（３）
ただし、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、
ｆ：無限遠物体に合焦したときのマクロレンズ全体の焦点距離、
である。
条件式（３）は、第３レンズ群の焦点距離を適切に設定して、合焦時の移動量を短縮化するとともに合焦時の収差変動を抑えるための条件を規定している。条件式（３）の下限を下回ると、第３レンズ群の負のパワーが弱くなりすぎて、正の第２レンズ群が移動したときの焦点距離変動が小さくなってしまう。その結果、条件式（１）で規定する所定の倍率条件に達するための第２レンズ群の移動量が増加してしまい、撮像系全体の小型化が困難になってしまう。また、十分なバックフォーカスを確保することが困難になってしまう。さらに、ペッツバール和が悪化するため、非点収差の劣化を抑えることが困難になる。条件式（３）の上限を上回ると、第３レンズ群の負のパワーが強くなりすぎて、第２レンズ群における軸上光線高さが高くなってしまい、球面収差，コマ収差の補正が困難になってしまう。
以下の条件式（３ａ）を満足することが更に望ましい。
−１．０＜ｆ３／ｆ＜−０．４ …（３ａ）
この条件式（３ａ）は、前記条件式（３）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（３ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
−０．２＜ｆ／ｆ１＜０．３ …（４）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆ：無限遠物体に合焦したときのマクロレンズ全体の焦点距離、
である。
条件式（４）は、第１レンズ群の焦点距離を適切に設定して、広い合焦範囲にわたって良好な収差補正を達成するための条件を規定している。第１レンズ群と第３レンズ群を固定群とし第２レンズ群を合焦用の移動群とする構成では、無限遠物体から近距離物体へ合焦する際、第２レンズ群が大きく物体側へ移動する。条件式（４）の下限を下回ると、第１レンズ群の負のパワーが強くなりすぎて、特に第２レンズ群が無限遠物体に合焦している位置付近での入射光束の幅が大きくなってしまい、球面収差，コマ収差の補正が困難になる。また、移動群である第２レンズ群の径が大きくなってしまい、軽量化が困難になる。条件式（４）の上限を上回ると、第１レンズ群の正のパワーが強くなりすぎて、第２レンズ群に入射する光線高さが、無限距離物体に合焦している位置と近接距離物体に合焦している位置とで大きく変化してしまい、合焦による球面収差，コマ収差の変動を抑えることが困難になる。
以下の条件式（４ａ）を満足することが更に望ましい。
−０．１５＜ｆ／ｆ１＜０．２ …（４ａ）
この条件式（４ａ）は、前記条件式（４）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（４ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
前記第２レンズ群が少なくとも１面の非球面を有することが望ましい。広い合焦範囲にわたって良好に収差補正を行うには、第２レンズ群のレンズ枚数を増やすのが好ましい。しかし、レンズ枚数を増やすと第２レンズ群の重量が増加してしまうため、高速で合焦を行うことが困難になる。さらに、動画撮影時の静音化も困難になる。そこで、レンズ枚数を増やす代わりに非球面をレンズ面に設置すれば、広い合焦範囲にわたる球面収差，非点収差，コマ収差等の補正と合焦時移動するレンズ群の軽量化とを共に達成することが可能になる。
正の屈折力を有する両面非球面レンズを第２レンズ群の最も像側に配置することが望ましい。第２レンズ群の最も像側のレンズでは、フォーカシングにおいて第２レンズ群内で光線高さが最も変化するので、そこに非球面を配置することにより、像面湾曲や球面収差の変動を効果的に抑えることができる。また、用いる正の両面非球面レンズは、製造が容易であり、低コスト化にも有効である。
第１レンズ群に非球面を有することが収差補正上好ましい。第１レンズ群に非球面を用いることにより、例えば球面収差をより一層効果的に抑えることができる。また、第３レンズ群に非球面を有することが収差補正上好ましい。第３レンズ群に非球面を用いることにより、例えばコマ収差をより一層効果的に補正することができる。
前記第２レンズ群内の最も物体側のレンズが正の屈折力を有しており、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
νｄｐ≧６０ …（５）
ただし、
νｄｐ：第２レンズ群内の最も物体側のレンズのアッベ数、
である。
第２レンズ群内の最も物体側のレンズを正レンズにすると、その収斂効果によって正レンズより像側に配置されているレンズの径を小さくすることが可能になるため、軽量化を効果的に達成することができる。更に条件式（５）を満たすことによって、合焦時の軸上色収差，倍率色収差の変動を抑えることができる。
以下の条件式（５ａ）を満足することが更に望ましい。
νｄｐ≧６５ …（５ａ）
この条件式（５ａ）は、前記条件式（５）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（５ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
合焦時に位置固定の開口絞りが、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に位置することが望ましい。開口絞りを合焦時固定とすることで、合焦時移動するレンズ群の軽量化を達成することができる。
前記第１レンズ群は全体として正の屈折力を有することが望ましい。これにより、小型化と収差性能とが良好にバランスされた、正正負の構成のマクロレンズを提供することができる。
本発明に係るマクロレンズは、画像入力機能付きデジタル機器（例えば、デジタルカメラ）用の撮像レンズとしての使用に適しており、これを撮像素子等と組み合わせることにより、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像光学装置を構成することができる。撮像光学装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成す光学装置であり、例えば、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の光学像を形成するマクロレンズと、そのマクロレンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えることにより構成される。そして、撮像素子の受光面（すなわち撮像面）上に被写体の光学像が形成されるように、前述した特徴的構成を有するマクロレンズが配置されることにより、小型・低コストで高い性能を有する撮像光学装置やそれを備えたデジタル機器を実現することができる。
画像入力機能付きデジタル機器の例としては、デジタルカメラ，ビデオカメラ，監視カメラ，防犯カメラ，車載カメラ，テレビ電話用カメラ等のカメラが挙げられる。また、パーソナルコンピューター，携帯用デジタル機器（例えば、携帯電話，スマートフォン（高機能携帯電話），タブレット端末，モバイルコンピューター等），これらの周辺機器（スキャナー，プリンター，マウス等），その他のデジタル機器（ドライブレコーダー，防衛機器等）等に内蔵又は外付けによりカメラ機能が搭載されたものが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像光学装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像光学装置を搭載することによりカメラ機能を付加することが可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。
図４５に、画像入力機能付きデジタル機器の一例として、デジタル機器ＤＵの概略構成例を模式的断面で示す。図４５に示すデジタル機器ＤＵに搭載されている撮像光学装置ＬＵは、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の光学像（像面）ＩＭを形成するマクロレンズＬＮ（ＡＸ：光軸）と、マクロレンズＬＮにより受光面（撮像面）ＳＳ上に形成された光学像ＩＭを電気的な信号に変換する撮像素子ＳＲと、を備えており、必要に応じて平行平面板（例えば、撮像素子ＳＲのカバーガラス；必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター，赤外カットフィルター等の光学フィルター等に相当する。）も配置される。この撮像光学装置ＬＵで画像入力機能付きデジタル機器ＤＵを構成する場合、通常そのボディ内部に撮像光学装置ＬＵを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像光学装置ＬＵをデジタル機器ＤＵの本体に対して着脱可能又は回動可能に構成することが可能である。
マクロレンズＬＮは、物体側から順に、第１レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第３レンズ群とからなる撮像光学系である。そして、第１レンズ群と第３レンズ群の位置を固定の状態で第２レンズ群のみを光軸ＡＸに沿って物体側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦（つまりフォーカシング）を行い、撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上に光学像ＩＭを形成する構成になっている。
撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ(Charge Coupled Device)型イメージセンサー，ＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)型イメージセンサー等の固体撮像素子が用いられる。マクロレンズＬＮは、撮像素子ＳＲの光電変換部である受光面ＳＳ上に被写体の光学像ＩＭが形成されるように設けられているので、マクロレンズＬＮによって形成された光学像ＩＭは、撮像素子ＳＲによって電気的な信号に変換される。
デジタル機器ＤＵは、撮像光学装置ＬＵの他に、信号処理部１，制御部２，メモリー３，操作部４，表示部５等を備えている。撮像素子ＳＲで生成した信号は、信号処理部１で所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が必要に応じて施され、デジタル映像信号としてメモリー３（半導体メモリー，光ディスク等）に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号等に変換されたりして他の機器に伝送される（例えば携帯電話の通信機能）。制御部２はマイクロコンピューターからなっており、撮影機能（静止画撮影機能，動画撮影機能等），画像再生機能等の機能の制御；フォーカシング等のためのレンズ移動機構の制御等を集中的に行う。例えば、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方を行うように、制御部２により撮像光学装置ＬＵに対する制御が行われる。表示部５は液晶モニター等のディスプレイを含む部分であり、撮像素子ＳＲによって変換された画像信号あるいはメモリー３に記録されている画像情報を用いて画像表示を行う。操作部４は、操作ボタン（例えばレリーズボタン），操作ダイヤル（例えば撮影モードダイヤル）等の操作部材を含む部分であり、操作者が操作入力した情報を制御部２に伝達する。
次に、マクロレンズＬＮの第１〜第１１の実施の形態を挙げて、その具体的な光学構成を更に詳しく説明する。図１〜図１１は、第１〜第１１の実施の形態を構成するマクロレンズＬＮにそれぞれ対応するレンズ構成図であり、第１フォーカスポジションＰＯＳ１（被写体無限遠状態）でのレンズ配置を光学断面で示している。フォーカシング時には、第２レンズ群Ｇｒ２が光軸ＡＸに沿って移動する。つまり、第２レンズ群Ｇｒ２はフォーカス群であり、矢印ｍＦで示すように、無限遠から近距離物体へのフォーカシングにおいて物体側へ移動する。
第１〜第１１の実施の形態を構成するマクロレンズＬＮは、相対的に弱いパワーを第１レンズ群Ｇｒ１に有し、正パワーの第２レンズ群Ｇｒ２をフォーカス群とする（負又は正）・正・負の３群構成の撮像光学系である。第１レンズ群Ｇｒ１と第２レンズ群Ｇｒ２との間には開口絞りＳＴが配置されており、合焦時の開口絞りＳＴの位置は固定である。なお、マクロレンズＬＮと像面ＩＭとの間には平行平面板ＰＴが配置されており、この平行平面板ＰＴは、撮像素子ＳＲのカバーガラス等のトータルの光学厚みに等価なガラス平板である。
第１の実施の形態のマクロレンズＬＮ（図１）において、各レンズ群は物体側から順に以下のように構成されている。負パワーの第１レンズ群Ｇｒ１は、両凹の負レンズＬ１１と、両凸の正レンズＬ１２と、両凹の負レンズＬ１３と、で構成されており、第１レンズ群Ｇｒ１の像面ＩＭ側には開口絞りＳＴが配置されている。正パワーの第２レンズ群Ｇｒ２は、両凸の正レンズＬ２１と、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ２２と、両面非球面の両凸の正レンズＬ２３と、で構成されている。負パワーの第３レンズ群Ｇｒ３は、両凸の正レンズＬ３１と、両凹の負レンズＬ３２と、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ３３と、両凸の正レンズＬ３４と、で構成されている。
第２の実施の形態のマクロレンズＬＮ（図２）において、各レンズ群は物体側から順に以下のように構成されている。正パワーの第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸の正メニスカスレンズＬ１１と、両凸の正レンズＬ１２と、両凹の負レンズＬ１３と、で構成されており、第１レンズ群Ｇｒ１の像面ＩＭ側には開口絞りＳＴが配置されている。正パワーの第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側に凸の正メニスカスレンズＬ２１と、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ２２と、両面非球面の両凸の正レンズＬ２３と、で構成されている。負パワーの第３レンズ群Ｇｒ３は、像側に凸の正メニスカスレンズＬ３１と、像側に凹の負メニスカスレンズＬ３２と、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ３３と、両凸の正レンズＬ３４と、で構成されている。
第３の実施の形態のマクロレンズＬＮ（図３）において、各レンズ群は物体側から順に以下のように構成されている。正パワーの第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸の正メニスカスレンズＬ１１と、像側に凸の正メニスカスレンズＬ１２及び両凹の負レンズＬ１３からなる接合レンズと、で構成されており、第１レンズ群Ｇｒ１の像面ＩＭ側には開口絞りＳＴが配置されている。正パワーの第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側に凸の正メニスカスレンズＬ２１と、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ２２と、両面非球面の両凸の正レンズＬ２３と、で構成されている。負パワーの第３レンズ群Ｇｒ３は、両凸の正レンズＬ３１及び両凹の負レンズＬ３２からなる接合レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ３３と、両凸の正レンズＬ３４と、で構成されている。
第４の実施の形態のマクロレンズＬＮ（図４）において、各レンズ群は物体側から順に以下のように構成されている。正パワーの第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸の正メニスカスレンズＬ１１と、像側に凸の正メニスカスレンズＬ１２及び両凹の負レンズＬ１３からなる接合レンズと、で構成されており、第１レンズ群Ｇｒ１の像面ＩＭ側には開口絞りＳＴが配置されている。正パワーの第２レンズ群Ｇｒ２は、両凸の正レンズＬ２１と、両凹の負レンズＬ２２と、両面非球面の両凸の正レンズＬ２３と、で構成されている。負パワーの第３レンズ群Ｇｒ３は、両凸の正レンズＬ３１及び両凹の負レンズＬ３２からなる接合レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ３３と、両凸の正レンズＬ３４と、で構成されている。
第５の実施の形態のマクロレンズＬＮ（図５）において、各レンズ群は物体側から順に以下のように構成されている。正パワーの第１レンズ群Ｇｒ１は、両凸の正レンズＬ１１と、像側に凸の正メニスカスレンズＬ１２及び両凹の負レンズＬ１３からなる接合レンズと、で構成されており、第１レンズ群Ｇｒ１の像面ＩＭ側には開口絞りＳＴが配置されている。正パワーの第２レンズ群Ｇｒ２は、両凸の正レンズＬ２１と、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ２２と、両面非球面の両凸の正レンズＬ２３と、で構成されている。負パワーの第３レンズ群Ｇｒ３は、両凸の正レンズＬ３１及び両凹の負レンズＬ３２からなる接合レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ３３と、両凸の正レンズＬ３４と、で構成されている。
第６の実施の形態のマクロレンズＬＮ（図６）において、各レンズ群は物体側から順に以下のように構成されている。正パワーの第１レンズ群Ｇｒ１は、両凸の正レンズＬ１１と、両凹の負レンズＬ１２と、両面非球面の両凸の正レンズＬ１３と、で構成されており、第１レンズ群Ｇｒ１の像面ＩＭ側には開口絞りＳＴが配置されている。正パワーの第２レンズ群Ｇｒ２は、両凸の正レンズＬ２１と、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ２２と、両面非球面の両凸の正レンズＬ２３と、で構成されている。負パワーの第３レンズ群Ｇｒ３は、両凸の正レンズＬ３１及び両凹の負レンズＬ３２からなる接合レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ３３と、両凸の正レンズＬ３４と、で構成されている。
第７の実施の形態のマクロレンズＬＮ（図７）において、各レンズ群は物体側から順に以下のように構成されている。正パワーの第１レンズ群Ｇｒ１は、両凸の正レンズＬ１１と、像側に凸の正メニスカスレンズＬ１２及び両凹の負レンズＬ１３からなる接合レンズと、で構成されており、第１レンズ群Ｇｒ１の像面ＩＭ側には開口絞りＳＴが配置されている。正パワーの第２レンズ群Ｇｒ２は、両凸の正レンズＬ２１と、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ２２と、両面非球面の両凸の正レンズＬ２３と、で構成されている。負パワーの第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側面が非球面の両凸の正レンズＬ３１及び両凹の負レンズＬ３２からなる接合レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ３３と、両凸の正レンズＬ３４と、で構成されている。
第８の実施の形態のマクロレンズＬＮ（図８）において、各レンズ群は物体側から順に以下のように構成されている。正パワーの第１レンズ群Ｇｒ１は、両凸の正レンズＬ１１と、物体側面が非球面の像側に凸の正メニスカスレンズＬ１２及び両凹の負レンズＬ１３からなる接合レンズと、で構成されており、第１レンズ群Ｇｒ１の像面ＩＭ側には開口絞りＳＴが配置されている。正パワーの第２レンズ群Ｇｒ２は、両凸の正レンズＬ２１と、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ２２と、両面非球面の両凸の正レンズＬ２３と、で構成されている。負パワーの第３レンズ群Ｇｒ３は、両凸の正レンズＬ３１及び両凹の負レンズＬ３２からなる接合レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ３３と、両凸の正レンズＬ３４と、で構成されている。
第９の実施の形態のマクロレンズＬＮ（図９）において、各レンズ群は物体側から順に以下のように構成されている。正パワーの第１レンズ群Ｇｒ１は、両凸の正レンズＬ１１と、両面非球面の像側に凸の正メニスカスレンズＬ１２と、両凹の負レンズＬ１３と、で構成されており、第１レンズ群Ｇｒ１の像面ＩＭ側には開口絞りＳＴが配置されている。正パワーの第２レンズ群Ｇｒ２は、両凸の正レンズＬ２１と、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ２２と、両面非球面の像側に凸の正メニスカスレンズＬ２３と、で構成されている。負パワーの第３レンズ群Ｇｒ３は、像側に凸の正メニスカスレンズＬ３１及び両凹の負レンズＬ３２からなる接合レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ３３と、両凸の正レンズＬ３４と、で構成されている。
第１０の実施の形態のマクロレンズＬＮ（図１０）において、各レンズ群は物体側から順に以下のように構成されている。正パワーの第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸の正メニスカスレンズＬ１１と、両面非球面の像側に凸の正メニスカスレンズＬ１２と、両凹の負レンズＬ１３と、で構成されており、第１レンズ群Ｇｒ１の像面ＩＭ側には開口絞りＳＴが配置されている。正パワーの第２レンズ群Ｇｒ２は、両凸の正レンズＬ２１と、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ２２と、両面非球面の両凸の正レンズＬ２３と、で構成されている。負パワーの第３レンズ群Ｇｒ３は、両凸の正レンズＬ３１及び両凹の負レンズＬ３２からなる接合レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ３３と、両凸の正レンズＬ３４と、で構成されている。
第１１の実施の形態のマクロレンズＬＮ（図１１）において、各レンズ群は物体側から順に以下のように構成されている。正パワーの第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸の正メニスカスレンズＬ１１と、両面非球面の像側に凸の正メニスカスレンズＬ１２と、両凹の負レンズＬ１３と、で構成されており、第１レンズ群Ｇｒ１の像面ＩＭ側には開口絞りＳＴが配置されている。正パワーの第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側に凸の正メニスカスレンズＬ２１と、両凹の負レンズＬ２２と、両面非球面の両凸の正レンズＬ２３と、で構成されている。負パワーの第３レンズ群Ｇｒ３は、平凸の正レンズＬ３１及び両凹の負レンズＬ３２からなる接合レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズＬ３３と、両凸の正レンズＬ３４と、で構成されている。
第１〜第１１の実施の形態（図１〜図１１）では、第２レンズ群Ｇｒ２における最も像側に正パワーの両面非球面レンズＬ２３が配置されている。このように非球面を配置することにより、低コストで像面湾曲や球面収差の変動を効果的に抑えることができる。
第６，第８〜第１１の実施の形態（図６，図８〜図１１）では、第１レンズ群Ｇｒ１に非球面が配置されている。このように非球面を配置することにより、球面収差をより一層効果的に抑えることができる。第７の実施の形態（図７）では、第３レンズ群Ｇｒ３に非球面が配置されている。このように非球面を配置することにより、コマ収差をより一層効果的に補正することができる。
以下、本発明を実施したマクロレンズの構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜１１（ＥＸ１〜１１）は、前述した第１〜第１１の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第１１の実施の形態を表すレンズ構成図（図１〜図１１）は、対応する実施例１〜１１の光学構成（レンズ配置，レンズ形状等）をそれぞれ示している。
各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号ｉ（ｏｂｊｅｃｔ：物面，ｓｔｏｐ：開口絞り，ｉｍａｇｅ：像面），曲率半径ｒ（ｍｍ），軸上面間隔ｄ（ｍｍ），ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に関する屈折率ｎｄ，ｄ線に関するアッベ数ｖｄを示す。面番号ｉに＊が付された面は非球面であり、その面形状は面頂点を原点とするローカルな直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用いた以下の式（ＡＳ）で定義される。非球面データとして、非球面係数等を示す。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してｅ−ｎ＝×１０-nである。
ｚ＝（ｃ・ｈ2）／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）・ｃ2・ｈ2｝］＋Σ（Ａｊ・ｈj） …（ＡＳ）
ただし、
ｈ：ｚ軸（光軸ＡＸ）に対して垂直な方向の高さ（ｈ2＝ｘ2＋ｙ2）、
ｚ：高さｈの位置での光軸ＡＸ方向のサグ量（面頂点基準）、
ｃ：面頂点での曲率（曲率半径ｒの逆数）、
Ｋ：円錐定数、
Ａｊ：ｊ次の非球面係数、
である。
各種データとして、無限遠物体合焦時の第１フォーカスポジションＰＯＳ１（ｉｎｆｉｎｉｔｙ），近距離物体合焦時の第２フォーカスポジションＰＯＳ２（β）のそれぞれについて、全系の焦点距離（Ｆｌ，ｍｍ），Ｆナンバー（Ｆｎｏ．），半画角（ω，°），像高（ｙ’ｍａｘ，ｍｍ），レンズ全長（ＴＬ，ｍｍ），バックフォーカス（ＢＦ，ｍｍ），及び可変軸上面間隔（ｖａｒｉａｂｌｅ：ｄｉ（ｉ：面番号），ｍｍ）を示し、レンズ群データとして、各レンズ群の焦点距離（ｆ１，ｆ２，ｆ３；ｍｍ）を示す。ただし、バックフォーカスＢＦは、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算長により表記しており、レンズ全長ＴＬは、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスＢＦを加えたものである。また、表１に各実施例の条件式対応値を示す。
図１２〜図２２は、実施例１〜実施例１１（ＥＸ１〜ＥＸ１１）にそれぞれ対応する縦収差図であり、（Ａ）〜（Ｃ）は第１フォーカスポジションＰＯＳ１、（Ｄ）〜（Ｆ）は第２フォーカスポジションＰＯＳ２における諸収差をそれぞれ示している。また、図１２〜図２２中、（Ａ）と（Ｄ）は球面収差図、（Ｂ）と（Ｅ）は非点収差図、（Ｃ）と（Ｆ）は歪曲収差図である。
球面収差図は、実線で示すｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する球面収差量、一点鎖線で示すＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）に対する球面収差量、破線で示すｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）に対する球面収差量を、それぞれ近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表しており、縦軸は瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値（すなわち相対瞳高さ）を表している。非点収差図において、破線Ｔはｄ線に対するタンジェンシャル像面、実線Ｓはｄ線に対するサジタル像面を、近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表しており、縦軸は像高（ＩＭＧ ＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。歪曲収差図において、横軸はｄ線に対する歪曲（単位：％）を表しており、縦軸は像高（ＩＭＧ ＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。なお、像高ＩＭＧ ＨＴの最大値（すなわち、最大像高ｙ’ｍａｘ）は、撮像素子ＳＲの受光面ＳＳの対角長の半分（すなわち、対角像高）に相当する。
図２３，図２５，図２７，図２９，図３１，図３３，図３５，図３７，図３９，図４１，図４３は、実施例１〜実施例１１（ＥＸ１〜ＥＸ１１）にそれぞれ対応する横収差図であり、第１フォーカスポジションＰＯＳ１における横収差（ｍｍ）を示している。図２４，図２６，図２８，図３０，図３２，図３４，図３６，図３８，図４０，図４２，図４４は、実施例１〜実施例１１（ＥＸ１〜ＥＸ１１）にそれぞれ対応する横収差図であり、第２フォーカスポジションＰＯＳ２における横収差（ｍｍ）を示している。
図２３〜図４４のそれぞれにおいて、（Ａ）〜（Ｄ）はタンジェンシャル光束での横収差を示しており、（Ｅ）〜（Ｈ）はサジタル光束での横収差を示している。また、ＲＥＬＡＴＩＶＥ ＦＩＥＬＤ ＨＥＩＧＨＴで表されている像高比（半画角ω°）での横収差を、実線で示すｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、一点鎖線で示すＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）、破線で示すｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）について示している。なお像高比は、像高を最大像高ｙ’ｍａｘで規格化した相対的な像高である。
実施例１
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity variable
1 -250.000 2.700 1.51680 64.20
2 84.770 1.567
3 54.179 6.000 1.83481 42.72
4 -89.059 6.627
5 -50.026 2.153 1.67270 32.17
6 90.606 3.968
7 (stop) infinity variable
8 24.953 5.000 1.61800 63.39
9 -38.260 1.882
10 -26.200 1.500 1.90366 31.31
11 -989.159 5.938
12* 435.156 3.500 1.74320 49.29
13* -26.600 variable
14 199.156 2.379 1.92286 20.88
15 -60.448 1.112
16 -65.917 0.900 1.68893 31.16
17 20.023 12.414
18 -17.519 0.900 1.49700 81.61
19 -140.573 0.500
20 44.924 4.673 1.72916 54.67
21 -86.724 13.661
22 infinity 1.500 1.52249 59.48
23 infinity 0.800
image infinity
非球面データ
i K A4 A6
12 0.0000e+000 -3.1749e-005 -2.9709e-007
A8 A10 A12
2.8371e-009 -2.1102e-011 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
13 0.0000e+000 -1.1135e-005 -2.7257e-007
A8 A10 A12
2.5140e-009 -1.7858e-011 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
POS1 POS2
infinity β=-0.5
Fl 59.997 44.432
Fno. 2.900 3.565
ω 13.316 11.080
y'max 14.200 14.200
TL 95.158 95.158
BF 15.446 15.446
object infinity 123.973
d7 13.497 3.433
d13 2.503 12.567
レンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 7) -640.046
2 ( 8- 13) 29.914
3 ( 14- 23) -46.661
実施例２
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity variable
1 84.513 2.700 1.84666 23.78
2 216.412 11.576
3 59.074 3.022 1.72916 54.67
4 -167.360 1.130
5 -141.496 1.000 1.69895 30.05
6 36.131 2.572
7 (stop) infinity variable
8 18.924 3.605 1.49700 81.61
9 65.301 3.340
10 -35.608 1.500 1.80518 25.46
11 -196.854 5.045
12* 43.555 3.500 1.74320 49.29
13* -38.059 variable
14 -94.565 1.983 1.92286 20.88
15 -45.968 0.500
16 221.281 0.900 1.51823 58.96
17 19.330 11.080
18 -14.484 1.170 1.60342 38.01
19 -115.941 0.500
20 48.336 4.164 1.72916 54.67
21 -93.147 13.383
22 infinity 1.500 1.52249 59.48
23 infinity 0.800
image infinity
非球面データ
i K A4 A6
12 0.0000e+000 -1.5281e-005 -1.8413e-007
A8 A10 A12
1.5087e-009 -8.9865e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
13 0.0000e+000 5.9082e-006 -1.8185e-007
A8 A10 A12
1.5183e-009 -8.8344e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
POS1 POS2
infinity β=-0.5
Fl 59.971 40.665
Fno. 2.900 3.410
ω 13.321 11.368
y'max 14.200 14.200
TL 90.200 90.200
BF 15.168 15.168
object infinity 118.833
d7 12.798 2.743
d13 2.946 13.001
レンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 7) 1620.121
2 ( 8- 13) 29.686
3 ( 14- 23) -37.256
実施例３
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity variable
1 126.389 2.700 1.84666 23.78
2 309.343 14.591
3 -280.407 4.119 1.77250 49.62
4 -36.706 2.010 1.68893 31.16
5 574.000 1.580
6 (stop) infinity variable
7 20.814 3.256 1.49700 81.61
8 68.240 4.005
9 -31.012 1.546 1.84666 23.78
10 -53.146 5.716
11* 57.810 4.200 1.58313 59.38
12* -32.028 variable
13 457.874 3.406 1.83481 42.72
14 -26.113 1.010 1.48749 70.44
15 19.261 9.334
16 -14.631 1.500 1.83481 42.72
17 -38.567 0.500
18 38.262 3.757 1.49700 81.61
19 -631.379 13.382
20 infinity 1.500 1.52249 59.48
21 infinity 0.800
image infinity
非球面データ
i K A4 A6
11 0.0000e+000 -2.1720e-005 -7.1469e-008
A8 A10 A12
-1.1084e-010 3.0713e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
12 0.0000e+000 1.9694e-006 -8.9543e-008
A8 A10 A12
2.1674e-010 1.5476e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
POS1 POS2
infinity β=-0.5
Fl 59.956 38.308
Fno. 2.900 3.442
ω 13.324 11.634
y'max 14.200 14.200
TL 93.697 93.697
BF 15.168 15.168
object infinity 114.975
d6 12.798 2.720
d12 2.502 12.580
レンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 6) 412.221
2 ( 7- 12) 33.076
3 ( 13- 21) -32.501
実施例４
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity variable
1 107.409 2.700 1.84666 23.78
2 521.550 6.332
3 -392.530 4.069 1.72916 54.67
4 -40.556 1.994 1.64769 33.84
5 114.868 1.904
6 (stop) infinity variable
7 21.280 4.455 1.49700 81.61
8 -122.021 3.311
9 -33.359 0.900 1.80610 33.27
10 171.235 6.632
11* 41.619 4.200 1.58313 59.38
12* -28.036 variable
13 209.851 3.240 1.91082 35.25
14 -31.035 1.010 1.51823 58.96
15 18.724 10.189
16 -15.096 0.900 1.83481 42.72
17 -43.204 0.400
18 37.304 3.745 1.49700 81.61
19 -615.928 13.410
20 infinity 1.500 1.52249 59.48
21 infinity 0.800
image infinity
非球面データ
i K A4 A6
11 0.0000e+000 -2.0390e-005 -1.8481e-008
A8 A10 A12
-4.8630e-010 3.3557e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
12 0.0000e+000 6.5521e-006 -2.1184e-008
A8 A10 A12
-5.0560e-010 3.3463e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
POS1 POS2
infinity β=-0.5
Fl 59.987 37.987
Fno. 2.900 3.458
ω 13.318 11.625
y'max 14.200 14.200
TL 86.477 86.477
BF 15.195 15.195
object infinity 123.736
d6 12.799 2.751
d12 2.501 12.549
レンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 6) 866.352
2 ( 7- 12) 32.707
3 ( 13- 21) -30.775
実施例５
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity variable
1 374.522 2.700 1.84666 23.78
2 -738.318 5.070
3 -222.502 3.607 1.72916 54.67
4 -61.442 2.010 1.62004 36.30
5 447.941 1.614
6 (stop) infinity variable
7 23.539 4.553 1.49700 81.61
8 -121.504 3.805
9 -31.502 0.900 1.75520 27.53
10 -984.917 6.942
11* 57.425 4.174 1.58313 59.38
12* -28.060 variable
13 181.353 3.260 1.90366 31.31
14 -34.251 1.010 1.51823 58.96
15 19.810 11.439
16 -16.095 0.900 1.91082 35.25
17 -45.010 0.400
18 38.352 3.734 1.49700 81.61
19 -617.813 13.403
20 infinity 1.500 1.52249 59.48
21 infinity 0.800
image infinity
非球面データ
i K A4 A6
11 0.0000e+000 -1.5635e-005 -7.5185e-008
A8 A10 A12
2.5016e-010 -3.1400e-013 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
12 0.0000e+000 7.0079e-006 -9.0624e-008
A8 A10 A12
4.0464e-010 -9.7549e-013 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
POS1 POS2
infinity β=-1.0
Fl 59.994 27.915
Fno. 2.900 4.124
ω 13.316 10.292
y'max 14.200 14.200
TL 96.488 96.488
BF 15.188 15.188
object infinity 66.414
d6 22.681 2.691
d12 2.502 22.492
レンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 6) 1721.783
2 ( 7- 12) 33.950
3 ( 13- 21) -30.623
実施例６
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity variable
1 130.803 2.501 1.84666 23.78
2 -1100.840 3.833
3 -69.434 2.500 1.90366 31.31
4 228.843 1.570
5* 500.000 3.515 1.58313 59.38
6* -60.647 1.500
7 (stop) infinity variable
8 22.675 4.800 1.49700 81.61
9 -126.564 4.888
10 -29.699 0.900 1.90366 31.31
11 -386.711 5.201
12* 62.086 4.400 1.58313 59.38
13* -24.314 variable
14 223.088 3.259 1.91082 35.25
15 -33.557 0.910 1.51680 64.20
16 18.146 11.081
17 -15.009 0.900 1.59551 39.22
18 -88.321 0.400
19 32.703 4.197 1.49700 81.61
20 -659.706 13.383
21 infinity 1.500 1.52249 59.48
22 infinity 0.800
image infinity
非球面データ
i K A4 A6
5 0.0000e+000 2.4046e-006 8.1816e-009
A8 A10 A12
1.2688e-010 -1.5461e-013 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
6 0.0000e+000 1.9656e-006 -2.5517e-009
A8 A10 A12
1.9423e-010 -2.8953e-013 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
12 0.0000e+000 -1.9987e-005 -6.3215e-008
A8 A10 A12
8.3840e-011 1.1271e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
13 0.0000e+000 6.6536e-006 -5.2737e-008
A8 A10 A12
-4.9313e-011 1.3646e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
POS1 POS2
infinity β=-1.0
Fl 60.003 28.754
Fno. 2.900 4.041
ω 13.314 10.421
y'max 14.200 14.200
TL 96.468 96.468
BF 15.168 15.168
object infinity 65.155
d7 22.445 2.673
d13 2.501 22.273
レンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 7) 605.507
2 ( 8- 13) 34.967
3 ( 14- 22) -33.133
実施例７
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity variable
1 131.437 3.000 1.84666 23.78
2 -358.789 5.004
3 -99.431 3.902 1.83481 42.72
4 -35.419 2.010 1.69895 30.05
5 181.403 1.762
6 (stop) infinity variable
7 23.872 4.800 1.49700 81.61
8 -61.273 3.104
9 -26.595 1.400 1.80610 33.27
10 -743.492 5.595
11* 61.196 4.400 1.58313 59.38
12* -24.074 variable
13* 140.924 3.472 1.80860 40.42
14 -30.719 1.010 1.51680 64.20
15 17.714 11.245
16 -15.622 0.900 1.65844 50.85
17 -61.714 0.400
18 32.834 4.208 1.49700 81.61
19 -668.651 13.368
20 infinity 1.500 1.52249 59.48
21 infinity 0.800
image infinity
非球面データ
i K A4 A6
11 0.0000e+000 -2.1884e-005 1.1964e-008
A8 A10 A12
-4.0141e-010 2.1539e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
12 0.0000e+000 3.0123e-006 2.1963e-008
A8 A10 A12
-5.4003e-010 2.4258e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
13 0.0000e+000 -1.4598e-006 4.1547e-008
A8 A10 A12
-4.6669e-010 1.6784e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
POS1 POS2
infinity β=-1.0
Fl 59.984 29.168
Fno. 2.900 4.120
ω 13.318 10.208
y'max 14.200 14.200
TL 96.453 96.453
BF 15.153 15.153
object infinity 66.173
d6 22.588 2.671
d12 2.501 22.418
レンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 6) 1188.496
2 ( 7- 12) 32.609
3 ( 13- 21) -33.556
実施例８
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity variable
1 165.140 3.500 1.84666 23.78
2 -561.184 3.968
3* -100.788 4.105 1.80860 40.42
4 -32.199 1.943 1.68893 31.16
5 558.123 1.590
6 (stop) infinity variable
7 23.740 5.000 1.49700 81.61
8 -52.839 2.943
9 -26.170 0.900 1.80610 33.27
10 -2126.687 6.058
11* 74.871 4.400 1.58313 59.38
12* -23.652 variable
13 221.465 3.208 1.91082 35.25
14 -33.859 1.010 1.51823 58.96
15 18.889 11.428
16 -15.768 0.900 1.78590 43.93
17 -50.168 0.300
18 34.252 4.035 1.49700 81.61
19 -645.440 13.388
20 infinity 1.500 1.52249 59.48
21 infinity 0.800
image infinity
非球面データ
i K A4 A6
3 0.0000e+000 -6.2651e-007 5.9844e-009
A8 A10 A12
-2.7941e-011 0.0000e+000 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
11 0.0000e+000 -1.9551e-005 -2.9875e-008
A8 A10 A12
-2.6668e-010 3.2051e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
12 0.0000e+000 4.3201e-006 -1.7462e-008
A8 A10 A12
-4.0845e-010 3.3620e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
POS1 POS2
infinity β=-1.0
Fl 59.985 28.439
Fno. 2.900 4.116
ω 13.318 10.301
y'max 14.200 14.200
TL 95.473 95.473
BF 15.173 15.173
object infinity 66.760
d6 22.512 2.675
d12 2.501 22.337
レンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 6) 775.483
2 ( 7- 12) 33.539
3 ( 13- 21) -32.241
実施例９
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity variable
1 123.775 3.380 1.84666 23.78
2 -469.026 2.899
3* -103.089 3.722 1.58313 59.38
4* -38.467 1.473
5 -38.636 2.000 1.68893 31.16
6 1787.871 1.526
7 (stop) infinity variable
8 27.241 5.400 1.43700 95.10
9 -29.604 2.951
10 -19.493 0.900 1.80610 33.27
11 -45.546 5.194
12* -502.215 4.400 1.58313 59.38
13* -20.577 variable
14 -814.440 3.066 1.91082 35.25
15 -31.270 1.010 1.51742 52.15
16 19.473 12.475
17 -15.039 0.900 1.56883 56.04
18 -95.771 0.300
19 38.336 4.047 1.72916 54.67
20 -721.431 13.369
21 infinity 1.500 1.52249 59.48
22 infinity 0.800
image infinity
非球面データ
i K A4 A6
3 0.0000e+000 5.4249e-006 6.0883e-009
A8 A10 A12
-6.9548e-012 0.0000e+000 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
A8 A10 A12
4 0.0000e+000 6.7595e-006 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
12 0.0000e+000 -1.8527e-005 -1.5091e-007
A8 A10 A12
1.2319e-009 -5.6523e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
13 0.0000e+000 4.5088e-006 -1.3825e-007
A8 A10 A12
1.1438e-009 -5.2275e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
POS1 POS2
infinity β=-1.0
Fl 59.979 30.258
Fno. 2.900 4.148
ω 13.319 10.088
y'max 14.200 14.200
TL 96.454 96.454
BF 15.154 15.154
object infinity 67.497
d7 23.096 3.050
d13 2.561 22.608
レンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 7) 1364.623
2 ( 8- 13) 32.315
3 ( 14- 22) -36.162
実施例１０
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity variable
1 81.103 3.414 1.84666 23.78
2 540.000 3.198
3* -100.000 3.329 1.74320 49.29
4* -53.284 1.263
5 -70.681 2.000 1.76182 26.61
6 156.110 1.796
7 (stop) infinity variable
8 23.662 5.001 1.43700 95.10
9 -50.611 2.947
10 -24.264 0.900 1.80610 33.27
11 -89.560 5.306
12* 88.323 4.400 1.58313 59.38
13* -23.418 variable
14 251.623 3.131 1.91082 35.25
15 -36.163 1.010 1.51742 52.15
16 18.217 12.168
17 -15.300 0.900 1.51680 64.20
18 -170.806 0.300
19 31.259 4.394 1.49700 81.61
20 -689.651 13.385
21 infinity 1.500 1.52249 59.48
22 infinity 0.800
image infinity
非球面データ
i K A4 A6
3 0.0000e+000 2.7297e-006 7.9434e-009
A8 A10 A12
-3.0701e-011 0.0000e+000 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
4 0.0000e+000 3.9802e-006 0.0000e+000
A8 A10 A12
0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
12 0.0000e+000 -1.7603e-005 -4.7190e-008
A8 A10 A12
-1.3549e-010 2.7070e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
13 0.0000e+000 6.1038e-006 -3.3740e-008
A8 A10 A12
-2.5443e-010 2.7854e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
POS1 POS2
infinity β=-1.0
Fl 60.023 29.731
Fno. 2.900 4.115
ω 13.310 10.087
y'max 14.200 14.200
TL 96.228 96.228
BF 15.170 15.170
object infinity 67.500
d7 23.101 3.022
d13 2.499 22.578
レンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 7) 1895.157
2 ( 8- 13) 32.170
3 ( 14- 22) -34.663
実施例１１
単位：mm
面データ
i r d nd vd
object infinity variable
1 124.670 2.369 1.84666 23.78
2 540.000 5.653
3* -100.000 3.276 1.74320 49.29
4* -57.348 1.012
5 -111.684 1.000 1.75520 27.53
6 255.591 1.690
7 (stop) infinity variable
8 18.359 4.151 1.49700 81.61
9 70.086 5.812
10 -36.410 0.900 1.64769 33.84
11 62.622 1.363
12* 33.376 4.968 1.58313 59.38
13* -25.028 variable
14 infinity 3.045 1.91082 35.25
15 -29.930 1.010 1.56732 42.84
16 19.666 12.031
17 -15.319 0.914 1.49700 81.61
18 -128.525 1.987
19 44.570 4.520 1.77250 49.62
20 -127.182 13.401
21 infinity 1.500 1.52249 59.48
22 infinity 0.800
image infinity
非球面データ
i K A4 A6
3 0.0000e+000 -4.4752e-006 6.7198e-009
A8 A10 A12
-3.9968e-011 0.0000e+000 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
4 0.0000e+000 -3.5189e-006 0.0000e+000
A8 A10 A12
0.0000e+000 0.0000e+000 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
12 0.0000e+000 -3.4855e-005 -7.7985e-008
A8 A10 A12
-4.9897e-010 5.5958e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
非球面データ
i K A4 A6
13 0.0000e+000 7.6845e-006 -4.6929e-008
A8 A10 A12
-7.8398e-010 6.3823e-012 0.0000e+000
A14 A16
0.0000e+000 0.0000e+000
各種データ
POS1 POS2
infinity β=-1.0
Fl 59.995 34.911
Fno. 2.900 4.305
ω 13.316 9.839
y'max 14.200 14.200
TL 96.486 96.486
BF 15.186 15.186
object infinity 68.986
d7 23.100 2.963
d13 2.500 22.637
レンズ群データ
群 (面) 焦点距離
1 ( 1- 7) 751.205
2 ( 8- 13) 33.515
3 ( 14- 22) -51.013
Figure 2016090725
ＤＵ デジタル機器
ＬＵ 撮像光学装置
ＬＮ マクロレンズ
Ｇｒ１ 第１レンズ群
Ｇｒ２ 第２レンズ群
Ｇｒ３ 第３レンズ群
ＳＴ 絞り（開口絞り）
ＳＲ 撮像素子
ＳＳ 受光面（撮像面）
ＩＭ 像面（光学像）
ＡＸ 光軸
１ 信号処理部
２ 制御部
３ メモリー
４ 操作部
５ 表示部

Claims (9)

  1. 物体側から順に、第１レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、
    前記第１レンズ群と前記第３レンズ群の位置を固定の状態で前記第２レンズ群のみを光軸に沿って物体側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行い、
    以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とするマクロレンズ；
    β≦−０．４５ …（１）
    ０．４＜ｆ２／ｆ＜０．６８ …（２）
    ただし、
    β：最至近物体へ合焦したときの横倍率、
    ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
    ｆ：無限遠物体に合焦したときのマクロレンズ全体の焦点距離、
    である。
  2. 以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１記載のマクロレンズ；
    −１．２＜ｆ３／ｆ＜−０．３ …（３）
    ただし、
    ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、
    ｆ：無限遠物体に合焦したときのマクロレンズ全体の焦点距離、
    である。
  3. 以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１又は２記載のマクロレンズ；
    −０．２＜ｆ／ｆ１＜０．３ …（４）
    ただし、
    ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
    ｆ：無限遠物体に合焦したときのマクロレンズ全体の焦点距離、
    である。
  4. 前記第２レンズ群が少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマクロレンズ。
  5. 前記第２レンズ群内の最も物体側のレンズが正の屈折力を有しており、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマクロレンズ；
    νｄｐ≧６０ …（５）
    ただし、
    νｄｐ：第２レンズ群内の最も物体側のレンズのアッベ数、
    である。
  6. 合焦時に位置固定の開口絞りが、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に位置することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のマクロレンズ。
  7. 前記第１レンズ群が全体として正の屈折力を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のマクロレンズ。
  8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のマクロレンズと、受光面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像が形成されるように前記マクロレンズが設けられていることを特徴とする撮像光学装置。
  9. 請求項８記載の撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とするデジタル機器。
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