JP2016148793A - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ系の大型化を抑制しながら、Ｆナンバーが小さく、合焦の際の収差変動が良好に補正されて広範囲の物体距離について高い光学性能を維持可能なインナーフォーカス方式の撮像レンズ、およびこの撮像レンズを備えた撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像レンズは、物体側から順に、正の第１レンズ群Ｇ１、負の第２レンズ群Ｇ２、絞り、正の第３レンズ群Ｇ３から実質的に構成される。第２レンズ群Ｇ２のみを光軸方向に移動させて合焦を行う。第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は各々、３枚以上の正レンズと２枚以上の負レンズを有する。撮像レンズは第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２と無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離ｆに関する条件式（１）：０．５３＜−ｆ２／ｆ＜０．９を満足する。
【選択図】図１

Description

本発明は、映画撮影用カメラ、放送用カメラ、写真撮影用カメラ、ビデオカメラ等に好適な撮像レンズ、およびこの撮像レンズを備えた撮像装置に関するものである。

従来、上記分野のカメラに用いられる撮像レンズとして、レンズ系の中間部分の一部のレンズ群を移動させて合焦を行うインナーフォーカス方式の撮像レンズが提案されている。レンズ系全体を移動させて合焦を行う全群繰り出し方式に比べてインナーフォーカス方式は軽快なフォーカス操作や迅速なオートフォーカス制御が可能であるという利点がある。例えば下記特許文献１、２には、物体側から順に、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レンズ群とからなり、第２レンズ群を移動させて合焦を行うインナーフォーカス方式のレンズ系が記載されている。

特許第５４２９２４４号公報 特許第４８９８４０８号公報

上記分野のカメラでは、暗所での撮影や多彩な撮影表現に対応可能なように小さなＦナンバーを有することが望まれる。しかしながら、望遠タイプの撮像レンズで、インナーフォーカス方式を採用し、かつ小さなＦナンバーを実現しようとすると、合焦の際の収差変動が大きくなりやすく、無限遠から最至近までの物体距離について良好な光学性能を維持することは難しい。

特許文献１、２には、Ｆナンバーが１．８〜２．０５の範囲にあるレンズ系が記載されている。しかしながら、特許文献１に記載のレンズ系は、各種収差の補正が十分とは言えない。特許文献２に記載のレンズ系は、近年要望される高性能の光学系を実現するためには球面収差と色収差の補正に改善の余地がある。

広範囲の物体距離について良好な光学性能を維持するためにレンズ枚数を増加させることも考えられるが、そうするとレンズ系の大型化を招き好ましくない。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、レンズ系の大型化を抑制しながら、Ｆナンバーが小さく、合焦の際の収差変動が良好に補正されて広範囲の物体距離について高い光学性能を維持可能なインナーフォーカス方式の撮像レンズ、およびこの撮像レンズを備えた撮像装置を提供することにある。

本発明の撮像レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第３レンズ群とから実質的に構成され、第２レンズ群のみを光軸方向に移動させることにより合焦が行われ、第１レンズ群は、３枚以上の正レンズと２枚以上の負レンズを有し、第２レンズ群は、負レンズを有し、第３レンズ群は、３枚以上の正レンズと２枚以上の負レンズを有し、下記条件式（１）を満足するものである。
０．５３＜−ｆ２／ｆ＜０．９ （１）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ：無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離

本発明の撮像レンズにおいては、以下の条件式（２）〜（８）、（１−１）〜（８−１）のいずれか１つ、あるいは任意の組合せを満足することが好ましい。
６６＜νｎ２＜９８ （２）
０．２＜ｆ１／ｆ３＜０．８５ （３）
０．１＜（Ｒ３ｒ−Ｒ３ｆ）／（Ｒ３ｒ＋Ｒ３ｆ）＜０．５ （４）
０．６２＜ｆ１／ｆ＜１．２ （５）
０．６＜ｆ３／ｆ＜２．３ （６）
０．５＜−ｆ１／ｆ２＜１．５ （７）
１．５＜−ｆ３／ｆ２＜４．５ （８）
６７＜νｎ２＜８８ （２−１）
０．３＜ｆ１／ｆ３＜０．８ （３−１）
０．１５＜（Ｒ３ｒ−Ｒ３ｆ）／（Ｒ３ｒ＋Ｒ３ｆ）＜０．４５ （４−１）
０．６５＜ｆ１／ｆ＜１ （５−１）
０．６５＜ｆ３／ｆ＜１．９ （６−１）
０．６＜−ｆ１／ｆ２＜１．４ （７−１）
１．６＜−ｆ３／ｆ２＜４ （８−１）
ただし、
νｎ２：第２レンズ群の最も像側の負レンズのｄ線基準のアッベ数
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ｆ：無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離
Ｒ３ｆ：第３レンズ群の最も像側の正レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ３ｒ：第３レンズ群の最も像側の正レンズの像側の面の曲率半径

本発明の撮像レンズにおいては、第１レンズ群は、両凸レンズおよび両凹レンズを物体側から順に接合した接合レンズを有することが好ましい。

本発明の撮像レンズにおいては、第２レンズ群は、１枚の負レンズから実質的に構成されていてもよく、もしくは、第２レンズ群は、１枚の負レンズおよび１枚の正レンズを接合した接合レンズから実質的に構成されていてもよい。

なお、上記の「〜から実質的に構成され」の「実質的に」は、挙げた構成要素以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラスやフィルタ等のレンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、手ぶれ補正機構等の機構部分、等を含んでもよいことを意図するものである。

なお、上記の本発明の撮像レンズにおけるレンズ群の屈折力の符号、レンズの屈折力の符号、レンズの面形状、曲率半径の値は、非球面が含まれているものについては近軸領域で考えるものとする。

本発明の撮像装置は、本発明の撮像レンズを備えたものである。

本発明によれば、物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、絞り、正の第３レンズ群とから実質的になり、合焦の際に第２レンズ群のみが移動するレンズ系において、第１レンズ群と第３レンズ群が有するレンズの構成を好適に設定し、所定の条件式を満足するようにしているため、レンズ系の大型化を抑制しながら、Ｆナンバーが小さく、合焦の際の収差変動が良好に補正されて広範囲の物体距離について高い光学性能を維持可能なインナーフォーカス方式の撮像レンズ、およびこの撮像レンズを備えた撮像装置を提供することができる。

本発明の実施例１の撮像レンズの構成を示す断面図である。 本発明の実施例２の撮像レンズの構成を示す断面図である。 本発明の実施例３の撮像レンズの構成を示す断面図である。 本発明の実施例４の撮像レンズの構成を示す断面図である。 本発明の実施例５の撮像レンズの構成を示す断面図である。 本発明の実施例１の撮像レンズの諸収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図を示す。 本発明の実施例２の撮像レンズの諸収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図を示す。 本発明の実施例３の撮像レンズの諸収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図を示す。 本発明の実施例４の撮像レンズの諸収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図を示す。 本発明の実施例５の撮像レンズの諸収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図を示す。 本発明の一実施形態に係る撮像装置の概略的な構成図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１〜図５は、本発明の実施形態にかかる撮像レンズの構成を示す断面図であり、それぞれ後述の実施例１〜５に対応している。図１〜図５においては、左側が物体側、右側が像側であり、無限遠物体に合焦した状態を示している。図１〜図５に示す例の基本構成や図示方法は同様であるため、以下では主に図１に示す構成例を代表的に参照しながら説明する。

この撮像レンズは、光軸Ｚに沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから実質的に構成される。なお、図１に示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。

この撮像レンズは、第２レンズ群Ｇ２のみを光軸方向に移動させて合焦を行うインナーフォーカス方式のレンズ系である。図１に示す例は、無限遠物体から最至近物体へ合焦する際に第２レンズ群Ｇ２が像側へ移動するものであり、図１では第２レンズ群Ｇ２の下にこの移動方向を示す矢印を記入している。

この撮像レンズを撮像装置に適用する際には、撮像装置の構成に応じて、レンズ系と像面Ｓｉｍの間に赤外線カットフィルタ、ローパスフィルタなどの各種フィルタやカバーガラス等を配置することが考えられるため、図１ではこれらを想定した平行平板状の光学部材ＰＰをレンズ系と像面Ｓｉｍとの間に配置した例を示している。しかし、光学部材ＰＰの位置は図１に示すものに限定されないし、光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。

第１レンズ群Ｇ１を正の屈折力を有するレンズ群とすることにより、レンズ系全長の短縮に有利となる。第１レンズ群Ｇ１は、３枚以上の正レンズと２枚以上の負レンズを有する。３枚以上の正レンズで第１レンズ群Ｇ１の正の屈折力を分担でき、レンズ系全長を好適に短縮しながら、球面収差を良好に補正することができ、小さなＦナンバーの実現に有利となる。また、２枚以上の負レンズを有することにより、色収差、非点収差、像面湾曲の良好な補正に有利となる。

例えば図１に示す例のように、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正のレンズＬ１１、正のレンズＬ１２、負のレンズＬ１３、負のレンズＬ１４、正のレンズＬ１５の５枚のレンズからなるように構成してもよい。あるいは図２〜図５に示す例のように、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正のレンズＬ１１、正のレンズＬ１１ｂ、正のレンズＬ１２、負のレンズＬ１３、負のレンズＬ１４、正のレンズＬ１５の６枚のレンズからなるように構成してもよい。上記のような５枚構成または６枚構成を採った場合、レンズＬ１１、Ｌ１１ｂ、Ｌ１２各々により第１レンズ群Ｇ１の正の屈折力を分担してレンズ系全長を好適に短縮しながら、球面収差を良好に補正することができ、小さなＦナンバーの実現に有利となり、レンズＬ１３、Ｌ１４各々により軸上色収差、倍率色収差、非点収差、像面湾曲を良好に補正することができ、レンズＬ１５により第１レンズ群Ｇ１の正の屈折力を分担してレンズ系全長を好適に短縮することができる。また、上記のような５枚構成または６枚構成を採った場合、レンズＬ１２とレンズＬ１３を接合してもよく、レンズＬ１４とレンズＬ１５を接合してもよい。

第１レンズ群Ｇ１は、両凸レンズおよび両凹レンズを物体側から順に接合した接合レンズを有することが好ましい。このようにした場合は、色収差を良好に補正することが可能となる。

第２レンズ群Ｇ２は、少なくとも１枚の負レンズを有する。第２レンズ群Ｇ２は、上記３つのレンズ群の中で唯一負の屈折力を有するレンズ群であり、この第２レンズ群Ｇ２を合焦の際に移動するフォーカス群とすることで、合焦の際のフォーカス群の移動量を抑えることができ、レンズ系全長を短縮することが可能となる。

第２レンズ群Ｇ２は、１つのレンズ成分からなるように構成してもよい。このようにした場合には、フォーカス群を移動させる機械的な機構を簡易化することができる。ここでいうレンズ成分とは、光軸上での空気接触面が物体側の面と像側の面の２つのみのレンズであり、１つのレンズ成分とは１つの単レンズあるいは１組の接合レンズを意味する。

具体的には例えば、第２レンズ群Ｇ２は、図１、図２、図５に示す例のように、１枚の正のレンズＬ２ｐおよび１枚の負のレンズＬ２ｎが接合された接合レンズから実質的に構成されるようにしてもよい。このような構成を採った場合、合焦の際の色収差、球面収差の補正が容易になり、また、フォーカス群の軽量化を図ることができる。もしくは、第２レンズ群Ｇ２は、図３、図４に示す例のように、１枚の負のレンズＬ２ｎから実質的に構成されるようにしてもよい。このような構成を採った場合、合焦の際の球面収差の補正が容易になり、また、フォーカス群の軽量化を図ることができる。フォーカス群の軽量化はレンズ系の重量が重くなりやすい望遠タイプの光学系では有効である。

第３レンズ群Ｇ３は正の屈折力を有するレンズ群である。これにより、第１レンズ群Ｇ１のレンズの有効径を抑えることができ、レンズ系の小型化を図ることができ、また、諸収差の補正に有利となる。第３レンズ群Ｇ３は、３枚以上の正レンズと２枚以上の負レンズを有する。３枚以上の正レンズで第３レンズ群Ｇ３の正の屈折力を分担でき、レンズ系全長を好適に短縮しながら、球面収差を良好に補正することができ、小さなＦナンバーの実現に有利となる。また、２枚以上の負レンズを有することにより、色収差、非点収差、像面湾曲の良好な補正に有利となる。

例えば、第３レンズ群Ｇ３は、図１〜図３、図５に示す例のように、物体側から順に、負のレンズＬ３１、正のレンズＬ３２、正のレンズＬ３３、負のレンズＬ３４、正のレンズＬ３５の５枚のレンズからなるように構成してもよい。あるいは、第３レンズ群Ｇ３は、図４に示す例のように、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、負のレンズＬ３１、正のレンズＬ３２、正のレンズＬ３３、負のレンズＬ３４、負のレンズＬ３４ｂ、正のレンズＬ３５の６枚のレンズからなるように構成してもよい。上記のような５枚構成または６枚構成を採った場合、レンズＬ３１により、非点収差、像面湾曲、色収差を良好に補正することができ、レンズＬ３２によりレンズ系全長を好適に短縮しながら第１レンズ群Ｇ１のレンズの有効径を抑えることができてレンズ系の小型化を図ることができ、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３４ｂ各々により、非点収差、像面湾曲、色収差を良好に補正することができ、レンズＬ３５により第１レンズ群Ｇ１のレンズの有効径を抑えることができてレンズ系の小型化を図ることができる。また、上記のような５枚構成または６枚構成を採った場合、レンズＬ３１とレンズＬ３２を接合してもよく、レンズＬ３３とレンズＬ３４を接合してもよい。

なお、第３レンズ群Ｇ３が上記のような５枚構成または６枚構成を採った場合、レンズＬ３３とレンズＬ３４を一体的に光軸と直交する方向に移動させることにより像を変位させて振動補償を行ってもよい。このようにした場合は、レンズＬ３３とレンズＬ３４の移動量が小さくても像面Ｓｉｍ上で大きな像位置の変化量を得ることができ、装置の小型化を図りながら良好な像性能を確保することができる。

また、この撮像レンズは、下記条件式（１）を満足するものである。
０．５３＜−ｆ２／ｆ＜０．９ （１）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ：無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離

条件式（１）の下限以下とならないようにすることで、第２レンズ群Ｇ２の屈折力を抑制でき、軸上色収差の補正が容易になる。また、条件式（１）の下限以下とならないようにすることで、近接物体に合焦した際に球面収差が補正過剰になるのを防止することが可能となり、無限遠物体に合焦した状態から近接物体に合焦した状態へ変化する際の球面収差と非点収差の変動をバランス良く抑えることが可能となる。条件式（１）の上限以上とならないようにすることで、第２レンズ群Ｇ２の屈折力を確保でき、合焦の際の第２レンズ群Ｇ２の移動量を抑えることができ、レンズ系全長の短縮に貢献できる。

条件式（１）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（１−１）を満足することが好ましく、下記条件式（１−２）を満足することがより好ましい。
０．５４＜−ｆ２／ｆ＜０．８５ （１−１）
０．６２＜−ｆ２／ｆ＜０．８５ （１−２）

また、この撮像レンズは、以下の条件式（２）〜（８）のいずれか１つ、あるいは任意の組合せを満足することが好ましい。
６６＜νｎ２＜９８ （２）
０．２＜ｆ１／ｆ３＜０．８５ （３）
０．１＜（Ｒ３ｒ−Ｒ３ｆ）／（Ｒ３ｒ＋Ｒ３ｆ）＜０．５ （４）
０．６２＜ｆ１／ｆ＜１．２ （５）
０．６＜ｆ３／ｆ＜２．３ （６）
０．５＜−ｆ１／ｆ２＜１．５ （７）
１．５＜−ｆ３／ｆ２＜４．５ （８）
ただし、
νｎ２：第２レンズ群の最も像側の負レンズのｄ線基準のアッベ数
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ｆ：無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離
Ｒ３ｆ：第３レンズ群の最も像側の正レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ３ｒ：第３レンズ群の最も像側の正レンズの像側の面の曲率半径

条件式（２）の下限以下とならないようにすることで、合焦の際の軸上色収差の補正が容易になる。条件式（２）の上限以上とならないようにすることで、合焦の際の色収差、特に倍率色収差の補正が容易になる。

条件式（３）の下限以下とならないようにすることで、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなりすぎるのを防ぐことができるため、非点収差、像面湾曲を抑えることができる。または、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が弱くなりすぎるのを防ぐことができるため、レンズ系全長の短縮に貢献できる。条件式（３）の上限以上とならないようにすることで、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が弱くなりすぎるのを防ぐことができるため、第１レンズ群Ｇ１のレンズの有効径を抑えることができ、レンズ系の小型化を図ることができる。または、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が強くなりすぎるのを防ぐことができるため、バックフォーカスを確保できる。

条件式（４）の下限以下とならないようにすることで、球面収差を抑えることができる。条件式（４）の上限以上とならないようにすることで、像面湾曲を抑えることができる。

条件式（５）の下限以下とならないようにすることで、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなりすぎるのを防ぐことができるため、非点収差、像面湾曲を抑えることができる。条件式（５）の上限以上とならないようにすることで、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が弱くなりすぎるのを防ぐことができるため、レンズ系全長の短縮に貢献できる。

条件式（６）の下限以下とならないようにすることで、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が強くなりすぎるのを防ぐことができるため、球面収差を抑えることができる、または、バックフォーカスを確保できる。条件式（６）の上限以上とならないようにすることで、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が弱くなりすぎるのを防ぐことができるため、レンズ系全長の短縮に貢献できる。

条件式（５）および条件式（６）を同時に満足する場合には、レンズ系全長を短縮しながら諸収差を良好に補正することが容易になる。

条件式（７）の下限以下とならないようにすることで、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなりすぎるのを防ぐことができ第２レンズ群Ｇ２の屈折力が弱くなりすぎるのを防ぐことができるため、球面収差、特に近接物体に合焦した際の球面収差を良好に補正することができる。条件式（７）の上限以上とならないようにすることで、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が弱くなりすぎるのを防ぐことができ第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強くなりすぎるのを防ぐことができるため、球面収差が補正過剰になるのを回避できる。

条件式（８）の下限以下とならないようにすることで、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が強くなりすぎるのを防ぐことができ第２レンズ群Ｇ２の屈折力が弱くなりすぎるのを防ぐことができるため、球面収差を良好に補正することができ、また、バックフォーカスを確保できる。条件式（８）の上限以上とならないようにすることで、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が弱くなりすぎるのを防ぐことができ第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強くなりすぎるのを防ぐことができるため、レンズ系全長の短縮に貢献できる、または、球面収差、軸上色収差を抑えることができる。

条件式（７）および条件式（８）を同時に満足する場合には、球面収差を良好に補正することが容易になり、小さなＦナンバーの実現に有利となる。

上記条件式（２）〜（８）それぞれに関する効果をより高めるためには、条件式（２）〜（８）それぞれに代わり下記条件式（２−１）〜（８−１）それぞれを満足することがより好ましい。
６７＜νｎ２＜８８ （２−１）
０．３＜ｆ１／ｆ３＜０．８ （３−１）
０．１５＜（Ｒ３ｒ−Ｒ３ｆ）／（Ｒ３ｒ＋Ｒ３ｆ）＜０．４５ （４−１）
０．６５＜ｆ１／ｆ＜１ （５−１）
０．６５＜ｆ３／ｆ＜１．９ （６−１）
０．６＜−ｆ１／ｆ２＜１．４ （７−１）
１．６＜−ｆ３／ｆ２＜４ （８−１）

以上述べた好ましい構成や可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。例えば、上記構成を適宜採用することにより、レンズ系の大型化を抑制しながら、Ｆナンバーが小さく、合焦の際の収差変動が良好に補正されて広範囲の物体距離について高い光学性能を維持可能なインナーフォーカス方式の撮像レンズを構成することが可能である。なお、ここでいうＦナンバーが小さいとは、無限遠物体に合焦した状態でのＦナンバーが２．０以下のことを意味する。

次に、本発明の撮像レンズの数値実施例について説明する。以下に示す実施例１〜５は無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離が１００．０となるように規格化されたものである。

［実施例１］
実施例１の撮像レンズの構成図は図１に示したものである。実施例１の撮像レンズは、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳｔと、第３レンズ群Ｇ３とからなる。フォーカス群は第２レンズ群Ｇ２のみであり、無限遠物体から最至近物体へ合焦する際、第２レンズ群Ｇ２が像側へ移動する。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１５の５枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２ｐ、Ｌ２ｎの２枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３５の５枚のレンズからなる。

実施例１の撮像レンズの基本レンズデータを表１に、諸元と可変面間隔の値を表２に示す。表１のＳｉの欄は最も物体側の構成要素の物体側の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄はｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄はｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示す。なお、曲率半径の符号は、物体側に凸面を向けた面形状のものを正とし、像側に凸面を向けた面形状のものを負としている。

表１のＮｄｊの欄は最も物体側の構成要素を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄はｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数を示す。なお、表１には、開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰ、像面Ｓｉｍも合わせて示している。表１では、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号と（Ｓｔ）という語句を記載し、像面Ｓｉｍに相当する面の面番号の欄には面番号と（Ｓｉｍ）という語句を記載している。また、表１では合焦の際に変化する可変面間隔については、ＤＤ［ ］という記号を用い、［ ］の中にこの間隔の物体側の面番号を記入している。

表２に、横倍率β、全系の焦点距離ｆ’、ＦナンバーＦＮｏ．、最大全画角２ωと、可変面間隔の値をｄ線基準で示す。２ωの欄の［°］は単位が度であることを意味する。表２では、無限遠物体に合焦した状態、中間位置物体に合焦した状態、最至近物体に合焦した状態の各値をそれぞれ無限遠、中間、最至近と表記した欄に示している。なお、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。

図６に実施例１の撮像レンズの各収差図を示す。図６の上段に左から順に無限遠物体に合焦した状態での球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差（倍率の色収差）を示し、中段に左から順に中間位置物体に合焦した状態での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示し、下段に左から順に最至近物体に合焦した状態での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。球面収差図では、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）に関する収差をそれぞれ黒の実線、長破線、短破線で示す。非点収差図では、サジタル方向、タンジェンシャル方向のｄ線に関する収差をそれぞれ実線、短破線で示しており、線種の説明にそれぞれ（Ｓ）、（Ｔ）という記号を記入している。歪曲収差図では、ｄ線に関する収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、Ｆ線に関する収差をそれぞれ長破線、短破線で示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバーを意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。

上記の実施例１の説明で述べた各データの記号、意味、記載方法は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様であるので、以下では重複説明を省略する。

［実施例２］
実施例２の撮像レンズの構成図は図２に示したものである。実施例２の撮像レンズは、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳｔと、第３レンズ群Ｇ３とからなる。フォーカス群は第２レンズ群Ｇ２のみであり、無限遠物体から最至近物体へ合焦する際、第２レンズ群Ｇ２が像側へ移動する。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１、Ｌ１１ｂ、Ｌ１２〜Ｌ１５の６枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２ｐ、Ｌ２ｎの２枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３５の５枚のレンズからなる。実施例２の撮像レンズの基本レンズデータを表３に、諸元と可変面間隔の値を表４に示す。実施例２の撮像レンズの各収差図を図７に示す。

［実施例３］
実施例３の撮像レンズの構成図は図３に示したものである。実施例３の撮像レンズは、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳｔと、第３レンズ群Ｇ３とからなる。フォーカス群は第２レンズ群Ｇ２のみであり、無限遠物体から最至近物体へ合焦する際、第２レンズ群Ｇ２が像側へ移動する。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１、Ｌ１１ｂ、Ｌ１２〜Ｌ１５の６枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２ｎのみからなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３５の５枚のレンズからなる。実施例３の撮像レンズの基本レンズデータを表５に、諸元と可変面間隔の値を表６に示す。実施例３の撮像レンズの各収差図を図８に示す。

［実施例４］
実施例４の撮像レンズの構成図は図４に示したものである。実施例４の撮像レンズは、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳｔと、第３レンズ群Ｇ３とからなる。フォーカス群は第２レンズ群Ｇ２のみであり、無限遠物体から最至近物体へ合焦する際、第２レンズ群Ｇ２が像側へ移動する。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１、Ｌ１１ｂ、Ｌ１２〜Ｌ１５の６枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２ｎのみからなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３４、Ｌ３４ｂ、Ｌ３５の６枚のレンズからなる。実施例４の撮像レンズの基本レンズデータを表７に、諸元と可変面間隔の値を表８に示す。実施例４の撮像レンズの各収差図を図９に示す。

［実施例５］
実施例５の撮像レンズの構成図は図５に示したものである。実施例５の撮像レンズは、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳｔと、第３レンズ群Ｇ３とからなる。フォーカス群は第２レンズ群Ｇ２のみであり、無限遠物体から最至近物体へ合焦する際、第２レンズ群Ｇ２が像側へ移動する。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１、Ｌ１１ｂ、Ｌ１２〜Ｌ１５の６枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２ｐ、Ｌ２ｎの２枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３５の５枚のレンズからなる。実施例５の撮像レンズの基本レンズデータを表９に、諸元と可変面間隔の値を表１０に示す。実施例５の撮像レンズの各収差図を図１０に示す。

表１１に上記実施例１〜５の撮像レンズの条件式（１）〜（８）の対応値を示す。表１１に示す値はｄ線を基準とするものである。

以上のデータからわかるように、実施例１〜５の撮像レンズは、光軸方向および径方向において小型化が図られコンパクトな構成であり、無限遠物体に合焦した状態でのＦナンバーが１．９〜２．０の範囲にあり小さなＦナンバーを有し、合焦の際の収差変動が少なく広範囲の物体距離について高い光学性能が実現されている。

次に、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。図１１に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態に係る撮像レンズ１を用いた撮像装置１０の概略構成図を示す。この撮像装置１０としては、例えば、映画撮影用カメラ、放送用カメラ、写真撮影用カメラ、ビデオカメラ等を挙げることができる。

撮像装置１０は、撮像レンズ１と、撮像レンズ１の像側に配置されたフィルタ２と、フィルタ２の像側に配置された撮像素子３とを備えている。撮像レンズ１は、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とを有する。なお、図１１では、各レンズ群を概略的に図示しており、撮像レンズ１が有する絞りの図示は省略している。撮像素子３は撮像レンズ１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を用いることができる。撮像素子３は、その撮像面が撮像レンズ１の像面に一致するように配置される。

撮像装置１０はまた、撮像素子３からの出力信号を演算処理する信号処理部５と、信号処理部５により形成された像を表示する表示部６と、撮像レンズ１の合焦を制御するフォーカス制御部８とを備えている。なお、図１１では１つの撮像素子３のみ図示しているが、本発明の撮像装置はこれに限定されず、３つの撮像素子を有するいわゆる３板方式の撮像装置であってもよい。

以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数の値等は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。

１ 撮像レンズ
２ フィルタ
３ 撮像素子
５ 信号処理部
６ 表示部
８ フォーカス制御部
１０ 撮像装置
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１１〜Ｌ１５、Ｌ１１ｂ、Ｌ３４ｂ、Ｌ２ｐ、Ｌ２ｎ、Ｌ３１〜Ｌ３５ レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (19)

1. 物体側から順に、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、絞りと、正の屈折力を有する第３レンズ群とから実質的に構成され、
   前記第２レンズ群のみを光軸方向に移動させることにより合焦が行われ、
   前記第１レンズ群は、３枚以上の正レンズと２枚以上の負レンズを有し、
   前記第２レンズ群は、負レンズを有し、
   前記第３レンズ群は、３枚以上の正レンズと２枚以上の負レンズを有し、
   下記条件式（１）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
   ０．５３＜−ｆ２／ｆ＜０．９ （１）
   ただし、
   ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
   ｆ：無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離
2. 下記条件式（２）を満足する請求項１記載の撮像レンズ。
   ６６＜νｎ２＜９８ （２）
   ただし、
   νｎ２：前記第２レンズ群の最も像側の負レンズのｄ線基準のアッベ数
3. 下記条件式（３）を満足する請求項１または２記載の撮像レンズ。
   ０．２＜ｆ１／ｆ３＜０．８５ （３）
   ただし、
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
4. 下記条件式（４）を満足する請求項１から３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   ０．１＜（Ｒ３ｒ−Ｒ３ｆ）／（Ｒ３ｒ＋Ｒ３ｆ）＜０．５ （４）
   ただし、
   Ｒ３ｆ：前記第３レンズ群の最も像側の正レンズの物体側の面の曲率半径
   Ｒ３ｒ：前記第３レンズ群の最も像側の正レンズの像側の面の曲率半径
5. 下記条件式（５）を満足する請求項１から４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   ０．６２＜ｆ１／ｆ＜１．２ （５）
   ただし、
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
6. 下記条件式（６）を満足する請求項１から５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   ０．６＜ｆ３／ｆ＜２．３ （６）
   ただし、
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
7. 下記条件式（７）を満足する請求項１から６のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   ０．５＜−ｆ１／ｆ２＜１．５ （７）
   ただし、
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
8. 下記条件式（８）を満足する請求項１から７のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   １．５＜−ｆ３／ｆ２＜４．５ （８）
   ただし、
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
9. 前記第１レンズ群は、両凸レンズおよび両凹レンズを物体側から順に接合した接合レンズを有する請求項１から８のいずれか１項記載の撮像レンズ。
10. 前記第２レンズ群は、１枚の負レンズから実質的に構成される、もしくは、１枚の負レンズおよび１枚の正レンズを接合した接合レンズから実質的に構成される請求項１から９のいずれか１項記載の撮像レンズ。
11. 下記条件式（１−１）を満足する請求項１から１０のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ０．５４＜−ｆ２／ｆ＜０．８５ （１−１）
12. 下記条件式（２−１）を満足する請求項１から１１のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ６７＜νｎ２＜８８ （２−１）
    ただし、
    νｎ２：前記第２レンズ群の最も像側の負レンズのｄ線基準のアッベ数
13. 下記条件式（３−１）を満足する請求項１から１２のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ０．３＜ｆ１／ｆ３＜０．８ （３−１）
    ただし、
    ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
    ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
14. 下記条件式（４−１）を満足する請求項１から１３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ０．１５＜（Ｒ３ｒ−Ｒ３ｆ）／（Ｒ３ｒ＋Ｒ３ｆ）＜０．４５ （４−１）
    ただし、
    Ｒ３ｆ：前記第３レンズ群の最も像側の正レンズの物体側の面の曲率半径
    Ｒ３ｒ：前記第３レンズ群の最も像側の正レンズの像側の面の曲率半径
15. 下記条件式（５−１）を満足する請求項１から１４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ０．６５＜ｆ１／ｆ＜１ （５−１）
    ただし、
    ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
16. 下記条件式（６−１）を満足する請求項１から１５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ０．６５＜ｆ３／ｆ＜１．９ （６−１）
    ただし、
    ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
17. 下記条件式（７−１）を満足する請求項１から１６のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ０．６＜−ｆ１／ｆ２＜１．４ （７−１）
    ただし、
    ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
18. 下記条件式（８−１）を満足する請求項１から１７のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    １．６＜−ｆ３／ｆ２＜４ （８−１）
    ただし、
    ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
19. 請求項１から１８のいずれか１項記載の撮像レンズを備えた撮像装置。