JP2017054078A - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型の撮像素子に対応可能な良好な光学性能を有し、小型で広角の撮像レンズ、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、絞り、正の第２レンズ群Ｇ２、正の第３レンズ群Ｇ３から実質的になる。第１レンズ群Ｇ１は、最も物体側から順に連続して、負レンズ、正レンズを有する。第２レンズ群Ｇ２は３枚構成であり、正レンズと負レンズを含む。第３レンズ群Ｇ３は、最も物体側から順に連続して、負レンズ、正レンズを有する。撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２に関する条件式（１）：０＜ｆ１／ｆ２＜２を満足する。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラ等に好適な撮像レンズ、およびこのような撮像レンズを備えた撮像装置に関するものである。

近年、例えばＡＰＳフォーマットやフォーサーズフォーマット等に準拠する大型の撮像素子を搭載したデジタルカメラが市場に多く供給されている。最近では、デジタル一眼レフカメラに限らず、上記の大型の撮像素子を用いつつ、レフレックスファインダーを持たないレンズ交換式のデジタルカメラや、コンパクトカメラも提供されている。これらのカメラの利点は、高画質でありながら、システム全体が小型で携帯性に優れている点にある。このようなカメラに搭載される撮像レンズは小型化に構成されていることが望まれる。

大型の撮像素子に対応しながら小型化を図った撮像レンズとしては、例えば、特許文献１、２に記載のものが知られている。特許文献１には、物体側から順に、３枚以下のレンズからなる第１レンズ群と、絞りと、５枚以下のレンズからなる第２レンズ群とから構成されるレンズ系が記載されている。特許文献２には、物体側から順に、２枚のレンズからなる第１レンズ群と、絞りと、３枚のレンズからなる第２レンズ群と、２枚のレンズからなる第３レンズ群とから構成されるレンズ系が記載されている。

国際公開２０１３／０９９２１４号公報 特開２０１４−２１９５８７号公報

大型の撮像素子に対応していないレンズ系を単純に比例拡大して大型の撮像素子に対応させるようにすると、レンズ系の全長が必然的に長くなってしまう。大型の撮像素子に対応しつつ全長を短縮するには工夫が必要である。特許文献１、２に記載の撮像レンズは、大型の撮像素子に対応しながら小型化が図るようにしたものであるが、近年ではさらなる小型化が要望されることがある。大型の撮像素子に対応しつつ小型に構成するには、特許文献１、２に記載の撮像レンズよりもさらに広角に構成することが望まれる。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、大型の撮像素子に対応可能な良好な光学性能を有しながら、小型で、広角に構成された撮像レンズ、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を目的とするものである。

本発明の撮像レンズは、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、絞りと、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群とから実質的になり、第１レンズ群は、最も物体側から順に連続して、負レンズと正レンズとを有し、第２レンズ群は、正レンズと負レンズとを含む３枚のレンズから実質的になり、第３レンズ群は、最も物体側から順に連続して、負レンズと正レンズとを有し、下記条件式（１）を満足することを特徴とするものである。
０＜ｆ１／ｆ２＜２ （１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離

本発明の撮像レンズにおいては、さらに下記条件式（１−１）を満足することが好ましい。
０．３＜ｆ１／ｆ２＜１ （１−１）

また、本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式（２）〜（７）、（２−１）〜（７−１）の少なくとも１つを満足することが好ましい。なお、好ましい態様としては、条件式のいずれか１つを満足するものでもよく、任意の組み合わせを満足するものでもよい。
０＜ｆ１／ｆ３＜０．６ （２）
０．０５＜ｆ１／ｆ３＜０．３ （２−１）
−１＜ｆ・ｔａｎω／Ｒ３ｆ＜１ （３）
−０．５＜ｆ・ｔａｎω／Ｒ３ｆ＜０．５ （３−１）
Ｎｄ６＜１．７５ （４）
Ｎｄ６＜１．７ （４−１）
０．７＜Ｄ１２／（ｆ・ｔａｎω）＜１ （５）
０．８＜Ｄ１２／（ｆ・ｔａｎω）＜０．９ （５−１）
０．３５＜Σｄ／ＴＬ＜０．６ （６）
０．４＜Σｄ／ＴＬ＜０．５５ （６−１）
１．５＜ＴＬ／（ｆ・ｔａｎω）＜２．４ （７）
１．７＜ＴＬ／（ｆ・ｔａｎω）＜２ （７−１）
ただし、
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：全系の焦点距離
ω：半画角
Ｒ３ｆ：第３レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の曲率半径
Ｎｄ６：第３レンズ群の最も物体側の負レンズのｄ線に関する屈折率
Ｄ１２：第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から第２レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
Σｄ：全てのレンズの中心厚の和
ＴＬ：最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、空気換算長でのバックフォーカスとの和
ここで、ｆ、ω、ＴＬは無限遠物体に合焦した状態におけるものである。なお、ωは最大全画角の半値に相当するものであり、ＴＬは全長に相当するものであり、ｆ・ｔａｎωは近軸像高に相当するものである。

本発明の撮像レンズにおいては、第１レンズ群は、物体側から順に、負メニスカスレンズと正レンズとから実質的になるように構成してもよい。

本発明の撮像レンズにおいては、第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズと正レンズと負レンズとから実質的になるように構成してもよい。また、第２レンズ群の最も物体側のレンズ面は凹面であり、第２レンズ群の最も像側のレンズ面は凸面であることが好ましい。

本発明の撮像レンズにおいては、第３レンズ群は、物体側から順に、負レンズと正レンズとから実質的になるように構成してもよい。

また、本発明の撮像レンズにおいては、合焦の際に、第３レンズ群は像面に対して固定され、第１レンズ群と絞りと第２レンズ群とが一体的に移動するように構成してもよい。

なお、上記の「〜から実質的になり」、「〜から実質的になる」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、上記のレンズ群の屈折力の符号、レンズの屈折力の符号、面形状、曲率半径の値は、非球面が含まれているものは近軸領域で考えるものとする。また、曲率半径の符号は、物体側に凸を向けた形状のものを正とし、像側に凸を向けた形状のものを負とすることにする。また、上記の各条件式の値はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に関するものとする。

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、絞り、正の第２レンズ群、正の第３レンズ群とから実質的になるレンズ系において、各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、大型の撮像素子に対応可能な良好な光学性能を有しながら、小型で、広角に構成された撮像レンズ、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と光路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と光路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と光路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と光路を示す断面図である。 本発明の実施例１の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。 本発明の実施例２の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。 本発明の実施例３の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。 本発明の実施例４の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。 本発明の一実施形態に係る撮像装置の前側の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る撮像装置の背面側の斜視図である。

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４は、本発明の実施形態に係る撮像レンズの構成と光路を示す断面図であり、それぞれ後述の実施例１〜４に対応している。図１〜図４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に示す例を参照しながら説明する。図１では、左側が物体側、右側が像側であり、光路は軸上光束２、最大画角の軸外光束３について示している。

この撮像レンズは、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳｔと、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから実質的になる。ただし、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。

なお、図１では最も像側のレンズと像面Ｓｉｍとの間に平行平板状の光学部材ＰＰを配置した例を示している。光学部材ＰＰは、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想定したものである。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は全体として正の屈折力を有するレンズ群である。これにより、全長の短縮に有利となる。また、第１レンズ群Ｇ１は、最も物体側から順に連続して、１枚の負レンズと、１枚の正レンズとを有するように構成される。これにより、球面収差、像面湾曲、歪曲収差の補正に有利となる。

例えば、第１レンズ群Ｇ１は物体側から順に、負メニスカスレンズと正レンズとから実質的になる２枚構成としてもよい。このようにした場合は、色収差の補正と、小型化に有利となる。第１レンズ群Ｇ１を上記２枚構成とする場合、これら２枚のレンズは各々単レンズとしてもよく、互いに接合されていてもよいが、接合した場合は色収差の補正と小型化により有利となり、また像面湾曲の補正にも有利となる。図１に示す例では、第１レンズ群Ｇ１は物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１２とからなり、レンズＬ１１とレンズＬ１２は接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は全体として正の屈折力を有するレンズ群である。これにより、全長の短縮に有利となる。第２レンズ群Ｇ２は、３枚のレンズから実質的になるように構成される。これにより、小型化に有利となる。また、第２レンズ群Ｇ２は、１枚の正レンズと１枚の負レンズとを含むように構成される。これにより、色収差の補正に有利となる。第２レンズ群Ｇ２は、正レンズと負レンズとが接合された接合レンズを有するように構成してもよく、このようにした場合は、色収差の補正と小型化に有利となる。

例えば、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順に、負レンズと正レンズと負レンズとから実質的になるように構成することができる。このようにした場合は、第２レンズ群Ｇ２の物体側から１番目と２番目のレンズにより軸上色収差を補正することができ、最も像側の負レンズにより倍率色収差を補正することができる。また、周辺画角の主光線の光線高は、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の負レンズを通るときよりも第２レンズ群Ｇ２の最も像側の負レンズを通るときの方が高くなるため、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の負レンズにより非点収差の補正を行うことができる。

第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面は凹面であり、第２レンズ群Ｇ２の最も像側のレンズ面は凸面であることが好ましい。このようにした場合は、軸外光線が大きく屈折することを回避でき、収差発生量を抑制することができる。

図１に示す例では、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順に、両凹形状のレンズＬ２１と、両凸形状のレンズＬ２２と、近軸領域で物体側に凹面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ２３とからなり、レンズＬ２１とレンズＬ２２は接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は全体として正の屈折力を有するレンズ群である。これにより、全長の短縮に有利となる。第３レンズ群Ｇ３は、最も物体側から順に連続して、負レンズと正レンズとを有するように構成される。これにより、広角化の際に問題となりやすい像面湾曲の補正に有利となり、広角化が容易となる。なお、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順に、負レンズと正レンズとから実質的になる２枚構成としてもよい。このようにした場合は、像面湾曲の補正と、小型化に有利となる。

第３レンズ群Ｇ３は、非球面を有するように構成してもよく、このようにした場合は、軸外光線が大きく屈折することを回避でき、軸外収差の補正が容易となり、小型で広角の撮像レンズの実現に有利となる。図１に示す例では、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順に、近軸領域で像側に凹面を向けた負のレンズＬ３１と、物体側に凸面を向けた正のレンズＬ３２とからなり、レンズＬ３１の両面は非球面である。

この撮像レンズでは、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３全てが正の屈折力を有することで、撮像レンズの正の屈折力を全レンズ群で分担することができ、収差補正と全長の短縮に有利となる。特に、第２レンズ群Ｇ２を３枚構成の正レンズ群とし、第３レンズ群Ｇ３を最も物体側から順に、負レンズと、正レンズとを有する正レンズ群とすることで、高い光学性能を維持しながら広角化および小型化を達成した撮像レンズを実現することに有利となる。

この撮像レンズは、下記条件式（１）を満足するように構成される。
０＜ｆ１／ｆ２＜２ （１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離

第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２は正レンズ群のため条件式（１）の下限は０となる。言い換えれば、正の屈折力を分担させるために条件式（１）の下限とならないように構成することが必要である。条件式（１）の上限以上とならないようにすることで、全長の短縮に有利となり、また、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２の屈折力の分担のバランスをとることが容易となり、良好な収差補正に有利となる。全系の中でも特に、物体側から１、２番目のレンズ群であり、かつ開口絞りＳｔを挟んで対向配置されている第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２の屈折力のバランスをとることは重要である。

さらに、下記条件式（１−１）を満足することが好ましい。
０．３＜ｆ１／ｆ２＜１ （１−１）
条件式（１−１）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、第２レンズ群Ｇ２の屈折力の分担のバランスをとることが容易となり、良好な収差補正に有利となる。条件式（１−１）の上限以上とならないようにすることで、条件式（１）の上限に関する効果をより高めることができる。

また、この撮像レンズは、下記条件式（２）を満足することが好ましい。
０＜ｆ１／ｆ３＜０．６ （２）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離

第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は正レンズ群のため条件式（２）の下限は０となる。言い換えれば、正の屈折力を分担させるために条件式（２）の下限とならないように構成することが必要である。条件式（２）の上限以上とならないようにすることで、全長の短縮に有利となり、また、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３の屈折力の分担のバランスをとることが容易となり、良好な収差補正に有利となる。さらに、条件式（２）の上限以上とならないようにすることで、開口絞りＳｔから離れた第３レンズ群Ｇ３の屈折力を制限することができ、これにより物体距離の変化による収差の変化を抑えることができる。

さらに、下記条件式（２−１）を満足することが好ましい。
０．０５＜ｆ１／ｆ３＜０．３ （２−１）
条件式（２−１）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、第３レンズ群Ｇ３の屈折力の分担のバランスをとることが容易となり、良好な収差補正に有利となる。条件式（２−１）の上限以上とならないようにすることで、条件式（２）の上限に関する効果をより高めることができる。

また、この撮像レンズは下記条件式（３）を満足することが好ましい。
−１＜ｆ・ｔａｎω／Ｒ３ｆ＜１ （３）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ω：半画角
Ｒ３ｆ：第３レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の曲率半径

条件式（３）を満足することで、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側のレンズ面の曲率半径の絶対値が小さくなりすぎるのを防ぐことができ、全長の短縮に有利となる。条件式（３）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（３−１）を満足することがより好ましい。
−０．５＜ｆ・ｔａｎω／Ｒ３ｆ＜０．５ （３−１）

また、この撮像レンズは下記条件式（４）を満足することが好ましい。
Ｎｄ６＜１．７５ （４）
ただし、
Ｎｄ６：第３レンズ群の最も物体側の負レンズのｄ線に関する屈折率

条件式（４）を満足することで、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の負レンズの屈折率を抑えることができ、第３レンズ群Ｇ３全体の屈折力を正に保つことが容易となる。３つのレンズ群全てが正レンズ群となることで径方向の小型化および全長の短縮に有利となる。また、条件式（４）を満足することで、像面湾曲の補正に有利となる。条件式（４）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（４−１）を満足することがより好ましい。また、下記条件式（４−２）、（４−３）を満足することがより好ましい。
Ｎｄ６＜１．７ （４−１）
１．５２＜Ｎｄ６＜１．７５ （４−２）
１．５４＜Ｎｄ６＜１．７ （４−３）
条件式（４−２）の下限以下とならないようにすることで、球面収差の抑制に有利となり、条件式（４−３）の下限以下とならないようにすることで、球面収差の抑制により有利となる。

また、この撮像レンズは下記条件式（５）を満足することが好ましい。
０．７＜Ｄ１２／（ｆ・ｔａｎω）＜１ （５）
ただし、
Ｄ１２：第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から第２レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
ｆ：全系の焦点距離
ω：半画角

条件式（５）の下限以下とならないようにすることで、良好な収差補正を行うために第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２が有するレンズと開口絞りＳｔとを配置するスペースを確保することができる。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から第２レンズ群Ｇ２までの光軸方向の長さを抑えることができ、全長の短縮に有利となる。条件式（５）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（５−１）を満足することがより好ましい。
０．８＜Ｄ１２／（ｆ・ｔａｎω）＜０．９ （５−１）

また、この撮像レンズは下記条件式（６）を満足することが好ましい。
０．３５＜Σｄ／ＴＬ＜０．６ （６）
ただし、
Σｄ：全てのレンズの中心厚の和
ＴＬ：最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、空気換算長でのバックフォーカスとの和

条件式（６）は、光軸上での全長に対するレンズの占める割合の好ましい範囲を規定するものである。条件式（６）の下限以下とならないようにすることで、レンズの占める割合を確保することができ、良好な収差補正が容易となる。条件式（６）の上限以上とならないようにすることで、レンズの占める割合が高くなりすぎて全体が重くなるのを防ぐことができる。条件式（６）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（６−１）を満足することがより好ましい。
０．４＜Σｄ／ＴＬ＜０．５５ （６−１）

また、この撮像レンズは下記条件式（７）を満足することが好ましい。
１．５＜ＴＬ／（ｆ・ｔａｎω）＜２．４ （７）
ただし、
ＴＬ：最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、空気換算長でのバックフォーカスとの和
ｆ：全系の焦点距離
ω：半画角

条件式（７）の下限以下とならないようにすることで、球面収差や像面湾曲の補正が容易となる。条件式（７）の上限以上とならないようにすることで、全長の増大を抑制して小型に構成することが容易となる。これにより、装置の大型化を回避できる。条件式（７）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（７−１）を満足することがより好ましい。
１．７＜ＴＬ／（ｆ・ｔａｎω）＜２ （７−１）

なお、この撮像レンズは、一部のレンズ群を移動させて合焦を行うようにしてもよい。例えば、合焦の際に、第３レンズ群Ｇ３を像面Ｓｉｍに対して固定し、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳｔと第２レンズ群Ｇ２とを一体的に移動するように構成してもよい、このようにした場合は、リアフォーカス方式のレンズ系と比べて、駆動量を小さくでき、装置の小型化に有利となる。

条件式に関する構成も含め、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、大型の撮像素子に対応可能な良好な光学性能を有しながら、小型で、広角に構成された撮像レンズを実現することが可能である。なお、ここでいう「小型」とは、上記のＴＬ／（ｆ・ｔａｎω）が２．４より小さいことを意味し、ここでいう「広角」とは、全画角が７０°以上のことを意味する。

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。
［実施例１］
実施例１の撮像レンズのレンズ構成と光路は図１に示したものであり、その構成と図示方法については上述したとおりであるので、ここでは重複説明を省略する。

実施例１の撮像レンズの基本レンズデータを表１に、諸元を表２に、非球面係数を表３に示す。表１のＳｉの欄に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ように構成要素の面に面番号を付した場合のｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示し、Ｎｄｊの欄に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、…）の構成要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に関する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目の構成要素のｄ線基準のアッベ数を示す。

ここで、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には開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰ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ている。Ｄｉの最下欄の値は表中の最も像側の面と像面Ｓｉｍとの間隔である。なお、表１の値は無限遠物体に合焦した状態におけるものである。

表２に、全系の焦点距離ｆ、空気換算長でのバックフォーカスＢｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、最大全画角２ω、全長（最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、空気換算長でのバックフォーカスとの和）ＴＬを示す。２ωの欄の[°]は単位が度であることを意味する。表２の値は、ｄ線基準での無限遠物体に合焦した状態におけるものである。

表１では、非球面の面番号には＊印を付しており、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記載している。表３に、実施例１の各非球面の非球面係数を示す。表３の非球面係数の数値の「Ｅ−ｎ」（ｎ：整数）は「×１０^−ｎ」を意味する。非球面係数は、下式で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝３、４、５、…２０）の値である。

ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に
下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率
ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝３、４、５、…２０）：非球面係数

各表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍを用いているが、光学系は比例拡大または比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。また、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５に実施例１の撮像レンズの無限遠物体に合焦した状態での各収差図を示す。図１１では左から順に、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、破線で示す。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の撮像レンズのレンズ構成と光路は図２に示したものである。実施例２の撮像レンズの基本レンズデータを表４に、諸元を表５に、非球面係数を表６に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図６に示す。

［実施例３］
実施例３の撮像レンズのレンズ構成と光路は図３に示したものである。実施例３の撮像レンズの基本レンズデータを表７に、諸元を表８に、非球面係数を表９に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図７に示す。

［実施例４］
実施例４の撮像レンズのレンズ構成と光路は図４に示したものである。実施例４の撮像レンズの基本レンズデータを表１０に、諸元を表１１に、非球面係数を表１２に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図８に示す。

表１３に実施例１〜４の撮像レンズの条件式（１）〜（７）の対応値を示す。表１３に示す値はｄ線に関するものである。

以上のデータからわかるように、実施例１〜４の撮像レンズは、ＴＬ／（ｆ・ｔａｎω）が２より小さく小型に構成され、全画角が７０°以上あり広い画角を有し、諸収差が良好に補正されて大型の撮像素子に対応可能な良好な光学性能を有している。

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９Ａ、図９Ｂに、本発明の一実施形態に係る撮像装置であるカメラ３０の外観図を示す。図９Ａは、カメラ３０を正面側から見た斜視図を示し、図９Ｂは、カメラ３０を背面側から見た斜視図を示す。カメラ３０は、交換レンズ２０が取り外し自在に装着される、レフレックスファインダーを持たない一眼形式のデジタルカメラである。交換レンズ２０は、本発明の実施形態に係る撮像レンズ１を鏡筒内に収納したものである。

このカメラ３０はカメラボディ３１を備え、カメラボディ３１の上面にはシャッターボタン３２と電源ボタン３３とが設けられている。またカメラボディ３１の背面には、操作部３４、３５と表示部３６とが設けられている。表示部３６は、撮像された画像や、撮像される前の画角内にある画像を表示するためのものである。

カメラボディ３１の前面中央部には、撮影対象からの光が入射する撮影開口が設けられ、その撮影開口に対応する位置にマウント３７が設けられ、マウント３７を介して交換レンズ２０がカメラボディ３１に装着されるようになっている。

カメラボディ３１内には、交換レンズ２０によって形成された被写体像に応じた撮像信号を出力するＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子（不図示）、その撮像素子から出力された撮像信号を処理して画像を生成する信号処理回路（不図示）、およびその生成された画像を記録するための記録媒体（不図示）等が設けられている。このカメラ３０では、シャッターボタン３２を押すことにより静止画や動画の撮影が可能であり、この撮影で得られた画像データが上記記録媒体に記録される。

このようなカメラ３０に用いられる交換レンズ２０に、本発明の実施形態に係る撮像レンズ１を適用することにより、大型の撮像素子を搭載しながら小型に構成可能であり、広い画角で良好な画像を取得することが可能である。

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、非球面係数等は、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。

また、撮像装置の実施形態では、レフレックスファインダーを持たない一眼形式のデジタルカメラに適用した例について図を示して説明したが、本発明はこの用途に限定されるものではなく、例えば、一眼レフ形式のカメラや、フィルムカメラ、ビデオカメラ等に適用することも可能である。

１ 撮像レンズ
２ 軸上光束
３ 最大画角の軸外光束
２０ 交換レンズ
３０ カメラ
３１ カメラボディ
３２ シャッターボタン
３３ 電源ボタン
３４、３５ 操作部
３６ 表示部
３７ マウント
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１〜Ｌ２３、Ｌ３１、Ｌ３２ レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (20)

1. 物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、絞りと、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群とから実質的になり、
   前記第１レンズ群は、最も物体側から順に連続して、負レンズと正レンズとを有し、
   前記第２レンズ群は、正レンズと負レンズとを含む３枚のレンズから実質的になり、
   前記第３レンズ群は、最も物体側から順に連続して、負レンズと正レンズとを有し、
   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＜ｆ１／ｆ２＜２ （１）
   ただし、
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
   ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
2. 下記条件式（１−１）を満足する請求項１記載の撮像レンズ。
   ０．３＜ｆ１／ｆ２＜１ （１−１）
3. 下記条件式（２）を満足する請求項１または２記載の撮像レンズ。
   ０＜ｆ１／ｆ３＜０．６ （２）
   ただし、
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
4. 下記条件式（２−１）を満足する請求項３記載の撮像レンズ。
   ０．０５＜ｆ１／ｆ３＜０．３ （２−１）
5. 下記条件式（３）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。
   −１＜ｆ・ｔａｎω／Ｒ３ｆ＜１ （３）
   ただし、
   ｆ：全系の焦点距離
   ω：半画角
   Ｒ３ｆ：前記第３レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の曲率半径
6. 下記条件式（３−１）を満足する請求項５記載の撮像レンズ。
   −０．５＜ｆ・ｔａｎω／Ｒ３ｆ＜０．５ （３−１）
7. 前記第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズと正レンズと負レンズとから実質的になる請求項１から６のいずれか１項記載の撮像レンズ。
8. 下記条件式（４）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。
   Ｎｄ６＜１．７５ （４）
   ただし、
   Ｎｄ６：前記第３レンズ群の最も物体側の負レンズのｄ線に関する屈折率
9. 下記条件式（４−１）を満足する請求項８記載の撮像レンズ。
   Ｎｄ６＜１．７ （４−１）
10. 下記条件式（５）を満足する請求項１から９のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ０．７＜Ｄ１２／（ｆ・ｔａｎω）＜１ （５）
    ただし、
    Ｄ１２：前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
    ｆ：全系の焦点距離
    ω：半画角
11. 下記条件式（５−１）を満足する請求項１０記載の撮像レンズ。
    ０．８＜Ｄ１２／（ｆ・ｔａｎω）＜０．９ （５−１）
12. 前記第１レンズ群は、物体側から順に、負メニスカスレンズと正レンズとから実質的になる請求項１から１１のいずれか１項記載の撮像レンズ。
13. 前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面は凹面であり、前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面は凸面である請求項１から１２のいずれか１項記載の撮像レンズ。
14. 前記第３レンズ群は、物体側から順に、負レンズと正レンズとから実質的になる請求項１から１３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
15. 下記条件式（６）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。
    ０．３５＜Σｄ／ＴＬ＜０．６ （６）
    ただし、
    Σｄ：全てのレンズの中心厚の和
    ＴＬ：最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、空気換算長でのバックフォーカスとの和
16. 下記条件式（６−１）を満足する請求項１５記載の撮像レンズ。
    ０．４＜Σｄ／ＴＬ＜０．５５ （６−１）
17. 下記条件式（７）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。
    １．５＜ＴＬ／（ｆ・ｔａｎω）＜２．４ （７）
    ただし、
    ＴＬ：最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、空気換算長でのバックフォーカスとの和
    ｆ：全系の焦点距離
    ω：半画角
18. 下記条件式（７−１）を満足する請求項１７記載の撮像レンズ。
    １．７＜ＴＬ／（ｆ・ｔａｎω）＜２ （７−１）
19. 合焦の際に、前記第３レンズ群は像面に対して固定され、前記第１レンズ群と前記絞りと前記第２レンズ群とが一体的に移動する請求項１から１８のいずれか１項記載の撮像レンズ。
20. 請求項１から１９のいずれか１項記載の撮像レンズを備えた撮像装置。