JP2018060079A - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】高速に合焦を行うことができ、合焦の際の諸収差の変動を抑えることができ、諸収差が良好に補正された撮像レンズ、およびこの撮像レンズを備えた撮像装置を提供する。
【解決手段】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、および正の第3レンズ群G3からなる。合焦の際に、第2レンズ群G2のみが光軸方向に移動する。第1レンズ群G1の最も物体側のレンズおよびこのレンズに像側において隣接するレンズが正の屈折力を有し、第2レンズ群G2が2枚または3枚のレンズからなる。さらに、所定の条件式(1)、(2)、(3a)、(3b)を満足する。
【選択図】図1

Description

本発明は、デジタルカメラおよびビデオカメラ等の電子カメラに適した、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および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1〜3には、物体側から順に、第1から第3のレンズ群からなり、第2レンズ群の全体またはその一部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。
特許第5601598号公報 特開2012−242690号公報 特許第5628090号公報
近年、カメラの撮像画素数が増加してきているため、上記のインナーフォーカス方式の撮像レンズにおいては、より高度に諸収差を補正することが求められている。また、より高速に合焦できることが求められている。
特許文献1に記載の撮像レンズは、合焦の際に移動させる第2レンズ群を構成するレンズの枚数が多い。このため、合焦の際の諸収差の変動を良好に補正することはできるが、高速に合焦させることは困難である。また、特許文献2,3に記載の撮像レンズにおいては、合焦の際に移動させるレンズは1枚のみであるため、高速に合焦させることができる。しかしながら、1枚のレンズでは合焦の際の諸収差の変動を抑えることは難しい。さらに、特許文献1〜3に記載の撮像レンズにおいては、諸収差の補正が十分でない。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、高速に合焦を行うことができ、合焦の際の諸収差の変動を抑えることができ、かつ諸収差が良好に補正された、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、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、および正の屈折力を有する第3レンズ群からなり、
無限遠物体から最至近物体への合焦の際に、第2レンズ群のみが光軸方向に移動し、
第1レンズ群の最も物体側のレンズおよびこの最も物体側のレンズに像側において隣接するレンズが正の屈折力を有し、
第2レンズ群が2枚または3枚のレンズからなり、
下記条件式を満足することを特徴とするものである。
0<AT/(CT11+CT12)<0.1 (1)
15<ν11<40 (2)
65<ν12<90 (3a)
0.0<θgF12−(−0.001682・ν12+0.6438) (3b)
但し、
CT11:第1レンズ群の最も物体側のレンズの光軸上での中心厚
CT12:第1レンズ群の最も物体側のレンズに像側において隣接するレンズの光軸上での中心厚
AT:第1レンズ群の最も物体側のレンズとこの最も物体側のレンズに像側において隣接するレンズとの光軸上での空気間隔
ν11:第1レンズ群の最も物体側のレンズのアッベ数
ν12:第1レンズ群の最も物体側のレンズに像側において隣接するレンズのアッベ数
θgF12:第1レンズ群の最も物体側のレンズに像側において隣接するレンズのg線とF線との間の部分分散比
なお、本発明の撮像レンズにおいては、第1レンズ群が、正の屈折力を有するレンズおよび負の屈折力を有するレンズを少なくとも1枚ずつ組み合わせた接合レンズを2組有することが好ましい。
また、本発明の撮像レンズにおいては、第3レンズ群が、正の屈折力を有するレンズおよび負の屈折力を有するレンズを少なくとも1枚ずつ組み合わせた接合レンズを2組有することが好ましい。
また、本発明の撮像レンズにおいては、第3レンズ群の2組の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズは、物体側から順に正の屈折力を有するレンズおよび負の屈折力を有するレンズからなり、
下記条件式を満足することが好ましい。
60<ν31<90 (4a)
0.0<θgF31−(−0.001682・ν31+0.6438) (4b)
15<ν32<45 …(5)
但し、
ν31:第3レンズ群の2組の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズを構成する正の屈折力を有するレンズのアッベ数
θgF31:第3レンズ群の2組の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズを構成する正の屈折力を有するレンズのg線とF線との間の部分分散比
ν32:第3レンズ群の2組の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズを構成する負の屈折力を有するレンズのアッベ数
また、本発明の撮像レンズにおいては、第3レンズ群の2組の接合レンズのうち、最も像側の接合レンズは、物体側から順に正の屈折力を有するレンズおよび負の屈折力を有するレンズからなり、
下記条件式を満足することが好ましい。
60<ν33<80 (6a)
0.0<θgF33−(−0.001682・ν33+0.6438) (6b)
15<ν34<35 (7)
但し、
ν33:第3レンズ群の2組の接合レンズのうち、最も像側の接合レンズを構成する正の屈折力を有するレンズのアッベ数
θgF33:第3レンズ群の2組の接合レンズのうち、最も像側の接合レンズを構成する正の屈折力を有するレンズのg線とF線との間の部分分散比
ν34:第3レンズ群の2組の接合レンズのうち、最も像側の接合レンズを構成する負の屈折力を有するレンズのアッベ数
また、本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式を満足することが好ましい。
−2.5<f/f2<−1.0 (8)
但し、
f:無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
また、本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式を満足することが好ましい。
0.9<f/f1<1.5 (9)
但し、
f:無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離
f1:第1レンズ群の焦点距離
また、本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式を満足することが好ましい。
1.0<f/f3<2.0 (10)
f:無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離
f3:第3レンズ群の焦点距離
また、本発明の撮像レンズにおいては、第2レンズ群が2枚のレンズからなり、2枚のレンズのうちの物体側のレンズが正の屈折力を有し、2枚のレンズのうちの像側のレンズが負の屈折力を有し、2枚のレンズが接合されてなることが好ましい。
また、本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式を満足することが好ましい。
1.70<N2<2.2 (11)
但し、
N2:第2レンズ群の最も物体側のレンズの屈折率
また、本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式を満足することが好ましい。
15<ν21<30 (12)
但し、
ν21:第2レンズ群の最も物体側のレンズのアッベ数
また、本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式を満足することが好ましい。
1.65<N1<2.2 (13)
但し、
N1:第1レンズ群の最も物体側のレンズの屈折率
また、本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式を満足することが好ましい。
30<Δν1r<50 (14)
但し、
Δν1r:第1レンズ群の最も像側にあるレンズとこの最も像側にあるレンズに物体側において隣接するレンズとのアッベ数の差
また、本発明の撮像レンズにおいては、第1レンズ群と第2レンズ群との間に開口絞りが配置され、開口絞りは、無限遠物体から最至近物体への合焦の際に固定されていることが好ましい。
また、本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式を満足することが好ましい。
0.10<BF/f<0.50 (15)
但し、
BF:最も像側のレンズの像側の面から像面までの空気換算長
f:無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離
また、本発明の撮像レンズは、以下の条件式(1−1)、(1−2)、(3a−1)および(3b−1)のいずれかを満足することが好ましい。なお、本発明の撮像レンズは、条件式(1)〜(15)、(1−1)、(1−2)、(3a−1)および(3b−1)のいずれか1つを満足するものでもよく、あるいは任意の組み合わせを満足するものであってもよい。
0.005<AT/(CT11+CT12)<0.05 (1−1)
20<ν11<36 (2−1)
65<ν12<85 (3a−1)
0.01<θgF12−(−0.001682・ν12+0.6438)<0.1 (3b−1)
但し、
CT11:第1レンズ群の最も物体側のレンズの光軸上での中心厚
CT12:第1レンズ群の最も物体側のレンズに像側において隣接するレンズの光軸上での中心厚
AT:第1レンズ群の最も物体側のレンズとこの最も物体側のレンズに像側において隣接するレンズとの光軸上での空気間隔
ν11:第1レンズ群の最も物体側のレンズのアッベ数
ν12:第1レンズ群の最も物体側のレンズに像側において隣接するレンズのアッベ数
θgF12:第1レンズ群の最も物体側のレンズに像側において隣接するレンズのg線とF線との間の部分分散比
本発明の撮像装置は、上記本発明の撮像レンズを備えたことを特徴とするものである。
上記「〜からなり」とは、構成要素として挙げたレンズ群またはレンズ以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞り、マスク、カバーガラス、およびフィルタ等のレンズ以外の光学要素、並びにレンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、および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。
また、上記「レンズ群」とは、必ずしも複数のレンズから構成されるものだけでなく、1枚のレンズのみで構成されるものも含むものとする。上記の「正の屈折力を有する〜レンズ群」とは、レンズ群全体として正の屈折力を有することを意味する。上記の「負の屈折力を有する〜レンズ群」についても同様である。
また、レンズの屈折力の符号、レンズの面形状、およびレンズの面の曲率半径は、非球面が含まれているものは近軸領域で考えることとする。曲率半径の符号は、物体側に凸を向けた面形状のものを正とし、像側に凸を向けた面形状のものを負とする。また、本発明においては、条件式は全て断りがない限り、d線(波長587.6nm)に関するものである。
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、負の屈折力を有する第2レンズ群、および正の屈折力を有する第3レンズ群からなり、無限遠物体から最至近物体への合焦の際に第2レンズ群のみが光軸方向に移動し、第1レンズ群の最も物体側のレンズおよびこの最も物体側のレンズに像側において隣接するレンズが正の屈折力を有し、第2レンズ群が2枚または3枚のレンズからなり、条件式(1)、(2)、(3a)および(3b)を満足するものとしている。このため、合焦の際の諸収差の変動を抑えつつ、高速に合焦を行うことができ、かつ諸収差を良好に補正できる。
また、本発明の撮像装置は、本発明の撮像レンズを備えているため、高速に合焦を行うことができ、かつ高画質の映像を得ることができる。
本発明の一実施形態に係る撮像レンズ(実施例1と共通)のレンズ構成を示す断面図 本発明の一実施形態に係る撮像レンズ(実施例1と共通)の光路図 本発明の実施例2の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例3の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例4の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例5の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例6の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例7の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例8の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例1の撮像レンズの各収差図 本発明の実施例2の撮像レンズの各収差図 本発明の実施例3の撮像レンズの各収差図 本発明の実施例4の撮像レンズの各収差図 本発明の実施例5の撮像レンズの各収差図 本発明の実施例6の撮像レンズの各収差図 本発明の実施例7の撮像レンズの各収差図 本発明の実施例8の撮像レンズの各収差図 本発明の実施形態に係る撮像装置の前面側から見た概略構成図 本発明の実施形態に係る撮像装置の背面側から見た概略構成図
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は本発明の一実施形態に係る撮像レンズ(実施例1と共通)のレンズ構成を示す断面図である。図1に示す構成例は、後述の実施例1の撮像レンズの構成と共通である。図1においては、左側が物体側、右側が像側である。また、図2は図1に示す実施形態に係る撮像レンズにおける光路図であり、無限遠の距離にある物点からの軸上光束2および最大画角の光束3の各光路を示す。なお、図1および図2並びに後述する図3〜図9においては、無限遠物体に合焦した状態におけるレンズ構成を示す。
図1および図2に示すように、本実施形態の撮像レンズは、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、負の屈折力を有する第2レンズ群G2、および正の屈折力を有する第3レンズ群G3からなる。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間には、開口絞りStが配置されている。なお、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。また、無限遠物体から最至近物体への合焦の際に、第2レンズ群G2のみが光軸方向像側に移動するインナーフォーカス方式を採用している。なお、合焦の際、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3および開口絞りStは移動しない。
図1に示す例では、第1レンズ群G1は物体側から順にレンズL11〜L16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L21〜L22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〜L36の6枚のレンズからなる。しかしながら、各レンズ群は図1に示す例と異なる枚数のレンズで構成することも可能である。とくに第2レンズ群G2は3枚のレンズからなるものとしてもよい。
本実施形態の撮像レンズを撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、光学系と像面Simとの間にカバーガラス、プリズム、赤外線カットフィルタ、およびローパスフィルタ等の各種フィルタを配置することが好ましい。このため、図1では、これらを想定した平行平面板状の光学部材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。
また、本実施形態の撮像レンズは、第1レンズ群G1の最も物体側のレンズL11およびこの最も物体側のレンズL11に像側において隣接するレンズL12が正の屈折力を有する。
また、本実施形態の撮像レンズは、下記条件式(1)、(2)、(3a)および(3b)を満足するように構成されている。
0<AT/(CT11+CT12)<0.1 (1)
15<ν11<40 (2)
65<ν12<90 (3a)
0.0<θgF12−(−0.001682・ν12+0.6438) (3b)
但し、
CT11:第1レンズ群G1の最も物体側のレンズL11の光軸上での中心厚
CT12:第1レンズ群G1の最も物体側のレンズL11に像側において隣接するレンズL12の光軸上での中心厚
AT:第1レンズ群G1の最も物体側のレンズL11と最も物体側のレンズL11に像側において隣接するレンズL12との光軸上での空気間隔
ν11:第1レンズ群G1の最も物体側のレンズL11のアッベ数
ν12:第1レンズ群G1の最も物体側のレンズL11に像側において隣接するレンズL12のアッベ数
θgF12:第1レンズ群G1の最も物体側のレンズL11に像側において隣接するレンズL12のg線とF線との間の部分分散比
本実施形態の撮像レンズにおいては、無限遠物体から最至近物体への合焦の際に、第2レンズ群G2のみが光軸方向像側に移動するように構成されているため、合焦群を軽量化することができ、その結果、高速に合焦を行うことができる。また、レンズ系を小型化することができる。
また、第2レンズ群G2を2枚または3枚のレンズからなるものとすることで、無限遠から至近距離の物体への合焦の際に、諸収差の変動を抑えることができる。
また、第1レンズ群G1の最も物体側のレンズL11およびこの最も物体側のレンズL11に像側において隣接するレンズL12を正の屈折力を有するものとし、条件式(1)の下限以下とならないようにすることで、製造の際に2枚のレンズL11,L12が干渉することがなくなり、これにより、製造の際に不都合が発生することを防止できる。また、第1レンズ群G1の最も物体側のレンズL11およびこの最も物体側のレンズL11に像側において隣接するレンズL12を正の屈折力を有するものとし、条件式(1)の上限以上とならないようにすることで、レンズ系の全長を短縮することができる。また、第2レンズ群G2に入射する軸上光線の高さを抑制して、第2レンズ群G2の全体の径の大きさを抑えることができる。
アッベ数の組み合わせにおいて条件式(2)および条件式(3a)を同時に満足し、かつ部分分散比において条件式(3b)を満足することで、色収差を良好に補正することができる。とくに、条件式(2)の下限以下とならないようにし、かつ条件式(3a)、(3b)の上限以上とならないようにすることで、色収差の過剰な補正を防止できる。
条件式(1)、(2)、(3a)および(3b)の少なくとも1つに関する効果をより高めるためには、下記条件式(1−1)、(2−1)、(3a−1)および(3b−1)の少なくとも1つを満足することがより好ましい。
0.005<AT/(CT11+CT12)<0.05 (1−1)
20<ν11<36 (2−1)
65<ν12<85 (3a−1)
0.01<θgF12−(−0.001682・ν12+0.6438)<0.1 (3b−1)
また、本実施形態の撮像レンズにおいては、第1レンズ群G1が、正の屈折力を有するレンズおよび負の屈折力を有するレンズを少なくとも1枚ずつ組み合わせた接合レンズを2組有することが好ましい。これにより、色収差の補正を有利に行うことができる。なお、図1に示す本実施形態の撮像レンズにおいては、第1レンズ群G1は、負の屈折力を有するレンズL13および正の屈折力を有するレンズL14を組み合わせた接合レンズ、並びに負の屈折力を有するレンズL15および正の屈折力を有するレンズL16を組み合わせた接合レンズの2組の接合レンズを有する。
また、本実施形態の撮像レンズにおいては、第3レンズ群G3は、正の屈折力を有するレンズおよび負の屈折力を有するレンズを少なくとも1枚ずつ組み合わせた接合レンズを2組有することが好ましい。これにより、色収差の補正を有利に行うことができる。なお、図1に示す本実施形態の撮像レンズにおいては、第3レンズ群G3は、正の屈折力を有するレンズL31および負の屈折力を有するレンズL32を組み合わせた接合レンズ、並びに正の屈折力を有するレンズL33および負の屈折力を有するレンズL34を組み合わせた接合レンズの2組の接合レンズを有する。
また、本実施形態の撮像レンズにおいては、第3レンズ群G3の2組の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズは、物体側から順に正の屈折力を有するレンズL31および負の屈折力を有するレンズL32からなり、下記条件式(4a)、(4b)および(5)を満足することが好ましい。
60<ν31<90 (4a)
0.0<θgF31−(−0.001682・ν31+0.6438) (4b)
15<ν32<45 …(5)
但し、
ν31:第3レンズ群G3の2組の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズを構成する正の屈折力を有するレンズL31のアッベ数
θgF31:第3レンズ群G3の2組の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズを構成する正の屈折力を有するレンズL31のg線とF線との間の部分分散比
ν32:第3レンズ群G3の2組の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズを構成する負の屈折力を有するレンズL32のアッベ数
アッベ数の組み合わせにおいて条件式(4a)および条件式(5)を同時に満足し、かつ部分分散比において条件式(4b)を満足することで、色収差を良好に補正することができる。とくに、条件式(5)の下限以下とならないようにし、かつ条件式(4a)、(4b)の上限以上とならないようにすることで、色収差の過剰な補正を防止できる。
条件式(4a)、(4b)および(5)の少なくとも1つに関する効果をより高めるためには、下記条件式(4a−1)、(4b−1)および(5−1)の少なくとも1つを満足することがより好ましい。
65<ν31<85 (4a−1)
0.01<θgF31−(−0.001682・ν31+0.6438)<0.2 (4b−1)
20<ν32<38 (5−1)
また、本実施形態の撮像レンズにおいては、第3レンズ群G3の2組の接合レンズのうち、最も像側の接合レンズは、物体側から順に正の屈折力を有するレンズL33および負の屈折力を有するレンズL34からなり、下記条件式(6a)、(6b)および(7)を満足することが好ましい。
60<ν33<80 (6a)
0.0<θgF33−(−0.001682・ν33+0.6438) (6b)
15<ν34<35 (7)
但し、
ν33:第3レンズ群G3の2組の接合レンズのうち、最も像側の接合レンズを構成する正の屈折力を有するレンズL33のアッベ数
θgF33:第3レンズ群G3の2組の接合レンズのうち、最も像側の接合レンズを構成する正の屈折力を有するレンズL33のg線とF線との間の部分分散比
ν34:第3レンズ群G3の2組の接合レンズのうち、最も像側の接合レンズを構成する負の屈折力を有するレンズL34のアッベ数
アッベ数の組み合わせにおいて条件式(6a)および条件式(7)を同時に満足し、かつ部分分散比において条件式(6b)を満足することで、色収差を良好に補正することができる。とくに、条件式(7)の下限以下とならないようにし、かつ条件式(6a)、(6b)の上限以上とならないようにすることで、色収差の過剰な補正を防止できる。
条件式(6a)、(6b)および(7)の少なくとも1つに関する効果をより高めるためには、下記条件式(6a−1)、(6b−1)および(7−1)の少なくとも1つを満足することがより好ましい。
65<ν33<75 (6a−1)
0.01<θgF33−(−0.001682・ν33+0.6438)<0.1 (6b−1)
20<ν34<30 (7−1)
また、下記条件式(8)を満足することが好ましい。
−2.5<f/f2<−1.0 (8)
但し、
f:無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離
f2:第2レンズ群G2の焦点距離
条件式(8)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の屈折力が強くなりすぎることを防止して、合焦による球面収差、非点収差、および色収差の変動を抑えることができ、これにより、近接側で良好な光学性能を得ることができる。条件式(8)の上限以上とならないようにすることで、合焦時の第2レンズ群G2の移動量を抑えることができるため、合焦までの時間を短縮でき、これにより高速に合焦することができる。また、第2レンズ群G2の物体側および像側に、機構部品を配置するための空間を確保することが容易となる。
条件式(8)に関する効果をより高めるためには、下記条件式(8−1)を満足することがより好ましい。
−2.2<f/f2<−1.4 (8−1)
また、下記条件式(9)を満足することが好ましい。
0.9<f/f1<1.5 (9)
但し、
f:無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離
f1:第1レンズ群G1の焦点距離
条件式(9)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の正の屈折力を確保することができるため、レンズ系の全長を短縮できる。条件式(9)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の正の屈折力を抑えることができるため、球面収差および非点収差を抑えることができる。
条件式(9)に関する効果をより高めるためには、下記条件式(9−1)を満足することがより好ましい。
1.0<f/f1<1.4 (9−1)
また、下記条件式(10)を満足することが好ましい。
1.0<f/f3<2.0 (10)
f:無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離
f3:第3レンズ群G3の焦点距離
条件式(10)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の正の屈折力を確保することができるため、レンズ系の全長を短縮できる。条件式(10)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の正の屈折力を抑えることができるため、球面収差および非点収差を抑えることができる。
条件式(10)に関する効果をより高めるためには、下記条件式(10−1)を満足することがより好ましい。
1.2<f/f3<1.8 (10−1)
また、第2レンズ群G2が2枚のレンズL21,L22からなり、2枚のレンズのうちの物体側のレンズL21が正の屈折力を有し、2枚のレンズのうちの像側のレンズL22が負の屈折力を有し、2枚のレンズL11,L12が接合されてなることが好ましい。これにより、軸上色収差および倍率色収差を良好に補正することができる。
また、下記条件式(11)を満足することが好ましい。
1.70<N2<2.2 (11)
但し、
N2:第2レンズ群G2の最も物体側のレンズの屈折率
条件式(11)の下限以下とならないようにすることで、合焦の際に諸収差の変動を抑えることができる。条件式(11)の上限以上とならないようにすることで、無限遠から至近距離の物体への合焦の際の第2レンズ群G2の移動量が大きくなることを抑えることができ、これにより、レンズ系の全長が大きくなることを抑えることができる。
条件式(11)に関する効果をより高めるためには、下記条件式(11−1)を満足することがより好ましい。
1.80<N2<2.2 (11−1)
また、下記条件式(12)を満足することが好ましい。
15<ν21<30 (12)
但し、
ν21:第2レンズ群G2の最も物体側のレンズL21のアッベ数
条件式(12)の下限以下とならないようにすることで、色収差を良好に補正することができる。条件式(12)の上限以上とならないようにすることで、色収差の補正が過剰となることを防止できる。
条件式(12)に関する効果をより高めるためには、下記条件式(12−1)を満足することがより好ましい。
15<ν21<25 (12−1)
また、下記条件式(13)を満足することが好ましい。
1.65<N1<2.2 (13)
但し、
N1:第1レンズ群G1の最も物体側のレンズL11の屈折率
条件式(13)の下限以下とならないようにすることで、レンズ系の全長が大きくなることを抑えることができる。条件式(13)の上限以上とならないようにすることで、球面収差を良好に補正することができる。
条件式(13)に関する効果をより高めるためには、下記条件式(13−1)を満足することがより好ましい。
1.70<N1<2.1 (13−1)
また、下記条件式(14)を満足することが好ましい。
30<Δν1r<50 (14)
但し、
Δν1r:第1レンズ群G1の最も像側にあるレンズL16とこの最も像側にあるレンズL16に物体側において隣接するレンズL15とのアッベ数の差
条件式(14)の下限以下とならないようにすることで、色収差を良好に補正することができる。条件式(14)の上限以上とならないようにすることで、色収差の補正が過剰となることを防止できる。
条件式(14)に関する効果をより高めるためには、下記条件式(14−1)を満足することがより好ましい。
35<Δν1r<46 (14−1)
また、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に開口絞りStが配置され、開口絞りStが、無限遠物体から最至近物体への合焦の際に固定されていることが好ましい。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に開口絞りStを配置することで、合焦の際に合焦面の近辺に発生する画角の変動、すなわち像倍率の変動を抑えることができる。また、合焦の際に開口絞りStを固定することで、合焦部の重量を低減することができるため、高速に合焦を行うことができる。
また、条件式(15)を満足することが好ましい。
0.10<BF/f<0.50 (15)
但し、
BF:最も像側のレンズの像側の面から像面までの空気換算長
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(15)の下限以下とならないようにすることで、交換レンズとして必要なバックフォーカスを確保することができる。条件式(15)の上限以上とならないようにすることで、レンズ系の全長を抑制することができる。
条件式(15)に関する効果をより高めるためには、下記条件式(15−1)を満足することがより好ましい。
0.15<BF/f<0.45 (15−1)
本実施形態の撮像レンズにおいて、最も物体側に配置される材料としては、具体的にはガラスを用いることが好ましく、あるいは透明なセラミックスを用いてもよい。
また、本実施形態の撮像レンズが厳しい環境において使用される場合には、保護用の多層膜コートが施されることが好ましい。さらに、保護用コート以外にも、使用時のゴースト光低減等のための反射防止コートを施すようにしてもよい。
また、図1に示す例では、レンズ系と像面Simとの間に光学部材PPを配置した例を示したが、ローパスフィルタまたは特定の波長域をカットするような各種フィルタ等をレンズ系と像面Simとの間に配置する代わりに、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよく、あるいは、いずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。
条件式に関する構成も含め、以上述べた好ましい構成および可能な構成は、任意の組み合わせが可能であり、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、本実施形態による撮像レンズは条件式(1)、(2)、(3a)および(3b)を満足するものとしているが、条件式(1)〜(15)および条件式(1−1)〜(15−1)のいずれか1つを満足するものであってもよく、これらの条件式の任意の組み合わせを満足するものであってもよい。
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。
まず、実施例1の撮像レンズについて説明する。実施例1の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図を図1に示す。なお、図1および後述の実施例2〜8に対応した図3〜9においては、光学部材PPも併せて示している。また、左側が物体側、右側が像側であり、図示されている開口絞り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。
実施例1の撮像レンズの基本レンズデータを表1に、諸元に関するデータを表2に、移動面間隔に関するデータを表3に示す。以下では、表中の記号の意味について、実施例1のものを例にとり説明するが、実施例2〜8についても基本的に同様である。
表1のレンズデータにおいて、Siの欄には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上の面間隔を示す。また、Ndjの欄には最も物体側の光学要素を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の欄には同じくj番目の光学要素のd線(波長587.6nm)に対するアッベ数を示す。
なお、曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。基本レンズデータには、開口絞りStおよび光学部材PPも含めて示している。開口絞りStに相当する面の面番号の欄には面番号とともに(絞り)という語句を記載している。また、表1のレンズデータにおいて、合焦の際に間隔が変化する面間隔の欄にはそれぞれDD[i]と記載している。
表2の諸元に関するデータに、無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離f、バックフォーカスBF、F値FNo.および全画角2ωの値を示す。また、表3の移動面間隔に関するデータには、無限遠物体に合焦した状態および最至近物体に合焦した状態(距離110cm)のそれぞれにおける移動面間隔を示す。
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。
実施例1の撮像レンズの各収差図を図10に示す。なお、図10中の上段左側から順に無限遠に合焦した状態での球面収差、非点収差、歪曲収差および倍率色収差を示し、図10中の下段左側から順に最至近に合焦した状態(距離110cm)での球面収差、非点収差、歪曲収差および倍率色収差を示す。球面収差、非点収差、および歪曲収差を表す各収差図には、d線(波長587.6nm)を基準波長とした収差を示す。球面収差図にはd線(波長587.6nm)、C線(波長656.3nm)、F線(波長486.1nm)、およびg線(波長435.8nm)についての収差をそれぞれ実線、長破線、短破線、および灰色の実線で示す。非点収差図にはサジタル方向、およびタンジェンシャル方向の収差をそれぞれ実線と短破線で示す。倍率色収差図にはC線(波長656.3nm)、F線(波長486.1nm) 、およびg線(波長435.8nm)についての収差をそれぞれ長破線、短破線、および灰色の実線で示す。球面収差の収差図のFNo.はF値、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、意味および記載方法は、とく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。
次に、実施例2の撮像レンズについて説明する。実施例2の撮像レンズの構成を示す断面図を図3に示す。実施例2の撮像レンズは、実施例1と同様のレンズ群およびレンズ枚数構成である。実施例2の撮像レンズのレンズデータを表4に、諸元に関するデータを表5に、移動面間隔に関するデータを表6に、各収差図を図11に示す。
次に、実施例3の撮像レンズについて説明する。実施例3の撮像レンズの構成を示す断面図を図4に示す。実施例3の撮像レンズは、実施例1と同様のレンズ群およびレンズ枚数構成である。実施例3の撮像レンズのレンズデータを表7に、諸元に関するデータを表8に、移動面間隔に関するデータを表9に、各収差図を図12に示す。
次に、実施例4の撮像レンズについて説明する。実施例4の撮像レンズの構成を示す断面図を図5に示す。実施例4の撮像レンズは、第1レンズ群G1において、レンズL12、レンズL13およびレンズL14が接合レンズである点を除いて、実施例1と同様のレンズ群およびレンズ枚数構成である。実施例4の撮像レンズのレンズデータを表10に、諸元に関するデータを表11に、移動面間隔に関するデータを表12に、各収差図を図13に示す。
次に、実施例5の撮像レンズについて説明する。実施例5の撮像レンズの構成を示す断面図を図6に示す。実施例5の撮像レンズは、第3レンズ群G3が、物体側から順にレンズL31〜L37の7枚のレンズからなる点を除いて、実施例1と同様のレンズ群およびレンズ枚数構成である。また、実施例5の撮像レンズのレンズデータを表13に、諸元に関するデータを表14に、移動面間隔に関するデータを表15に、各収差図を図14に示す。
次に、実施例6の撮像レンズについて説明する。実施例6の撮像レンズの構成を示す断面図を図7に示す。実施例6の撮像レンズは、実施例1と同様のレンズ群およびレンズ枚数構成である。また、実施例6の撮像レンズのレンズデータを表16に、諸元に関するデータを表17に、移動面間隔に関するデータを表18に、各収差図を図15に示す。
次に、実施例7の撮像レンズについて説明する。実施例7の撮像レンズの構成を示す断面図を図8に示す。実施例7の撮像レンズは、実施例1と同様のレンズ群およびレンズ枚数構成である。また、実施例7の撮像レンズのレンズデータを表19に、諸元に関するデータを表20に、移動面間隔に関するデータを表21に、各収差図を図16に示す。
次に、実施例8の撮像レンズについて説明する。実施例8の撮像レンズの構成を示す断面図を図9に示す。実施例8の撮像レンズは、実施例1と同様のレンズ群およびレンズ枚数構成である。また、実施例8の撮像レンズのレンズデータを表22に、諸元に関するデータを表23に、移動面間隔に関するデータを表24に、各収差図を図17に示す。
実施例1〜8の撮像レンズの条件式(1)〜(15)に対応する値を表25に示す。また、表25には、部分分散比θgF12、θgF31、θgF33の値も示す。なお、全実施例ともd線を基準波長としており、下記の表25に示す値はこの基準波長におけるものである。
以上のデータから、実施例1〜8の撮像レンズは全て、条件式(1)〜(15)を満足しており、合焦の際の諸収差の変動が抑制され、かつ諸収差が良好に補正された撮像レンズであることが分かる。
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18および図19に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態の撮像レンズを用いたミラーレス一眼カメラの一構成例を示す外観図を示している。
とくに図18は、このカメラ30を前側から見た外観を示し、図19は、このカメラ30を背面側から見た外観を示している。このカメラ30は、カメラ本体31を備え、そのカメラ本体31の上面側には、レリーズボタン32と電源ボタン33とが設けられている。カメラ本体31の背面側には、表示部36と操作部34,35とが設けられている。表示部36は、撮像された画像を表示するためのものである。
カメラ本体31の前面側中央部には、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により交換レンズ20がカメラ本体31に装着されるようになっている。交換レンズ20は、鏡筒内に本実施形態の撮像レンズ1を構成するレンズ部材を収納したものである。カメラ本体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)等の撮像素子、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、およびその生成された画像を記録するための記録媒体等が設けられている。このカメラでは、レリーズボタン32を押圧操作することにより、1フレーム分の静止画または動画の撮影が行われ、この撮影で得られる画像データがカメラ本体31内の記録媒体(図示せず)に記録される。
このようなミラーレス一眼カメラにおける交換レンズ20として、本実施形態による撮像レンズを用いることで、高速に合焦を行うことができ、かつ諸収差が良好に補正された高画質の映像を得ることができる。
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、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数等の値は、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、フィルムカメラ、および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 最大画角の光束
20 交換レンズ
30 カメラ
31 カメラ本体
32 レリーズボタン
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〜L37 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、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、および正の屈折力を有する第3レンズ群からなり、
    無限遠物体から最至近物体への合焦の際に、前記第2レンズ群のみが光軸方向に移動し、
    前記第1レンズ群の最も物体側のレンズおよび該最も物体側のレンズに像側において隣接するレンズが正の屈折力を有し、
    前記第2レンズ群が2枚または3枚のレンズからなり、
    下記条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
    0<AT/(CT11+CT12)<0.1 (1)
    15<ν11<40 (2)
    65<ν12<90 (3a)
    0.0<θgF12−(−0.001682・ν12+0.6438) (3b)
    但し、
    CT11:前記第1レンズ群の最も物体側のレンズの光軸上での中心厚
    CT12:前記第1レンズ群の最も物体側のレンズに像側において隣接するレンズの光軸上での中心厚
    AT:前記第1レンズ群の最も物体側のレンズと該最も物体側のレンズに像側において隣接するレンズとの光軸上での空気間隔
    ν11:前記第1レンズ群の最も物体側のレンズのアッベ数
    ν12:前記第1レンズ群の最も物体側のレンズに像側において隣接するレンズのアッベ数
    θgF12:前記第1レンズ群の最も物体側のレンズに像側において隣接するレンズのg線とF線との間の部分分散比
  2. 前記第1レンズ群が、正の屈折力を有するレンズおよび負の屈折力を有するレンズを少なくとも1枚ずつ組み合わせた接合レンズを2組有する請求項1記載の撮像レンズ。
  3. 前記第3レンズ群が、正の屈折力を有するレンズおよび負の屈折力を有するレンズを少なくとも1枚ずつ組み合わせた接合レンズを2組有する請求項1または2記載の撮像レンズ。
  4. 前記第3レンズ群の前記2組の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズは、物体側から順に正の屈折力を有するレンズおよび負の屈折力を有するレンズからなり、
    下記条件式を満足する請求項3項記載の撮像レンズ。
    60<ν31<90 (4a)
    0.0<θgF31−(−0.001682・ν31+0.6438) (4b)
    15<ν32<45 …(5)
    但し、
    ν31:前記第3レンズ群の前記2組の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズを構成する正の屈折力を有するレンズのアッベ数
    θgF31:前記第3レンズ群の前記2組の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズを構成する正の屈折力を有するレンズのg線とF線との間の部分分散比
    ν32:前記第3レンズ群の前記2組の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズを構成する負の屈折力を有するレンズのアッベ数
  5. 前記第3レンズ群の前記2組の接合レンズのうち、最も像側の接合レンズは、物体側から順に正の屈折力を有するレンズおよび負の屈折力を有するレンズからなり、
    下記条件式を満足する請求項3または4項記載の撮像レンズ。
    60<ν33<80 (6a)
    0.0<θgF33−(−0.001682・ν33+0.6438) (6b)
    15<ν34<35 (7)
    但し、
    ν33:前記第3レンズ群の前記2組の接合レンズのうち、最も像側の接合レンズを構成する正の屈折力を有するレンズのアッベ数
    θgF33:前記第3レンズ群の前記2組の接合レンズのうち、最も像側の接合レンズを構成する正の屈折力を有するレンズのg線とF線との間の部分分散比
    ν34:前記第3レンズ群の前記2組の接合レンズのうち、最も像側の接合レンズを構成する負の屈折力を有するレンズのアッベ数
  6. 下記条件式を満足する請求項1から5のいずれか1項記載の撮像レンズ。
    −2.5<f/f2<−1.0 (8)
    但し、
    f:無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離
    f2:前記第2レンズ群の焦点距離
  7. 下記条件式を満足する請求項1から6のいずれか1項記載の撮像レンズ。
    0.9<f/f1<1.5 (9)
    但し、
    f:無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離
    f1:前記第1レンズ群の焦点距離
  8. 下記条件式を満足する請求項1から7のいずれか1項記載の撮像レンズ。
    1.0<f/f3<2.0 (10)
    f:無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離
    f3:前記第3レンズ群の焦点距離
  9. 前記第2レンズ群が2枚のレンズからなり、該2枚のレンズのうちの物体側のレンズが正の屈折力を有し、該2枚のレンズのうちの像側のレンズが負の屈折力を有し、該2枚のレンズが接合されてなる請求項1から8のいずれか1項記載の撮像レンズ。
  10. 下記条件式を満足する請求項1から9のいずれか1項記載の撮像レンズ。
    1.70<N2<2.2 (11)
    但し、
    N2:前記第2レンズ群の最も物体側のレンズの屈折率
  11. 下記条件式を満足する請求項1から10のいずれか1項記載の撮像レンズ。
    15<ν21<30 (12)
    但し、
    ν21:前記第2レンズ群の最も物体側のレンズのアッベ数
  12. 下記条件式を満足する請求項1から11のいずれか1項記載の撮像レンズ。
    1.65<N1<2.2 (13)
    但し、
    N1:前記第1レンズ群の最も物体側のレンズの屈折率
  13. 下記条件式を満足する請求項1から12のいずれか1項記載の撮像レンズ。
    30<Δν1r<50 (14)
    但し、
    Δν1r:前記第1レンズ群の最も像側にあるレンズと該最も像側にあるレンズに物体側において隣接するレンズとのアッベ数の差
  14. 前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間に開口絞りが配置され、該開口絞りは、無限遠物体から最至近物体への合焦の際に固定されている請求項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。
    0.10<BF/f<0.50 (15)
    但し、
    BF:最も像側のレンズの像側の面から像面までの空気換算長
    f:無限遠物体に合焦した状態での全系の焦点距離
  16. 下記条件式を満足する請求項1から15のいずれか1項記載の撮像レンズ。
    0.005<AT/(CT11+CT12)<0.05 (1−1)
  17. 下記条件式を満足する請求項1から16のいずれか1項記載の撮像レンズ。
    20<ν11<36 (2−1)
  18. 下記条件式を満足する請求項1から17のいずれか1項記載の撮像レンズ。
    65<ν12<85 (3a−1)
  19. 下記条件式を満足する請求項1から18のいずれか1項記載の撮像レンズ。
    0.01<θgF12−(−0.001682・ν12+0.6438)<0.1 (3b−1)
  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ことを特徴とする撮像装置。
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