JP2019053153A - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速フォーカシングが可能で、合焦時の収差変動が抑制された、高性能の撮像レンズ、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、第３レンズ群Ｇ３からなる。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正の前群Ｇ１Ｆ、絞り、正の後群Ｇ１Ｒからなる。後群Ｇ１Ｒは、物体側から順に像側に凹面を向けた負レンズと像側に凸面を向けた正レンズからなる接合レンズを有する。第２レンズ群Ｇ２は負レンズからなる。合焦時に第２レンズ群Ｇ２のみが移動する。第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２と全系の焦点距離ｆに関する条件式：０．８＜｜ｆ２／ｆ｜＜５を満足する。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像レンズおよび撮像装置に関し、特に、デジタルカメラ、および／またはビデオカメラ等に好適な撮像レンズ、並びにこの撮像レンズを備えた撮像装置に関する。

近年、デジタルカメラのような撮像装置に用いられる撮像レンズにおいて、インナーフォーカス方式が用いられている。例えば、下記特許文献１〜５には、第１レンズ群と第２レンズ群と第３レンズ群とからなる３群構成とされ、第１レンズ群と第３レンズ群を像面に対して固定した状態で、第２レンズ群を像面に対して移動させることによって合焦を行う撮像レンズが開示されている。

特開２０１２−１５９６１３号公報 特開２０１２−２２６３０９号公報 特開２０１２−２４２４７２号公報 特開２０１３−３７０８０号公報 特開２０１２−２４２６８９号公報

インナーフォーカス方式の撮像レンズにおいて、オートフォーカスの高速化のため、およびフォーカス駆動系への負荷の低減のためには、合焦時に移動するレンズ群（以下、フォーカスレンズ群という）をより軽量に構成することが望ましい。特許文献１〜５に記載された撮像レンズは、フォーカスレンズ群が１枚のレンズのみで構成されている。

フォーカスレンズ群を最少のレンズ枚数で構成し、なおかつ、フォーカスレンズ群の移動に伴う収差変動を抑えるためには、フォーカスレンズ群の屈折力と共に、その物体側および像側に配置されるレンズ群の構成も最適化する必要がある。

特許文献１〜４に記載の撮像レンズでは、フォーカスレンズ群よりも像側に配置された第３レンズ群が１枚の正レンズのみで構成されている。このような構成では、合焦時の軸外光線の変動を抑えることが難しい。また、第３レンズ群が正レンズのみで構成された場合には、合焦時の色収差の変動を抑えることが難しい。

特許文献５に記載の撮像レンズでは、第３レンズ群を正レンズと負レンズの２枚で構成しているが、第２レンズ群の屈折力が強く設定されており、合焦時の軸外光線の変動が大きくなってしまう。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、高速なフォーカシングが可能で、合焦時の収差変動が抑制され、良好な光学性能を有する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。

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、屈折力を有する第３レンズ群とからなり、第１レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、絞りと、正の屈折力を有する後群とからなり、前群は、少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズとを有し、後群は、物体側から順に像側に凹面を向けた負レンズと像側に凸面を向けた正レンズとからなる接合レンズを有し、第２レンズ群は、１枚の負レンズからなり、第３レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズとを有し、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、第１レンズ群と第３レンズ群とは像面に対して固定されており、第２レンズ群は物体側から像側へ移動し、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、無限遠物体に合焦した状態の全系の焦点距離をｆとした場合、
０．８＜｜ｆ２／ｆ｜＜５ （１）
で表される条件式（１）を満足する。

本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式（１−１）を満足することが好ましい。
１＜｜ｆ２／ｆ｜＜４ （１−１）

本発明の撮像レンズにおいては、第１レンズ群の焦点距離をｆ１とした場合、下記条件式（２）を満足することが好ましく、下記条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
０．４＜ｆ１／ｆ＜１ （２）
０．５＜ｆ１／ｆ＜０．９ （２−１）

本発明の撮像レンズにおいては、第２レンズ群の負レンズのｄ線に関する屈折率をＮｄＧ２、第２レンズ群の負レンズのｄ線基準のアッベ数をνｄＧ２とした場合、下記条件式（３）および（４）を満足することが好ましい。また、下記条件式（３）および（４）を満足した上でさらに下記条件式（３−１）および（４−１）の少なくとも一方を満足することがより好ましい。
１．５５＜ＮｄＧ２ （３）
３０＜νｄＧ２＜６５ （４）
１．５５＜ＮｄＧ２＜２ （３−１）
３２＜νｄＧ２＜６２ （４−１）

本発明の撮像レンズにおいては、第３レンズ群の焦点距離をｆ３とした場合、下記条件式（５）を満足することが好ましく、下記条件式（５−１）を満足することがより好ましい。
｜ｆ２／ｆ３｜＜０．６７ （５）
｜ｆ２／ｆ３｜＜０．６ （５−１）

本発明の撮像レンズにおいては、前群の最も物体側には負レンズが配置されていることが好ましい。また、前群は、最も物体側に配置された負レンズと、この負レンズと空気間隔を隔てて配置された正の屈折力を有する前群サブレンズ群とからなることが好ましい。

本発明の撮像レンズにおいては、後群は、少なくとも１面の非球面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３レンズ群は、１枚の負レンズと１枚の正レンズとからなることが好ましい。その際に、第３レンズ群は、物体側から順に、１枚の負レンズと、１枚の正レンズとから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、第３レンズ群は、正の屈折力を有するように構成してもよい。

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。

なお、本明細書の「〜からなり」、「〜からなる」は、実質的な意味で用いており、構成要素として挙げたもの以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、並びに、絞り、フィルタ、およびカバーガラス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、および手振れ補正機構等の機構部分、等が含まれていてもよいことを意図する。

なお、本明細書において、「正の屈折力を有する〜群」は、群全体として正の屈折力を有することを意味する。同様に、「負の屈折力を有する〜群」は、群全体として負の屈折力を有することを意味する。屈折力の符号、およびレンズの面形状は、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。「〜レンズ群」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。上述したレンズの枚数は、構成要素となるレンズの枚数であり、例えば、材質の異なる複数の単レンズが接合された接合レンズにおけるレンズの枚数は、この接合レンズを構成する単レンズの枚数で表すことにする。ただし、複合非球面レンズ（球面レンズと、その球面レンズ上に形成された非球面形状の膜とが一体的に構成されて、全体として１つの非球面レンズとして機能するレンズ）は、接合レンズとは見なさず、１枚のレンズとして扱う。上記条件式は全て、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））を基準としたものである。

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、および第３レンズ群からなり、合焦時に第２レンズ群のみが移動するレンズ系において、各レンズ群の構成を好適に設定し、さらに所定の条件式を満足することによって、高速なフォーカシングが可能で、合焦時の収差変動が抑制され、良好な光学性能を有する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。 図１に示す撮像レンズの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る。 本発明の実施例２の撮像レンズの各収差図である。 本発明の実施例３の撮像レンズの各収差図である。 本発明の実施例４の撮像レンズの各収差図である。 本発明の一実施形態に係る撮像装置の正面側の斜視図である。 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では、無限遠物体に合焦している状態を示し、左側が物体側、右側が像側である。また、図５は図１に示す撮像レンズの光路図であり、レンズ構成と共に軸上光束２と最大画角の光束３を示している。図５では、「無限遠」と付した上段に無限遠物体に合焦した状態を示し、「０．４ｍ」と付した下段に物体距離が０．４ｍ（メートル）の近距離物体に合焦した状態を示している。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。

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、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とからなる。図１に示す例では、第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１６の６枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２１の１枚のレンズのみからなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３２の２枚のレンズからなる。

図１ではレンズ系と像面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、その他の各種フィルタ、および／またはカバーガラス等を想定したものである。本発明においては、光学部材ＰＰを図１の例とは異なる位置に配置してもよく、また光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。

この撮像レンズは、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３とは像面Ｓｉｍに対して固定されており、第２レンズ群Ｇ２は物体側から像側へ移動するように構成される。また、第２レンズ群Ｇ２は１枚の負レンズのみからなるように構成される。図１の第２レンズ群Ｇ２の下の矢印は、無限遠物体から近距離物体への合焦時に第２レンズ群Ｇ２が移動する方向を示している。

インナーフォーカス方式を採用することによって、フォーカスレンズユニットを駆動する系への負荷を軽減でき、またフォーカスレンズユニットを小型化でき、ひいては、レンズ系全体を小型化することができる。撮像装置に対する小型化の要望に応えるためレンズ系にも小型化が要望されている。さらに、フォーカスレンズ群を１枚のレンズで構成することによって、軽量化を図ることができ、高速なフォーカシングが可能となる。また、フォーカスレンズ群である第２レンズ群Ｇ２の屈折力を第１レンズ群Ｇ１の屈折力と異符号とすることによって、フォーカスレンズ群の屈折力を強くすることができ、合焦時のフォーカスレンズ群の移動量を小さくすることができる。

第３レンズ群Ｇ３は、少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズとを有するように構成される。第３レンズ群Ｇ３に正レンズと負レンズを配置することによって、色収差および像面湾曲の補正に有利となる。

この撮像レンズは、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離に関して下記条件式（１）を満足するように構成される。
０．８＜｜ｆ２／ｆ｜＜５ （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の全系の焦点距離
とする。

条件式（１）の下限以下とならないようにすることによって、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強くなりすぎないため、第２レンズ群Ｇ２を１枚のレンズで構成しても収差補正を良好に行うことができ、特に、像面湾曲の発生を抑えることに有利となる。また、可動部品であるフォーカスレンズ群の偏心誤差の許容量を大きくすることができ、良好な性能の実現がより容易となる。条件式（１）の上限以上とならないようにすることによって、合焦時の第２レンズ群Ｇ２の移動量を小さく抑えることができ、レンズ系全体の小型化、およびフォーカシングの高速化に有利となる。条件式（１）に関する効果を高めるためには下記条件式（１−１）を満足することがより好ましい。
１＜｜ｆ２／ｆ｜＜４ （１−１）

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する前群Ｇ１Ｆと、開口絞りＳｔと、全体として正の屈折力を有する後群Ｇ１Ｒとからなる。図１に示す例では、前群Ｇ１ＦはレンズＬ１１〜Ｌ１３からなり、後群Ｇ１ＲはレンズＬ１４〜Ｌ１６からなる。なお、図１に示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさおよび／または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。

最も物体側のレンズ群である前群Ｇ１Ｆを正の屈折力を有するレンズ群とすることによって、レンズ系全長を短縮することができる。第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズの間に開口絞りＳｔを配置し、最も物体側のレンズと開口絞りＳｔの位置を近づけることによって、最も物体側のレンズの径を小型化することができる。

前群Ｇ１Ｆは、少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズとを有するように構成される。前群Ｇ１Ｆに正レンズと負レンズを配置することによって、色収差および像面湾曲の補正に有利となる。前群Ｇ１Ｆの最も物体側には負レンズが配置されていることが好ましい。最も物体側に負レンズを配置することによって、最も物体側のレンズの径を大型化させることなく、広角化することができる。

前群Ｇ１Ｆは、最も物体側に配置された１枚の負レンズからなる前群Ｆａサブレンズ群Ｇ１Ｆａと、この負レンズと空気間隔を隔てて配置された全体として正の屈折力を有する前群Ｆｂサブレンズ群Ｇ１Ｆｂとからなるように構成してもよい。このように構成した場合は、前群Ｇ１Ｆがワイドコンバーターの役割を果たし、歪曲収差やコマ収差を補正しながら広角化することができる。

また、前群Ｇ１Ｆが上記の前群Ｆａサブレンズ群Ｇ１Ｆａと前群Ｆｂサブレンズ群Ｇ１Ｆｂとからなるように構成した場合、前群Ｆｂサブレンズ群Ｇ１Ｆｂは１枚の正レンズおよび１枚の負レンズを接合して構成される接合レンズとしてもよい。このようにした場合は、最も物体側の負レンズとは別に接合レンズを設けることによって、色収差の補正を行うことができる。

後群Ｇ１Ｒは、物体側から順に像側に凹面を向けた負レンズと像側に凸面を向けた正レンズとからなる接合レンズを有するように構成される。後群Ｇ１Ｒに正レンズと負レンズを配置することによって、色収差および像面湾曲の補正に有利となる。また、後群Ｇ１Ｒが２枚のレンズからなる接合レンズを有することによって、接合レンズを構成可能な最少枚数のレンズを用いて色収差を補正しながら、レンズ系全長の短縮を図ることができる。

第２レンズ群Ｇ２は、１枚の負レンズからなる。第２レンズ群Ｇ２を構成する負レンズは少なくとも１面の非球面を含む非球面レンズとすることが好ましい。このようにした場合は、合焦時の像面湾曲の変動を抑えることができる。さらに、第２レンズ群Ｇ２を構成する負レンズの物体側、像側の両面を非球面とした場合は、像面湾曲の変動をより良好に抑えることができる。

後群Ｇ１Ｒもまた、少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。第２レンズ群Ｇ２を非球面レンズで構成して第２レンズ群に合焦時の像面湾曲の変動を抑える機能を持たせた場合、この第２レンズ群Ｇ２によって補正した後に残る像面湾曲を後群Ｇ１Ｒの非球面によって補正することができる。また、後群Ｇ１Ｒが像側に凹面を向けた負レンズと像側に凸面を向けた正レンズとを物体側から順に接合してなる接合レンズを有し、かつ非球面を含むことによって、少ないレンズ枚数でレンズ系の小型化を図りながら色収差および像面湾曲を良好に補正することができる。

第３レンズ群Ｇ３は、正の屈折力を有するレンズ群でもよく、負の屈折力を有するレンズ群でもよいが、第３レンズ群Ｇ３を正の屈折力を有するレンズ群とした場合は、射出瞳位置を像面Ｓｉｍから離し、像面Ｓｉｍに入射する光線の入射角度を小さくすることができ、撮像レンズの像面Ｓｉｍの位置に固体撮像素子を配置した場合に良好な画像の取得に有利となる。また、第３レンズ群Ｇ３を正の屈折力を有するレンズ群とした場合は、第３レンズ群Ｇ３の屈折力とフォーカスレンズ群である第２レンズ群Ｇ２の屈折力とが異符号になるため、フォーカスレンズ群の屈折力を強くすることができ、合焦時のフォーカスレンズ群の移動量を小さくすることができる。

第３レンズ群Ｇ３は、１枚の負レンズと１枚の正レンズとからなるように構成してもよい。第３レンズ群Ｇ３を２枚構成とし、正レンズと負レンズを配置することによって、色収差および像面湾曲の補正に有利となる。その際に、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、１枚の負レンズと、１枚の正レンズとからなるように構成してもよい。このような配列順にした場合は、像面Ｓｉｍに入射する光線の入射角度を小さくすることができる。また、第３レンズ群Ｇ３が１枚の負レンズと１枚の正レンズとからなる場合、これら２枚のレンズを互いに接合してもよく、接合した場合は色収差の補正に有利となる。

次に、条件式に関する好ましい構成について述べる。この撮像レンズは下記条件式（２）〜（５）の少なくとも１つ、または任意の組合せを満足することが好ましい。
０．４＜ｆ１／ｆ＜１ （２）
１．５５＜ＮｄＧ２ （３）
３０＜νｄＧ２＜６５ （４）
｜ｆ２／ｆ３｜＜０．６７ （５）
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状態の全系の焦点距離
ＮｄＧ２：第２レンズ群の負レンズのｄ線に関する屈折率
νｄＧ２：第２レンズ群の負レンズのｄ線基準のアッベ数
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。

条件式（２）の下限以下とならないようにすることによって、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなりすぎないため、第１レンズ群Ｇ１で発生する球面収差およびコマ収差の補正に有利となる。条件式（２）の上限以上とならないようにすることによって、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が弱くなりすぎないため、光学系を小型化することができる。条件式（２）に関する効果を高めるためには下記条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
０．５＜ｆ１／ｆ＜０．９ （２−１）

条件式（３）の下限以下とならないようにすることによって、収差を小さく抑えながら、フォーカスレンズ群の移動量に対する像面位置の光軸方向の移動量の比を大きくすることができる。

条件式（４）の下限以下とならないようにすることによって、フォーカスレンズ群の移動に伴う色収差の変動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によって、第１レンズ群Ｇ１で発生する倍率色収差の補正に有利となる。条件式（４）に関する効果を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。
３２＜νｄＧ２＜６２ （４−１）

フォーカスレンズ群の構成としては、条件式（３）および（４）を満足することが好ましく、条件式（３）および（４−１）を満足することがより好ましい。なお、条件式（３）および（４）を満足する光学材料を用い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。
１．５５＜ＮｄＧ２＜２ （３−１）

条件式（５）の上限以上とならないようにすることによって、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が強くなりすぎないため、合焦時の軸外光線の変化を小さく抑えることができる。それによって、合焦時の像面湾曲の変動を抑えることができる。また、条件式（５）の上限以上とならないようにすることによって、フォーカスレンズ群である第２レンズ群Ｇ２の屈折力が弱くなりすぎないため、フォーカスレンズ群の移動量を小さくするのに有利となる。なお、｜ｆ２／ｆ３｜の下限については、０≦｜ｆ２／ｆ３｜となる。条件式（５）に関する効果を高めるためには下記条件式（５−１）を満足することが好ましい。
｜ｆ２／ｆ３｜＜０．６ （５−１）

上述した好ましい構成および可能な構成は、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。

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は図１に示したものであり、その図示方法は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。実施例１の撮像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、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、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する前群Ｇ１Ｆと、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する後群Ｇ１Ｒとからなる。前群Ｇ１Ｆは、物体側から像側へ向かって順に、前群Ｆａサブレンズ群Ｇ１Ｆａと、正の屈折力を有する前群Ｆｂサブレンズ群Ｇ１Ｆｂとからなる。無限遠物体から近距離物体への合焦時に、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３とは像面Ｓｉｍに対して固定されており、第２レンズ群Ｇ２は物体側から像側へ移動する。以上が実施例１の撮像レンズの概要である。

前群Ｆａサブレンズ群Ｇ１Ｆａは、レンズＬ１１の１枚のレンズからなる。前群Ｆｂサブレンズ群Ｇ１Ｆｂは、レンズＬ１２〜Ｌ１３の２枚のレンズからなる。後群Ｇ１Ｒは、レンズＬ１４〜Ｌ１６の３枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、レンズＬ２１の１枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３１〜Ｌ３２の２枚のレンズからなる。レンズＬ１２とレンズＬ１３は互いに接合されている。レンズＬ１４とレンズＬ１５は互いに接合されている。レンズＬ３１とレンズＬ３２は互いに接合されている。その他のレンズは接合されていない単レンズである。

実施例１の撮像レンズの基本レンズデータを表１に、諸元と可変面間隔を表２に、非球面係数を表３に示す。表１において、面番号の欄には最も物体側の面を第１面とし像側に向かうに従い１つずつ番号を増加させた場合の面番号を示し、Ｒの欄には各面の曲率半径を示し、Ｄの欄には各面とその像側に隣接する面との光軸上の面間隔を示す。また、Ｎｄの欄には各構成要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））に対する屈折率を示し、νｄの欄には各構成要素のｄ線基準のアッベ数を示す。

表１では、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、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および光学部材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。表１のＤ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。表１では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付してＤの欄に記入している。

表２に、無限遠物体に合焦した状態の全系の焦点距離ｆ、物体距離が０．４ｍ（メートル）の物体に合焦した状態の全系の焦点距離ｆｎｅａｒ、無限遠物体に合焦した状態の空気換算距離での全系のバックフォーカスＢｆの値をｄ線基準で示す。また、表２に、無限遠物体に合焦した状態と物体距離が０．４ｍ（メートル）の物体に合焦した状態の、ＦナンバーＦＮｏ．、最大全画角２ω、および可変面間隔の値を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の各値を「無限遠」と表記した欄に示し、物体距離が０．４ｍ（メートル）の物体に合焦した状態の各値を「０．４ｍ」と表記した欄に示す。

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、非球面の面番号と各非球面に関する非球面係数を示す。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、…）の値である。
Ｚｄ＝Ｃ×ｈ^２／｛１＋（１−ＫＡ×Ｃ^２×ｈ^２）^１/２｝＋ΣＡｍ×ｈ^ｍ
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：非球面係数
であり、非球面式のΣはｍに関する総和を意味する。

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（ミリメートル）を用いているが、光学系は比例拡大又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６に実施例１の撮像レンズの各収差図を示す。図６では左から順に、球面収差、正弦条件違反量、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示す。図６では「無限遠」と付した上段に無限遠物体に合焦した状態のものを示し、「０．４ｍ」と付した下段に物体距離が０．４ｍ（メートル）の物体に合焦した状態のものを示す。球面収差図では、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ（ナノメートル））、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ（ナノメートル））、およびｇ線（波長４３５．８ｎｍ（ナノメートル））における収差をそれぞれ黒の実線、長破線、短破線、および二点鎖線で示す。正弦条件違反量の図および歪曲収差図ではｄ線における収差を実線で示す。非点収差図では、サジタル方向のｄ線における収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のｄ線における収差を短破線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、Ｆ線、およびｇ線における収差をそれぞれ長破線、短破線、および二点鎖線で示す。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。

上述した実施例１の撮像レンズに関する各データの記号、意味、記載方法、および図示方法は、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は図２に示したものである。実施例２の撮像レンズは実施例１の撮像レンズの概要と同様の構成を有する。前群Ｆａサブレンズ群Ｇ１Ｆａは、レンズＬ１１の１枚のレンズからなる。前群Ｆｂサブレンズ群Ｇ１Ｆｂは、レンズＬ１２〜Ｌ１４の３枚のレンズからなる。後群Ｇ１Ｒは、レンズＬ１５〜Ｌ１７の３枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、レンズＬ２１の１枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３１〜Ｌ３２の２枚のレンズからなる。レンズＬ１３とレンズＬ１４は互いに接合されている。レンズＬ１５とレンズＬ１６は互いに接合されている。その他のレンズは接合されていない単レンズである。実施例２の撮像レンズの基本レンズデータを表４に、諸元と可変面間隔を表５に、非球面係数を表６に、各収差図を図７に示す。

［実施例３］
実施例３の撮像レンズのレンズ構成は図３に示したものである。実施例３の撮像レンズは実施例１の撮像レンズの概要と同様の構成を有する。前群Ｆａサブレンズ群Ｇ１Ｆａは、レンズＬ１１の１枚のレンズからなる。前群Ｆｂサブレンズ群Ｇ１Ｆｂは、レンズＬ１２〜Ｌ１５の４枚のレンズからなる。後群Ｇ１Ｒは、レンズＬ１６〜Ｌ１７の２枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、レンズＬ２１の１枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３１〜Ｌ３２の２枚のレンズからなる。レンズＬ１４とレンズＬ１５は互いに接合されている。レンズＬ１６とレンズＬ１７は互いに接合されている。その他のレンズは接合されていない単レンズである。実施例３の撮像レンズの基本レンズデータを表７に、諸元と可変面間隔を表８に、非球面係数を表９に、各収差図を図８に示す。

［実施例４］
実施例４の撮像レンズのレンズ構成は図４に示したものである。実施例４の撮像レンズは実施例１の撮像レンズの概要と同様の構成を有する。前群Ｆａサブレンズ群Ｇ１Ｆａは、レンズＬ１１の１枚のレンズからなる。前群Ｆｂサブレンズ群Ｇ１Ｆｂは、レンズＬ１２〜Ｌ１３の２枚のレンズからなる。後群Ｇ１Ｒは、レンズＬ１４〜Ｌ１６の３枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、レンズＬ２１の１枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３１〜Ｌ３２の２枚のレンズからなる。レンズＬ１２とレンズＬ１３は互いに接合されている。レンズＬ１４とレンズＬ１５は互いに接合されている。その他のレンズは接合されていない単レンズである。実施例４の撮像レンズの基本レンズデータを表１０に、諸元と可変面間隔を表１１に、非球面係数を表１２に、各収差図を図９に示す。

表１３に実施例１〜４の撮像レンズの条件式（１）〜（５）の対応値を示す。実施例１〜４はｄ線を基準波長としている。表１３にはｄ線基準での値を示す。

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、フォーカスレンズ群が１枚のレンズのみからなり高速なフォーカシングが可能で、合焦時の収差変動が抑制され、各収差が良好に補正されて、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１０および図１１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１０はカメラ３０を正面側から見た斜視図を示し、図１１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、撮像された画像および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。

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）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３０では、シャッターボタン３２を押すことにより静止画または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。

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、および非球面係数は、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、本発明の撮像装置も、上記構成のものに限られるものではなく、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
Ｇ１Ｆ 前群
Ｇ１Ｆａ 前群Ｆａサブレンズ群
Ｇ１Ｆｂ 前群Ｆｂサブレンズ群
Ｇ１Ｒ 後群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１１〜Ｌ１７、Ｌ２１、Ｌ３１〜Ｌ３２ レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (16)

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、屈折力を有する第３レンズ群とからなり、
   前記第１レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、絞りと、正の屈折力を有する後群とからなり、
   前記前群は、少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズとを有し、
   前記後群は、物体側から順に像側に凹面を向けた負レンズと像側に凸面を向けた正レンズとからなる接合レンズを有し、
   前記第２レンズ群は、１枚の負レンズからなり、
   前記第３レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズとを有し、
   無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群とは像面に対して固定されており、前記第２レンズ群は物体側から像側へ移動し、
   前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、無限遠物体に合焦した状態の全系の焦点距離をｆとした場合、
   ０．８＜｜ｆ２／ｆ｜＜５ （１）
   で表される条件式（１）を満足する撮像レンズ。
2. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とした場合、
   ０．４＜ｆ１／ｆ＜１ （２）
   で表される条件式（２）を満足する請求項１記載の撮像レンズ。
3. 前記前群の最も物体側には負レンズが配置されている請求項１または２記載の撮像レンズ。
4. 前記第２レンズ群の前記負レンズのｄ線に関する屈折率をＮｄＧ２、前記第２レンズ群の前記負レンズのｄ線基準のアッベ数をνｄＧ２とした場合、
   １．５５＜ＮｄＧ２ （３）
   ３０＜νｄＧ２＜６５ （４）
   で表される条件式（３）および（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。
5. 前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とした場合、
   ｜ｆ２／ｆ３｜＜０．６７ （５）
   で表される条件式（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。
6. 前記第３レンズ群は、１枚の負レンズと１枚の正レンズとからなる請求項１から５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
7. 前記前群は、最も物体側に配置された負レンズと、該負レンズと空気間隔を隔てて配置された正の屈折力を有する前群サブレンズ群とからなる請求項１から６のいずれか１項記載の撮像レンズ。
8. 前記第３レンズ群は、正の屈折力を有する請求項１から７のいずれか１項記載の撮像レンズ。
9. 前記第３レンズ群は、物体側から順に、１枚の負レンズと、１枚の正レンズとからなる請求項１から８のいずれか１項記載の撮像レンズ。
10. 前記後群は、少なくとも１面の非球面を有する請求項１から９のいずれか１項記載の撮像レンズ。
11. １＜｜ｆ２／ｆ｜＜４ （１−１）
    で表される条件式（１−１）を満足する請求項１記載の撮像レンズ。
12. ０．５＜ｆ１／ｆ＜０．９ （２−１）
    で表される条件式（２−１）を満足する請求項２記載の撮像レンズ。
13. １．５５＜ＮｄＧ２＜２ （３−１）
    で表される条件式（３−１）を満足する請求項４記載の撮像レンズ。
14. ３２＜νｄＧ２＜６２ （４−１）
    で表される条件式（４−１）を満足する請求項４記載の撮像レンズ。
15. ｜ｆ２／ｆ３｜＜０．６ （５−１）
    で表される条件式（５−１）を満足する請求項５記載の撮像レンズ。
16. 請求項１から１５のいずれか１項記載の撮像レンズを備えた撮像装置。