JP2020052349A - 撮像レンズ及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】合焦の際の像面湾曲の変動が抑制され、像面への主光線の入射角度が小さく、良好な光学性能を有する小型のリアフォーカスタイプの撮像レンズ、及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レンズ群と正の第２レンズ群Ｇ２とからなる。合焦の際、第１レンズ群は不動であり、第２レンズ群は移動する。第１レンズ群の物体側から１番目及び２番目のレンズは負レンズである。第２レンズ群は、最も物体側に配置される絞りと、２枚の負レンズと、３枚又は４枚の正レンズとからなる。第２レンズ群の最も物体側のレンズは負レンズである。第２レンズ群の最も像側のレンズは正レンズである。予め定められた条件式を満足する。【選択図】図１

Description

本開示は、撮像レンズ、及び撮像装置に関する。

近年、ＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）及びＭＶ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｖｉｓｉｏｎ）の分野において産業用カメラが広く実用化されている。これらのカメラでは合焦機能を有する撮像レンズが多用されている。従来知られている合焦機能を有する撮像レンズとしては例えば、下記特許文献１及び特許文献２に記載されているレンズ系がある。下記特許文献１及び特許文献２には、物体側から順に、第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群とを備えたリアフォーカスタイプのレンズ系が記載されている。

特開２０１３−１９５７４７号公報 特開２０１７−００３８０７号公報

設置条件等に制約があるカメラでは、小型化されていることが好ましく、さらにフロントフォーカスタイプよりも、合焦の際に最も物体側のレンズが不動であるリアフォーカスタイプの撮像レンズが好まれる傾向にある。また、撮像レンズに対して、合焦の際に像面湾曲の変動が少ないこと、及び、像面への主光線の入射角度が小さいことも要望されている。しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載のレンズ系は像面への主光線の入射角度が大きい。

本開示は、上記事情に鑑みなされたものである。本発明の一実施形態が解決しようとする課題は、リアフォーカスタイプのレンズ系において、小型化が図られ、合焦の際の像面湾曲の変動が抑制され、像面への主光線の入射角度が小さく、良好な光学性能を有する撮像レンズ、及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。

上記の課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
本開示の第１の態様に係る撮像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、合焦の際に像面に対して固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群と、合焦の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第２レンズ群とからなり、第１レンズ群は最も物体側から像側へ向かって順に連続して、２枚の負レンズを有し、第２レンズ群は、絞りと、２枚の負レンズと、３枚又は４枚の正レンズとからなり、第２レンズ群の最も物体側に絞りが配置され、第２レンズ群の最も物体側のレンズは負レンズであり、第２レンズ群の最も像側のレンズは正レンズであり、無限遠物体に合焦した状態における第１レンズ群の像側主点を基準とした第２レンズ群の物体側主点までの距離をｄＨ１２、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の物体側主点を基準とした絞りまでの光軸方向の距離をｄＳｔ、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、最も像側の正レンズの焦点距離をｆｐとし、ｄＨ１２及びｄＳｔについて、各々の基準より像側の距離の符号を正、各々の基準より物体側の距離の符号を負とした場合、
−２＜ｄＨ１２／ｆ１＜０．５ （１）
−１＜ｄＳｔ／ｆ２＜−０．６ （２）
０．４＜ｆ２／ｆｐ＜０．８ （３）
で表される条件式（１）、（２）、及び（３）を満足する。

上記態様の撮像レンズにおいて、下記条件式（１−１）、（２−１）、及び（３−１）のうち少なくとも１つを満足することが好ましい。
−１．５＜ｄＨ１２／ｆ１＜０．２ （１−１）
−０．８＜ｄＳｔ／ｆ２＜−０．７ （２−１）
０．４２＜ｆ２／ｆｐ＜０．７２ （３−１）

上記態様の撮像レンズにおいて、無限遠物体に合焦した状態における撮像レンズの焦点距離をｆ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１とした場合、下記条件式（４）を満足することが好ましく、下記条件式（４−１）を満足することがより好ましい。
０＜ｆ／ｆ１＜０．５ （４）
０．２５＜ｆ／ｆ１＜０．４５ （４−１）

上記態様の撮像レンズにおいて、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から第１レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をｄＧ１、第１レンズ群の焦点距離をｆ１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。
０．５＜ｄＧ１／ｆ１＜１．５ （５）
０．５５＜ｄＧ１／ｆ１＜１．３ （５−１）

上記態様の撮像レンズにおいて、第１レンズ群を構成するレンズの枚数を、４枚以上かつ６枚以下にしてもよい。

上記態様の撮像レンズにおいて、第１レンズ群の最も物体側の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎ１１、第１レンズ群の物体側から２番目の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎ１２とした場合、下記条件式（６）を満足することが好ましく、下記条件式（６−１）を満足することがより好ましい。
１．６＜（ｎ１１＋ｎ１２）／２＜２ （６）
１．６５＜（ｎ１１＋ｎ１２）／２＜１．９８ （６−１）

上記態様の撮像レンズにおいて、第２レンズ群の最も物体側の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎ２１とした場合、下記条件式（７）を満足することが好ましく、下記条件式（７−１）を満足することがより好ましい。
１．６＜ｎ２１＜２ （７）
１．６５＜ｎ２１＜１．９６ （７−１）

上記態様の撮像レンズにおいて、第１レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径をｒｆ、第２レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をｒｒとした場合、下記条件式（８）を満足することが好ましく、下記条件式（８−１）を満足することがより好ましい。
−０．５＜（ｒｆ−ｒｒ）／（ｒｆ＋ｒｒ）＜２．５ （８）
−０．４＜（ｒｆ−ｒｒ）／（ｒｆ＋ｒｒ）＜２．２ （８−１）

本開示の第２の態様に係る撮像装置は、上記態様の撮像レンズを備えている。

なお、本明細書の「〜からなり」、「〜からなる」は、挙げられた構成要素以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、並びに、絞り、フィルタ、及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、及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、本明細書の「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。「正の屈折力を有するレンズ」、「正レンズ」、及び「正のレンズ」は同義である。「負の屈折力を有するレンズ」、「負レンズ」、及び「負のレンズ」は同義である。

非球面を含むレンズに関する、屈折力の符号、レンズ面の面形状、及び曲率半径は、特に断りが無い限り、近軸領域で考えることにする。曲率半径の符号については、物体側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、像側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負とする。

条件式で用いている「焦点距離」は、近軸焦点距離である。条件式で用いている値は、無限遠物体に合焦した状態においてｄ線を基準とした場合の値である。本明細書に記載の「ｄ線」、「Ｃ線」、及び「Ｆ線」は輝線であり、ｄ線の波長は５８７．５６ｎｍ（ナノメートル）、Ｃ線の波長は６５６．２７ｎｍ（ナノメートル）、Ｆ線の波長は４８６．１３ｎｍ（ナノメートル）である。

本発明の一実施形態によれば、リアフォーカスタイプのレンズ系において、小型化が図られ、合焦の際の像面湾曲の変動が抑制され、像面への主光線の入射角度が小さく、良好な光学性能を有する撮像レンズ、及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の撮像レンズに対応し、本発明の一実施形態に係る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６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７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。 本発明の実施例５の撮像レンズの各収差図である。 本発明の実施例６の撮像レンズの各収差図である。 本発明の実施例７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概略的な構成図である。

以下、本開示の撮像レンズ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の構成を示す断面図である。図１に示す例は後述の実施例１の撮像レンズに対応している。図１では、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す。また、図１には光束として、軸上光束２及び最大像高の光束３も示している。

なお、図１では、撮像レンズが撮像装置に適用されることを想定して、撮像レンズと像面Ｓｉｍとの間に平行平板状の光学部材ＰＰが配置された例を示している。光学部材ＰＰは、各種フィルタ、及び／又はカバーガラス等を想定した部材である。各種フィルタとは例えば、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、及び特定の波長域をカットするフィルタ等である。光学部材ＰＰは屈折力を有しない部材であり、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、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、合焦の際に像面Ｓｉｍに対して固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、合焦の際に光軸Ｚに沿って移動する正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とからなる。この撮像レンズはリアフォーカスタイプのレンズ系である。リアフォーカスタイプは、合焦の際の像面湾曲の変動を抑制することに有利である。図１に示す例では、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が物体側へ移動する。図１に示す第２レンズ群Ｇ２の下の左方向へ向かう矢印は、上記の合焦の際の第２レンズ群Ｇ２の挙動を示している。

一例として図１に示す撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１が、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ１１〜Ｌ１６の６枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２が、物体側から像側へ向かって順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ２１〜Ｌ２５の５枚のレンズとからなる。ただし、後述の実施例に示すように、各レンズ群を構成するレンズの枚数を図１に示す例と異なる枚数にすることも可能である。また、図１に示す開口絞りＳｔは、形状を示しているのではなく、光軸上の位置を示している。

第１レンズ群Ｇ１は、最も物体側から像側へ向かって順に連続して、２枚の負レンズを有するように構成される。この構成によって、５次以上の歪曲収差を抑制することに有利となる。

第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズの枚数は、４枚以上かつ６枚以下としてもよい。第１レンズ群Ｇ１の構成レンズ枚数を４枚以上にすることによって良好な収差補正が容易になる。第１レンズ群Ｇ１の構成レンズ枚数を６枚以下にすることによって、レンズ系全長及びレンズ径の小型化に有利となる。

例えば、第１レンズ群Ｇ１は、４枚の負レンズと２枚の正レンズとからなるように構成してもよく、３枚の負レンズと３枚の正レンズとからなるように構成してもよく、３枚の負レンズと２枚の正レンズとからなるように構成してもよく、２枚の負レンズと２枚の正レンズとからなるように構成してもよい。

第２レンズ群Ｇ２は、開口絞りＳｔと、２枚の負レンズと、３枚又は４枚の正レンズとからなるように構成される。合焦の際に開口絞りＳｔが移動することによって、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度の低減に有利となる。また、合焦の際に開口絞りＳｔが移動することによって、合焦の際の像面湾曲の変動を抑制することに有利となる。第２レンズ群Ｇ２が含む負レンズを２枚にすることによって、軸上色収差及び倍率色収差を補正することが容易になる。第２レンズ群Ｇ２が含む正レンズを３枚又は４枚にすることによって、光線を徐々に曲げていくことができ、収差の発生を抑制することができる。第２レンズ群Ｇ２が、２枚の負レンズと、３枚又は４枚の正レンズとを含むことによって、合焦の際の像面湾曲の変動を抑制することに有利となる。そして、第２レンズ群Ｇ２が含むレンズ枚数を上記のように設定することによって、レンズ系全長の長大化を抑制することができる。

第２レンズ群Ｇ２の最も物体側には開口絞りＳｔが配置され、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズは負レンズであり、第２レンズ群Ｇ２の最も像側のレンズは正レンズであるように構成される。第２レンズ群Ｇ２内における最も物体側に開口絞りＳｔを配置することによって、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度の低減に有利となる。また、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズを負レンズにすることによって、バックフォーカスを長くすることができ、像面Ｓｉｍに対して射出瞳を遠くに位置させることができるので、結果として像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度の低減に有利となる。第２レンズ群Ｇ２の最も像側のレンズを正レンズにすることによって、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度の低減に有利となる。

第２レンズ群Ｇ２は、正レンズと負レンズとが接合されてなる接合レンズを含むように構成してもよい。このようにした場合は、色収差の補正に有利となる。第２レンズ群Ｇ２の像側から２番目及び３番目のレンズは、互いに異符号の屈折力を有し、互いに接合されているように構成してもよい。このようにした場合は、正レンズと負レンズとからなる接合レンズが比較的像面Ｓｉｍの近くに位置することになるため、倍率色収差の補正に有利となる。さらにこの接合レンズが全体として正の屈折力を有する場合は、良好に倍率色収差を補正しながら、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度を低減させることに有利となる。

次に、条件式に関する構成について説明する。この撮像レンズは、無限遠物体に合焦した状態において第１レンズ群Ｇ１の像側主点を基準としてこの基準から第２レンズ群Ｇ２の物体側主点までの距離をｄＨ１２、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とした場合、下記条件式（１）を満足するように構成される。ただし、ｄＨ１２について、基準より像側の距離の符号を正、基準より物体側の距離の符号を負とする。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、レンズ系全長が長くなりすぎないようにすることができる。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、バックフォーカスを長くすることに有利となる。条件式（１）を満足することによって、レンズ系の大型化を抑制しながら、射出瞳の位置を固定したまま射出瞳の位置から像面Ｓｉｍまでの距離を長くすることに有利となるため、結果として、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度が小さく、小型に構成された撮像レンズの実現が容易となる。なお、下記条件式（１−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
−２＜ｄＨ１２／ｆ１＜０．５ （１）
−１．５＜ｄＨ１２／ｆ１＜０．２ （１−１）

また、この撮像レンズは、第２レンズ群Ｇ２の物体側主点を基準としてこの基準から開口絞りＳｔまでの光軸方向の距離をｄＳｔ、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とした場合、下記条件式（２）を満足するように構成される。ただし、ｄＳｔについて、基準より像側の距離の符号を正、基準より物体側の距離の符号を負とする。条件式（２）のｄＳｔ／ｆ２が−１に近づくほど、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度は０に近い値をとることができるが、像側のレンズの径は大きくなりやすい。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、像側のレンズの大径化を抑制できる。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、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度が大きくなるのを抑制できる。条件式（２）を満足することによって、レンズの大径化を抑制しながら、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度を小さくすることが容易となる。なお、下記条件式（２−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
−１＜ｄＳｔ／ｆ２＜−０．６ （２）
−０．８＜ｄＳｔ／ｆ２＜−０．７ （２−１）

また、この撮像レンズは、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２、最も像側の正レンズの焦点距離をｆｐとした場合、下記条件式（３）を満足するように構成される。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、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度の低減に有利となる。条件式（３）の上限以上とならないようにすることによって、非点収差と５次の球面収差とを抑制することが容易となる。なお、下記条件式（３−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
０．４＜ｆ２／ｆｐ＜０．８ （３）
０．４２＜ｆ２／ｆｐ＜０．７２ （３−１）

この撮像レンズは、上述した構成の第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２とからなり、条件式（１）、（２）、及び（３）を同時に満足することによって、小型化、合焦の際の像面湾曲の変動の抑制、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度の低減、及び良好な光学性能の実現に有利となる。

さらに、この撮像レンズは、無限遠物体に合焦した状態における撮像レンズの焦点距離をｆ、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とした場合、下記条件式（４）を満足することが好ましい。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、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度の低減に有利となる。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、収差の発生を抑制することができる。なお、下記条件式（４−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
０＜ｆ／ｆ１＜０．５ （４）
０．２５＜ｆ／ｆ１＜０．４５ （４−１）

また、この撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面から第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をｄＧ１、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とした場合、下記条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）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による収差補正能力を確保して良好な光学性能を実現することに有利となる。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、開口絞りＳｔより物体側の光学系の光軸方向の長さが長くなりすぎないため、物体側のレンズの大径化を抑制できる。なお、下記条件式（５−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
０．５＜ｄＧ１／ｆ１＜１．５ （５）
０．５５＜ｄＧ１／ｆ１＜１．３ （５−１）

また、この撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎ１１、第１レンズ群Ｇ１の物体側から２番目の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎ１２とした場合、下記条件式（６）を満足することが好ましい。条件式（６）の下限以下とならないようにすることによって、小型化に有利となる。現存する光学材料の屈折率とアッベ数との分布を考慮すると、条件式（６）の上限以上とならないようにすることによって、レンズのアッベ数が小さくなりすぎないように構成することが容易なため倍率色収差の抑制に有利となる。なお、下記条件式（６−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
１．６＜（ｎ１１＋ｎ１２）／２＜２ （６）
１．６５＜（ｎ１１＋ｎ１２）／２＜１．９８ （６−１）

また、この撮像レンズは、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の負レンズのｄ線に対する屈折率をｎ２１とした場合、下記条件式（７）を満足することが好ましい。条件式（７）の下限以下とならないようにすることによって、レンズに屈折率の高い材料を用いることができる。屈折率が低いレンズは、３次の球面収差を抑制するように補正した場合に５次の球面収差の発生量が増加しやすい。条件式（７）の下限以下とならないようにすることによって、３次の球面収差を抑制しながら５次の球面収差を抑制し、さらに像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度を低減することに有利となる。条件式（７）の上限以上とならないようにすることによって、３次の球面収差を抑制することに寄与できる。なお、下記条件式（７−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
１．６＜ｎ２１＜２ （７）
１．６５＜ｎ２１＜１．９６ （７−１）

また、この撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズ面の曲率半径をｒｆ、
第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面の曲率半径をｒｒとした場合、下記条件式（８）を満足することが好ましい。条件式（８）は、開口絞りＳｔを挟んで対向する２つのレンズ面によって形成される空気レンズのシェイプファクターに関する式である。条件式（８）を満足することによって、コマ収差を抑制することができる。なお、下記条件式（８−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
−０．５＜（ｒｆ−ｒｒ）／（ｒｆ＋ｒｒ）＜２．５ （８）
−０．４＜（ｒｆ−ｒｒ）／（ｒｆ＋ｒｒ）＜２．２ （８−１）

上述した好ましい構成及び可能な構成は、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。本開示の技術によれば、リアフォーカスタイプのレンズ系において、小型化が図られ、合焦の際の像面湾曲の変動が抑制され、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度が小さく、良好な光学性能を有する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、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度が小さい撮像レンズとは、像面Ｓｉｍへ入射する最大像高の主光線３ｃと、光軸Ｚに平行な軸とのなす角度が６度以下である撮像レンズを意味する。

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の撮像レンズの構成を示す断面図は図１に示しており、その図示方法と構成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、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とからなる。無限遠物体から最至近物体への合焦の際に、第１レンズ群Ｇ１は像面Ｓｉｍに対して固定されており、第２レンズ群Ｇ２は光軸Ｚに沿って物体側へ移動する。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ１１〜Ｌ１６の６枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ２１〜Ｌ２５の５枚のレンズとからなる。以上が実施例１の撮像レンズの概要である。

実施例１の撮像レンズについて、基本レンズデータを表１に、諸元を表２に、可変面間隔を表３に、非球面係数を表４に示す。表１において、Ｓｎ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、物体側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、像側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負としている。表１には光学部材ＰＰ及び開口絞りＳｔも示しており、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では合焦の際に間隔が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付してＤの欄に記入している。

表２に、撮像レンズの焦点距離ｆ、空気換算距離でのバックフォーカスＢｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、最大全画角２ω、最大像高Ｙ、及び、像面Ｓｉｍへ入射する最大像高Ｙの主光線３ｃの入射角度ＣＲＡの値をｄ線基準で示す。２ω及びＣＲＡの欄の（°）は単位が度であることを意味する。表２に示す値は、無限遠物体に合焦した状態においてｄ線を基準とした場合の値である。

表３では、無限遠物体に合焦した状態における可変面間隔の値を「無限遠」と表記した欄に示し、物体距離が０．１ｍ（メートル）の物体に合焦した状態における可変面間隔の値を「０．１ｍ」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４において、Ｓｎの欄には非球面の面番号を示し、ＫＡ及びＡｍ（ｍ＝３、４、５、…２０）の欄には各非球面についての非球面係数の数値を示す。表４の非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０^±ｎ」を意味する。ＫＡ及びＡｍは下式で表される非球面式における非球面係数である。
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（光軸からレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
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８に、実施例１の撮像レンズの各収差図を示す。図８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、及び倍率色収差を示す。図８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各収差図を示し、「０．１ｍ」と付した下段に物体距離が０．１ｍ（メートル）の物体に合焦した状態の各収差図を示す。球面収差図では、ｄ線、Ｃ線、及びＦ線における収差をそれぞれ実線、長破線、及び短破線で示す。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。正弦条件違反量の図及び歪曲収差図ではｄ線における収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、及びＦ線における収差をそれぞれ長破線、及び短破線で示す。球面収差図及び正弦条件違反量の図の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に関する各データの記号、意味、記載方法、及び図示方法は、特に断りが無い限り以下の実施例にお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を示す断面図を図２に示す。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。実施例２の撮像レンズについて、基本レンズデータを表５に、諸元を表６に、可変面間隔を表７に、各収差図を図９に示す。図９では、上段に無限遠物体に合焦した状態の各収差図を示し、下段に物体距離が０．１ｍ（メートル）の物体に合焦した状態の各収差図を示す。

［実施例３］
実施例３の撮像レンズの構成を示す断面図を図３に示す。実施例３の撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１が物体側から像側へ向かって順にレンズＬ１１〜Ｌ１５の５枚のレンズからなる点以外は、実施例１の撮像レンズの概要と同様の構成を有する。実施例３の撮像レンズについて、基本レンズデータを表８に、諸元を表９に、可変面間隔を表１０に、各収差図を図１０に示す。図１０では、上段に無限遠物体に合焦した状態の各収差図を示し、下段に物体距離が０．１ｍ（メートル）の物体に合焦した状態の各収差図を示す。

［実施例４］
実施例４の撮像レンズの構成を示す断面図を図４に示す。実施例４の撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１が物体側から像側へ向かって順にレンズＬ１１〜Ｌ１４の４枚のレンズからなる点、及び第２レンズ群Ｇ２が物体側から像側へ向かって順に開口絞りＳｔとレンズＬ２１〜Ｌ２６の６枚のレンズとからなる点以外は、実施例１の撮像レンズの概要と同様の構成を有する。実施例４の撮像レンズについて、基本レンズデータを表１１に、諸元を表１２に、可変面間隔を表１３に、各収差図を図１１に示す。図１１では、上段に無限遠物体に合焦した状態の各収差図を示し、下段に物体距離が０．１ｍ（メートル）の物体に合焦した状態の各収差図を示す。

［実施例５］
実施例５の撮像レンズの構成を示す断面図を図５に示す。実施例５の撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１が物体側から像側へ向かって順にレンズＬ１１〜Ｌ１４の４枚のレンズからなる点、及び第２レンズ群Ｇ２が物体側から像側へ向かって順に開口絞りＳｔとレンズＬ２１〜Ｌ２６の６枚のレンズとからなる点以外は、実施例１の撮像レンズの概要と同様の構成を有する。実施例５の撮像レンズについて、基本レンズデータを表１４に、諸元を表１５に、可変面間隔を表１６に、各収差図を図１２に示す。図１２では、上段に無限遠物体に合焦した状態の各収差図を示し、下段に物体距離が０．１ｍ（メートル）の物体に合焦した状態の各収差図を示す。

［実施例６］
実施例６の撮像レンズの構成を示す断面図を図６に示す。実施例６の撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１が物体側から像側へ向かって順にレンズＬ１１〜Ｌ１５の５枚のレンズからなる点、及び第２レンズ群Ｇ２が物体側から像側へ向かって順に開口絞りＳｔとレンズＬ２１〜Ｌ２６の６枚のレンズとからなる点以外は、実施例１の撮像レンズの概要と同様の構成を有する。実施例６の撮像レンズについて、基本レンズデータを表１７に、諸元を表１８に、可変面間隔を表１９に、各収差図を図１３に示す。図１３では、上段に無限遠物体に合焦した状態の各収差図を示し、下段に物体距離が０．１ｍ（メートル）の物体に合焦した状態の各収差図を示す。

［実施例７］
実施例７の撮像レンズの構成を示す断面図を図７に示す。実施例７の撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１が物体側から像側へ向かって順にレンズＬ１１〜Ｌ１５の５枚のレンズからなる点、及び第２レンズ群Ｇ２が物体側から像側へ向かって順に開口絞りＳｔとレンズＬ２１〜Ｌ２６の６枚のレンズとからなる点以外は、実施例１の撮像レンズの概要と同様の構成を有する。実施例７の撮像レンズについて、基本レンズデータを表２０に、諸元を表２１に、可変面間隔を表２２に、各収差図を図１４に示す。図１４では、上段に無限遠物体に合焦した状態の各収差図を示し、下段に物体距離が０．１ｍ（メートル）の物体に合焦した状態の各収差図を示す。

表２３に実施例１〜７の撮像レンズの条件式（１）〜（８）の対応値を示す。実施例１〜７はｄ線を基準波長としている。表２３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１〜７の撮像レンズは、リアフォーカスタイプのレンズ系であって、小型化が図られ、合焦の際の像面湾曲の変動が抑制され、像面Ｓｉｍへの最大像高の主光線の入射角度が６度以下であり小さく、諸収差が良好に補正されて高い光学性能を実現している。

次に、本開示の撮像装置の実施形態について説明する。図１５に、本発明の一実施形態に係る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。撮像装置１０としては、例えば、ＦＡ用カメラ、ＭＶ用カメラ、又は監視用カメラ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４と、撮像素子５と、撮像素子５からの出力信号を演算処理する信号処理部６と、撮像レンズ１の合焦を行うためのフォーカス制御部７とを備える。図１５では撮像レンズ１が有する第１レンズ群Ｇ１、及び第２レンズ群Ｇ２を概念的に図示している。撮像素子５は、撮像レンズ１により形成された被写体の像を撮像して電気信号に変換するものであり、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等を用いることができる。撮像素子５は、その撮像面が撮像レンズ１の像面Ｓｉｍに一致するように配置される。

以上、実施形態及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及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、及び非球面係数等は、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。

また、本発明の実施形態に係る撮像装置についても、上記例に限定されず、例えば、デジタルカメラ、及び車載用カメラとする等、種々の態様とすることができる。

１ 撮像レンズ
２ 軸上光束
３ 最大像高の光束
３ｃ 最大像高の主光線
４ フィルタ
５ 撮像素子
６ 信号処理部
７ 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
Ｌ１１〜Ｌ１６、Ｌ２１〜Ｌ２６ レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (16)

1. 物体側から像側へ向かって順に、合焦の際に像面に対して固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群と、合焦の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第２レンズ群とからなり、
   前記第１レンズ群は最も物体側から像側へ向かって順に連続して、２枚の負レンズを有し、
   前記第２レンズ群は、絞りと、２枚の負レンズと、３枚又は４枚の正レンズとからなり、
   前記第２レンズ群の最も物体側に前記絞りが配置され、
   前記第２レンズ群の最も物体側のレンズは負レンズであり、前記第２レンズ群の最も像側のレンズは正レンズであり、
   無限遠物体に合焦した状態における前記第１レンズ群の像側主点を基準とした前記第２レンズ群の物体側主点までの距離をｄＨ１２、
   前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、
   前記第２レンズ群の前記物体側主点を基準とした前記絞りまでの光軸方向の距離をｄＳｔ、
   前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、
   最も像側の前記正レンズの焦点距離をｆｐとし、
   ｄＨ１２及びｄＳｔについて、各々の前記基準より像側の距離の符号を正、各々の前記基準より物体側の距離の符号を負とした場合、
   −２＜ｄＨ１２／ｆ１＜０．５ （１）
   −１＜ｄＳｔ／ｆ２＜−０．６ （２）
   ０．４＜ｆ２／ｆｐ＜０．８ （３）
   で表される条件式（１）、（２）、及び（３）を満足する撮像レンズ。
2. 無限遠物体に合焦した状態における前記撮像レンズの焦点距離をｆとした場合、
   ０＜ｆ／ｆ１＜０．５ （４）
   で表される条件式（４）を満足する請求項１に記載の撮像レンズ。
3. 前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をｄＧ１とした場合、
   ０．５＜ｄＧ１／ｆ１＜１．５ （５）
   で表される条件式（５）を満足する請求項１又は２に記載の撮像レンズ。
4. 前記第１レンズ群を構成するレンズの枚数は、４枚以上かつ６枚以下である請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
5. 前記第１レンズ群の最も物体側の前記負レンズのｄ線に対する屈折率をｎ１１、
   前記第１レンズ群の物体側から２番目の前記負レンズのｄ線に対する屈折率をｎ１２とした場合、
   １．６＜（ｎ１１＋ｎ１２）／２＜２ （６）
   で表される条件式（６）を満足する請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
6. 前記第２レンズ群の最も物体側の前記負レンズのｄ線に対する屈折率をｎ２１とした場合、
   １．６＜ｎ２１＜２ （７）
   で表される条件式（７）を満足する請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
7. 前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径をｒｆ、
   前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をｒｒとした場合、
   −０．５＜（ｒｆ−ｒｒ）／（ｒｆ＋ｒｒ）＜２．５ （８）
   で表される条件式（８）を満足する請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
8. −１．５＜ｄＨ１２／ｆ１＜０．２ （１−１）
   で表される条件式（１−１）を満足する請求項１に記載の撮像レンズ。
9. −０．８＜ｄＳｔ／ｆ２＜−０．７ （２−１）
   で表される条件式（２−１）を満足する請求項１に記載の撮像レンズ。
10. ０．４２＜ｆ２／ｆｐ＜０．７２ （３−１）
    で表される条件式（３−１）を満足する請求項１に記載の撮像レンズ。
11. ０．２５＜ｆ／ｆ１＜０．４５ （４−１）
    で表される条件式（４−１）を満足する請求項２に記載の撮像レンズ。
12. ０．５５＜ｄＧ１／ｆ１＜１．３ （５−１）
    で表される条件式（５−１）を満足する請求項３に記載の撮像レンズ。
13. １．６５＜（ｎ１１＋ｎ１２）／２＜１．９８ （６−１）
    で表される条件式（６−１）を満足する請求項５に記載の撮像レンズ。
14. １．６５＜ｎ２１＜１．９６ （７−１）
    で表される条件式（７−１）を満足する請求項６に記載の撮像レンズ。
15. −０．４＜（ｒｆ−ｒｒ）／（ｒｆ＋ｒｒ）＜２．２ （８−１）
    で表される条件式（８−１）を満足する請求項７に記載の撮像レンズ。
16. 請求項１から１５のいずれか１項に記載の撮像レンズを備えた撮像装置。