JP2021148887A - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型に構成され、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。【解決手段】撮像レンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とからなる。合焦の際に、第２レンズ群のみが移動する。第２レンズ群は少なくとも４枚のレンズを含む。撮像レンズは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、および撮像装置に関する。

従来、デジタルカメラ等に用いられる撮像レンズとして、下記特許文献１、下記特許文献２、および下記特許文献３に記載のレンズ系が知られている。

特許０６５４６７５２号明細書 特開２０１９−０９０９１９号公報 特開２０１９−１５２７７３号公報

近年、小型に構成され、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が要望されている。

本開示は、上記事情を鑑みてなされたものであり、小型に構成され、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。

本開示の第１の撮像レンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とからなり、無限遠物体から最至近物体への合焦の際に、第２レンズ群のみが移動し、第２レンズ群は、少なくとも４枚のレンズと、絞りとを含み、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から第３レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と空気換算距離での全系のバックフォーカスとの和をＴＬ、最大像高をＹ、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとした場合、
４＜ＴＬ^２／（Ｙ×ｆ）＜７．５ （１）
で表される条件式（１）を満足する。

本開示の第２の撮像レンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とからなり、無限遠物体から最至近物体への合焦の際に、第２レンズ群のみが移動し、第２レンズ群は、少なくとも４枚のレンズを含み、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Ｇ１ＴＬ、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から第３レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＧｓｕｍとした場合、
０．０４＜Ｇ１ＴＬ／Ｇｓｕｍ＜０．１４ （２）
で表される条件式（２）を満足する。
以下では本開示の第１および第２の撮像レンズをまとめて本開示の撮像レンズという。

第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとを含むことが好ましい。

第３レンズ群は、少なくとも３枚のレンズを含むことが好ましい。

第３レンズ群の最も像側のレンズの物体側の面は凹面であることが好ましい。また、第３レンズ群の最も像側のレンズは、物体側の面が凹面の負レンズであることが好ましい。

第２レンズ群の最も物体側のレンズは正レンズであることが好ましい。第２レンズ群の最も物体側のレンズが正レンズである場合に、第２レンズ群の最も物体側の正レンズのｄ線に対する屈折率をＮ２とした場合、本開示の撮像レンズは、
１．６＜Ｎ２＜２．２ （３）
で表される条件式（３）を満足することが好ましい。

第２レンズ群は、絞りと、絞りの物体側に配置された少なくとも１枚のレンズとを含み、絞りの物体側に隣接するレンズの像側の面は凹面であることが好ましい。

第２レンズ群は、絞りと、絞りの像側に配置された少なくとも１枚のレンズとを含み、絞りの像側に隣接するレンズの物体側の面の曲率半径をＲｃ、絞りより像側の第２レンズ群内の全てのレンズの合成焦点距離をｆ２２とした場合、本開示の撮像レンズは、
−０．７＜Ｒｃ／ｆ２２＜−０．１ （４）
で表される条件式（４）を満足することが好ましい。

無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１とした場合、本開示の撮像レンズは、
０．０２＜ｆ／ｆ１＜０．３ （５）
で表される条件式（５）を満足することが好ましい。

第２レンズ群は、絞りと、絞りの物体側に配置された少なくとも１枚のレンズとを含み、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆ、絞りより物体側の第２レンズ群内の全てのレンズの合成焦点距離をｆ２１とした場合、本開示の撮像レンズは、
０．２＜ｆ／ｆ２１＜１ （６）
で表される条件式（６）を満足することが好ましい。

第２レンズ群は、絞りと、絞りの像側に配置された少なくとも１枚のレンズとを含み、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆ、絞りより像側の第２レンズ群内の全てのレンズの合成焦点距離をｆ２２とした場合、本開示の撮像レンズは、
０．４＜ｆ／ｆ２２＜１．５ （７）
で表される条件式（７）を満足することが好ましい。

無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆ、第３レンズ群の焦点距離をｆ３とした場合、本開示の撮像レンズは、
０＜｜ｆ／ｆ３｜＜０．３ （８）
で表される条件式（８）を満足することが好ましい。

第２レンズ群は少なくとも１枚の正レンズを含み、第２レンズ群の正レンズのｄ線基準のアッベ数をν２ｐとした場合、本開示の撮像レンズは、
７０＜ν２ｐ （９）
で表される条件式（９）を満足する正レンズを少なくとも１枚含むことが好ましい。

第２レンズ群は、１枚の正レンズと１枚の負レンズとからなる接合レンズを少なくとも２組含み、第２レンズ群の少なくとも２組の上記接合レンズの正レンズが条件式（９）を満足することが好ましい。

第２レンズ群の上記接合レンズの互いに接合された正レンズおよび負レンズそれぞれのｄ線基準のアッベ数をνｐおよびνｎとし、νｐからνｎを引いた差の最大値をｍａｘ（νｐ−νｎ）とした場合、本開示の撮像レンズは、
３０＜ｍａｘ（νｐ−νｎ）＜７５ （１０）
で表される条件式（１０）を満足することが好ましい。

第２レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面は凸面であることが好ましい。

空気換算距離での全系のバックフォーカスをＢｆ、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとした場合、本開示の撮像レンズは、
０．１＜Ｂｆ／ｆ＜０．５ （１１）
で表される条件式（１１）を満足することが好ましい。

本開示の撮像装置は、本開示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、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。「正の屈折力を有するレンズ」、「正レンズ」、および「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」、および「負のレンズ」は同義である。「〜レンズ群」は、複数のレンズからなる構成に限らず、１枚のみのレンズからなる構成としてもよい。「全系」は撮像レンズを意味する。「バックフォーカス」は全系の最も像側のレンズ面から全系の像側焦点位置までの光軸上の距離である。

「単レンズ」は接合されていない１枚のレンズを意味する。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。非球面を含むレンズに関する、屈折力の符号、面形状、および曲率半径は、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」、および「ｇ線」は輝線である。本明細書においては、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）、ｇ線の波長は４３５．８４ｎｍ（ナノメートル）として扱う。

本開示によれば、小型に構成され、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。

一実施形態に係る撮像レンズの構成と光束を示す断面図である。 実施例１の撮像レンズの構成を示す断面図である。 実施例１の撮像レンズの各収差図である。 実施例２の撮像レンズの構成を示す断面図である。 実施例２の撮像レンズの各収差図である。 実施例３の撮像レンズの構成を示す断面図である。 実施例３の撮像レンズの各収差図である。 実施例４の撮像レンズの構成を示す断面図である。 実施例４の撮像レンズの各収差図である。 本開示の一実施形態に係る撮像装置の正面側の斜視図である。 本開示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、本開示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に、本開示の一実施形態に係る撮像レンズの光軸Ｚを含む断面における構成と光束を示す。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。図１には光束として、軸上光束２および最大像高の光束３も示している。

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、および／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、およ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。

撮像レンズは、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ順に、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、第３レンズ群Ｇ３とからなる。この撮像レンズは、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のみが移動し、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は像面Ｓｉｍに対して固定されている、インナーフォーカス方式のレンズ系である。以下では合焦の際に移動するレンズ群をフォーカス群という。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、第２レンズ群Ｇ２がフォーカス群であり、無限遠物体から最至近物体へ合焦する際に物体側へ移動することを意味する。合焦の際に、第２レンズ群Ｇ２のみが移動し、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は不動とすることによって、フォーカス群の小型化および軽量化を図ることができる上に、防塵防滴構造に好適なレンズ構成とすることができる。

第１レンズ群Ｇ１は全体として正の屈折力を有する。最も物体側のレンズ群を正の屈折力を有するレンズ群とすることによって、光学全長の短縮化に有利となる。

第１レンズ群Ｇ１は、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとを含むことが好ましい。このようにした場合は、色収差の補正に有利となる。

一例として、図１の第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、正のレンズＬ１１、および負のレンズＬ１２の２枚のレンズからなる。図１のレンズＬ１１およびレンズＬ１２は単レンズである。

第２レンズ群Ｇ２は全体として正の屈折力を有する。また、第２レンズ群Ｇ２は、少なくとも４枚のレンズを含む。第２レンズ群Ｇ２が４枚以上のレンズを含むことによって、無限遠物体から最至近物体への合焦の際に諸収差の変動の抑制に有利となる。

第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズは正レンズであることが好ましい。このようにした場合は、この正レンズより像側の光束径を小さくしてレンズを小径化することが容易となるため、フォーカス群の小型化および軽量化に有利となる。

第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズの物体側の面は凸面であることが好ましい。このようにした場合は、球面収差の発生を好適に抑制することに有利となり、また、非点収差および像面湾曲を好適に補正することに有利となる。

第２レンズ群Ｇ２は、開口絞りＳｔを含むことが好ましい。開口絞りＳｔを第２レンズ群Ｇ２に配置することによって、開口絞りＳｔに対する光学系の対称性が良くなり、諸収差を好適に補正することが容易となる。また、無限遠物体から最至近物体への合焦の際に、開口絞りＳｔを含めて移動することによって、諸収差の変動の抑制に有利となる。より好ましくは、第２レンズ群Ｇ２が、物体側から像側へ順に、少なくとも１枚のレンズと、開口絞りＳｔと、少なくとも１枚のレンズとを含むことである。このようにした場合は、開口絞りＳｔに対する光学系の対称性がより良くなり、諸収差を好適に補正することがより容易となる。

第２レンズ群Ｇ２が開口絞りＳｔを含む場合、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳｔの物体側に配置された少なくとも１枚のレンズを含み、開口絞りＳｔの物体側に隣接するレンズの像側の面は凹面であることが好ましい。このようにした場合は、球面収差の発生を好適に抑制することに有利となり、また、非点収差および像面湾曲を好適に補正することに有利となる。

第２レンズ群Ｇ２は、１枚の正レンズと１枚の負レンズとからなる接合レンズを少なくとも２組含むことが好ましい。このようにした場合は、色収差の補正に有利となる。

一例として、図１の第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、正のレンズＬ２１、正のレンズＬ２２、負のレンズＬ２３、開口絞りＳｔ、正のレンズＬ２４、負のレンズＬ２５、および正のレンズＬ２６からなる。図１の第２レンズ群Ｇ２は、開口絞りＳｔの物体側および像側にそれぞれ３枚のレンズを含む。レンズＬ２２とレンズＬ２３とは互いに接合され、レンズＬ２４とレンズＬ２５とは互いに接合されている。なお、図１の開口絞りＳｔは大きさおよび形状を示しているのではなく光軸方向の位置を示している。

第３レンズ群Ｇ３は、全体として正の屈折力を有していてもよく、全体として負の屈折力を有していてもよい。第３レンズ群Ｇ３は、少なくとも３枚のレンズを含むことが好ましい。このようにした場合は、無限遠物体から最至近物体への合焦の際に諸収差の変動の抑制に有利となる。

第３レンズ群Ｇ３の最も像側のレンズの物体側の面は凹面であることが好ましい。このようにした場合は、非点収差の補正に有利となる。

第３レンズ群Ｇ３の最も像側のレンズは、物体側に凹面を向けた負レンズであることが好ましい。このようにした場合は、ペッツバール和の改善、光学全長の短縮化、および歪曲収差の補正に有利となる。

一例として、図１の第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ順に、正のレンズＬ３１、負のレンズＬ３２、負のレンズＬ３３、および負のレンズＬ３４の４枚のレンズからなり、レンズＬ３１とレンズＬ３２とは互いに接合されている。

次に、条件式に関する好ましい構成について述べる。ただし、撮像レンズが満足することが好ましい条件式は、式の形式で記載された条件式に限定されず、好ましい、およびより好ましいとされた条件式の中から下限と上限とを任意に組み合わせて得られる全ての条件式を含む。

第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面から第３レンズ群Ｇ３の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と空気換算距離での全系のバックフォーカスとの和をＴＬ、最大像高をＹ、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとした場合、撮像レンズは下記条件式（１）を満足することが好ましい。ＴＬは光学全長である。条件式（１）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、良好な光学性能の確保に有利となり、また、フォーカス群の可動領域の確保が容易となるため合焦の際の収差変動の抑制に有利となる。条件式（１）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、レンズ系の小型化に有利となる。特に、イメージサイズに対して光学全長が短いレンズ系を構成することに有利となる。撮像レンズは、より良好な特性を得るためには、下記条件式（１−１）および（１−２）の少なくとも一方を満足することがより好ましい。
４＜ＴＬ^２／（Ｙ×ｆ）＜７．５ （１）
４．５＜ＴＬ^２／（Ｙ×ｆ）＜７．２ （１−１）
４．５＜ＴＬ^２／（Ｙ×ｆ）＜６ （１−２）

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Ｇ１ＴＬ、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面から第３レンズ群Ｇ３の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＧｓｕｍとした場合、撮像レンズは下記条件式（２）を満足することが好ましい。条件式（２）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、良好な収差補正に要する枚数のレンズを配置することが容易になる。条件式（２）の対応値が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のレンズの大径化を抑制することができ、また、フォーカス群の可動領域の確保が容易となるため合焦の際の収差変動の抑制に有利となる。撮像レンズは、より良好な特性を得るためには、下記条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
０．０４＜Ｇ１ＴＬ／Ｇｓｕｍ＜０．１４ （２）
０．０５＜Ｇ１ＴＬ／Ｇｓｕｍ＜０．１２ （２−１）

第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズが正レンズである構成において、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の正レンズのｄ線に対する屈折率をＮ２とした場合、撮像レンズは下記条件式（３）を満足することが好ましい。条件式（３）の対応値が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の最も物体側の正レンズより像側の光束径を小さくしてレンズを小径化することが容易となるため、フォーカス群の小型化および軽量化に有利となる。条件式（３）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、合焦の際の諸収差の変動の抑制に有利となる。撮像レンズは、より良好な特性を得るためには、下記条件式（３−１）を満足することがより好ましい。
１．６＜Ｎ２＜２．２ （３）
１．７＜Ｎ２＜２．１ （３−１）

第２レンズ群Ｇ２が、開口絞りＳｔと、開口絞りＳｔの像側に配置された少なくとも１枚のレンズとを含む構成において、開口絞りＳｔの像側に隣接するレンズの物体側の面の曲率半径をＲｃ、開口絞りＳｔより像側の第２レンズ群内の全てのレンズの合成焦点距離をｆ２２とした場合、撮像レンズは下記条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、球面収差の補正が過剰になるのを抑制することに有利となる。条件式（４）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、球面収差の補正が不足するのを抑制することに有利となる。撮像レンズは、より良好な特性を得るためには、下記条件式（４−１）を満足することがより好ましい。
−０．７＜Ｒｃ／ｆ２２＜−０．１ （４）
−０．６＜Ｒｃ／ｆ２２＜−０．２ （４−１）

無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆ、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とした場合、撮像レンズは下記条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）の対応値が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の正の屈折力を確保することができるため光学全長の短縮化に有利となる。条件式（５）の対応値が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における色収差の発生の抑制に有利となり、また、合焦の際の球面収差の変動の抑制に有利となる。撮像レンズは、より良好な特性を得るためには、下記条件式（５−１）を満足することがより好ましい。
０．０２＜ｆ／ｆ１＜０．３ （５）
０．０３＜ｆ／ｆ１＜０．２５ （５−１）

第２レンズ群Ｇ２が、開口絞りＳｔと、開口絞りＳｔの物体側に配置された少なくとも１枚のレンズとを含む構成において、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆ、開口絞りＳｔより物体側の第２レンズ群内の全てのレンズの合成焦点距離をｆ２１とした場合、撮像レンズは下記条件式（６）を満足することが好ましい。条件式（６）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、開口絞りＳｔより物体側の第２レンズ群内の全てのレンズからなる物体側サブレンズ群の正の屈折力を確保することができるため、光学全長の短縮化に有利となる。条件式（６）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、上記物体側サブレンズ群の正の屈折力が強くなり過ぎないため、球面収差および非点収差の抑制に有利となる。撮像レンズは、より良好な特性を得るためには、下記条件式（６−１）を満足することがより好ましい。
０．２＜ｆ／ｆ２１＜１ （６）
０．３＜ｆ／ｆ２１＜０．７ （６−１）

第２レンズ群Ｇ２が、開口絞りＳｔと、開口絞りＳｔの像側に配置された少なくとも１枚のレンズとを含む構成において、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆ、開口絞りＳｔより像側の第２レンズ群内の全てのレンズの合成焦点距離をｆ２２とした場合、撮像レンズは下記条件式（７）を満足することが好ましい。条件式（７）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、開口絞りＳｔより像側の第２レンズ群内の全てのレンズからなる像側サブレンズ群の正の屈折力を確保することができるため、光学全長の短縮化に有利となる。条件式（７）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、上記像側サブレンズ群の正の屈折力が強くなり過ぎないため、球面収差および非点収差の抑制に有利となる。撮像レンズは、より良好な特性を得るためには、下記条件式（７−１）を満足することがより好ましい。
０．４＜ｆ／ｆ２２＜１．５ （７）
０．５＜ｆ／ｆ２２＜１．２ （７−１）

無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆ、第３レンズ群の焦点距離をｆ３とした場合、撮像レンズは下記条件式（８）を満足することが好ましい。｜ｆ／ｆ３｜は絶対値であるからその下限は０となる。撮像レンズが条件式（８）を満足することによって、ペッツバール和を抑えることに有利となるため、像面湾曲の増大を抑制することに有利となる。また、無限遠物体から最至近物体への合焦の際に諸収差の変動の抑制に有利となる。撮像レンズは、より良好な特性を得るためには、下記条件式（８−１）を満足することがより好ましい。
０＜｜ｆ／ｆ３｜＜０．３ （８）
０＜｜ｆ／ｆ３｜＜０．２ （８−１）

第２レンズ群Ｇ２が少なくとも１枚の正レンズを含む構成において、第２レンズ群Ｇ２の正レンズのｄ線基準のアッベ数をν２ｐとした場合、下記条件式（９）を満足する正レンズを第２レンズ群Ｇ２は少なくとも１枚含むことが好ましい。このようにした場合は、色収差の補正に有利となる。より良好な特性を得るためには、第２レンズ群Ｇ２は下記条件式（９−１）を満足する正レンズを少なくとも１枚含むことがより好ましい。条件式（９−１）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、色収差の補正が過剰になるのを抑制することが容易となる。
７０＜ν２ｐ （９）
８０＜ν２ｐ＜１００ （９−１）

第２レンズ群Ｇ２が１枚の正レンズと１枚の負レンズとからなる接合レンズを少なくとも２組含む構成において、第２レンズ群Ｇ２の少なくとも２組の接合レンズの正レンズが条件式（９）を満足することが好ましい。すなわち、第２レンズ群Ｇ２に含まれる複数の上記接合レンズの正レンズのうち、少なくとも２枚の正レンズが条件式（９）を満足することが好ましい。負レンズと接合されている少なくとも２枚の正レンズが条件式（９）を満足することによって、色収差の補正により有利となる。さらに好ましくは、第２レンズ群Ｇ２が、開口絞りＳｔの物体側および像側の両方に、条件式（９）を満足する上記接合レンズの正レンズを含むことである。より良好な特性を得るためには、第２レンズ群Ｇ２の少なくとも２組の接合レンズの正レンズは条件式（９−１）を満足することがより好ましい。

第２レンズ群Ｇ２が１枚の正レンズと１枚の負レンズとからなる接合レンズを少なくとも２組含む構成において、第２レンズ群Ｇ２の上記接合レンズの互いに接合された正レンズおよび負レンズそれぞれのｄ線基準のアッベ数をνｐおよびνｎとし、νｐからνｎを引いた差の最大値をｍａｘ（νｐ−νｎ）とした場合、撮像レンズは下記条件式（１０）を満足することが好ましい。条件式（１０）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、色収差を好適に補正することに有利となる。条件式（１０）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、色収差の補正が過剰になるのを抑制することが容易となる。撮像レンズは、より良好な特性を得るためには、下記条件式（１０−１）を満足することがより好ましい。
３０＜ｍａｘ（νｐ−νｎ）＜７５ （１０）
３５＜ｍａｘ（νｐ−νｎ）＜６５ （１０−１）

空気換算距離での全系のバックフォーカスをＢｆ、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとした場合、撮像レンズは下記条件式（１１）を満足することが好ましい。条件式（１１）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、適切な長さのバックフォーカスの確保に有利となる。特に、撮像レンズが交換レンズとして適用される場合のバックフォーカスの確保に有利となる。条件式（１１）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、光学全長の短縮化に有利となる。撮像レンズは、より良好な特性を得るためには、下記条件式（１１−１）を満足することがより好ましい。
０．１＜Ｂｆ／ｆ＜０．５ （１１）
０．１５＜Ｂｆ／ｆ＜０．４５ （１１−１）

以下に、上述した構成および条件式を考慮した２つの好ましい態様について記す。第１の態様は、物体側から像側へ順に、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、第３レンズ群とからなり、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Ｇ２のみが移動し、第２レンズ群Ｇ２は少なくとも４枚のレンズと開口絞りＳｔとを含み、条件式（１）を満足する撮像レンズである。第１の態様によれば、良好な光学性能を有し、小型に構成され、合焦の際の諸収差の変動が抑えられた撮像レンズを実現することが容易となる。

第２の態様は、物体側から像側へ順に、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、第３レンズ群とからなり、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Ｇ２のみが移動し、第２レンズ群Ｇ２は少なくとも４枚のレンズを含み、条件式（２）を満足する撮像レンズである。第２の態様によれば、良好な光学性能を有し、小型に構成され、合焦の際の諸収差の変動が抑えられた撮像レンズを実現することが容易となる。

なお、図１に示した例は一例であり、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。例えば、各レンズ群を構成するレンズの枚数は図１の例と異なる数としてもよい。

各レンズ群は、例えば、以下の構成を採ることができる。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凹レンズとからなるように構成することができる。あるいは、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなるように構成することができる。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとが物体側から順に接合された接合レンズと、開口絞りＳｔと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとが物体側から順に接合された接合レンズと、像側に凸面を向けた正レンズとからなるように構成することができる。あるいは、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、両凸レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとが物体側から順に接合された接合レンズと、開口絞りＳｔと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとが物体側から順に接合された接合レンズと、２枚の両凸レンズとからなるように構成することができる。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ順に、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとが物体側から順に接合された接合レンズと、２枚の物体側に凹面を向けた負レンズとからなるように構成することができる。あるいは、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ順に、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとが物体側から順に接合された接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなるように構成することができる。

条件式に関する構成も含め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、本開示の撮像レンズの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を図２に示す。図２には無限遠物体に合焦した状態を示す。図２は光束が示されていない点が図１と異なるが、その他の点の図示方法は基本的に図１と同様である。

実施例１の撮像レンズは、物体側から像側へ順に、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、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、物体側から像側へ順に、レンズＬ１１〜レンズＬ１２の２枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２１〜レンズＬ２３の３枚のレンズと、開口絞りＳｔと、レンズＬ２４〜レンズＬ２６の３枚のレンズとからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ順に、レンズＬ３１〜レンズＬ３４の４枚のレンズからなる。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のみが物体側へ移動し、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は像面Ｓｉｍに対して固定されている。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。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には開口絞りＳｔおよび光学部材ＰＰも示している。開口絞りＳｔに対応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、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、および光学全長ＴＬの各値を示す。光学全長は、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面から第３レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、空気換算距離でのバックフォーカスとの和である。２ω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に、可変面間隔の値を示す。表３では、物体距離が、無限遠物体および７００ｍｍ（ミリメートル）の場合の各値をそれぞれ、「無限遠」および「７００ｍｍ」と表記した欄に示す。ここでいう物体距離は、物体から像面Ｓｉｍまでの光軸上の距離である。

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４において、Ｓｎの欄には非球面の面番号を示し、ＫＡおよびＡｍの欄には各非球面についての非球面係数の数値を示す。なお、ｍは３以上の整数であり、面により異なり、例えば実施例１の非球面ではｍ＝３、４、５、・・・、２０である。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および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Ｚに垂直な平面 に下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸Ｚ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予め定められた桁でまるめた数値を記載している。

図３に、実施例１の撮像レンズの各収差図を示す。図３では左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示す。図３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、「７００ｍｍ」と付した下段に物体距離が７００ｍｍ（ミリメートル）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、およびｇ線における収差をそれぞれ実線、長破線、および短破線で示す。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。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、およびｇ線における収差をそれぞれ長破線、および短破線で示す。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。図３では各図の縦軸上端に対応するＦＮｏ．とωの値も示している。

上記の実施例１に関する各データの記号、意味、記載方法、および図示方法は、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４に示す。実施例２の撮像レンズは、第３レンズ群Ｇ３が物体側から像側へ順にレンズＬ３１〜レンズＬ３３の３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、非球面係数を表８に、各収差図を図５に示す。図５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７００ｍｍ（ミリメートル）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６に示す。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。実施例３の撮像レンズについて、基本レンズデータを表９に、諸元を表１０に、可変面間隔を表１１に、非球面係数を表１２Ａおよび表１２Ｂに、各収差図を図７に示す。図７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７００ｍｍ（ミリメートル）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８に示す。実施例４の撮像レンズでは、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２１〜レンズＬ２３の３枚のレンズと、開口絞りＳｔと、レンズＬ２４〜レンズＬ２７の４枚のレンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ順に、レンズＬ３１〜レンズＬ３３の３枚のレンズからなる。実施例４の撮像レンズは、上記点以外は実施例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１３に、諸元を表１４に、可変面間隔を表１５に、非球面係数を表１６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７００ｍｍ（ミリメートル）の物体に合焦した状態の各収差図を示す。

表１７に実施例１〜４の撮像レンズの条件式（１）〜（１１）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１７にはｄ線基準での値を示す。

実施例１〜４の撮像レンズは、インナーフォーカス方式であり、イメージサイズに対して光学全長が短く、小型に構成されている。また、実施例１〜４の撮像レンズは、諸収差が良好に補正されて、高解像を達成しており、高い光学性能を有している。

次に、本開示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に本開示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、いわゆるミラーレスタイプのデジタルカメラであり、交換レンズ２０を取り外し自在に装着可能である。交換レンズ２０は、鏡筒内に収納された本開示の一実施形態に係る撮像レンズ１を含んで構成されている。

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、および電源ボタン３３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、操作部３５、および表示部３６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可能である。

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）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）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。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又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開示の技術を説明したが、本開示の技術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、および非球面係数等は、上記各実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

また、本開示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、ミラーレスタイプ以外のカメラ、フィルムカメラ、およびビデオカメラ等、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
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〜Ｌ２７、Ｌ３１〜Ｌ３４ レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (20)

1. 物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とからなり、
   無限遠物体から最至近物体への合焦の際に、前記第２レンズ群のみが移動し、
   前記第２レンズ群は、少なくとも４枚のレンズと、絞りとを含み、
   前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第３レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と空気換算距離での全系のバックフォーカスとの和をＴＬ、
   最大像高をＹ、
   無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとした場合、
   ４＜ＴＬ^２／（Ｙ×ｆ）＜７．５ （１）
   で表される条件式（１）を満足する撮像レンズ。
2. 物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とからなり、
   無限遠物体から最至近物体への合焦の際に、前記第２レンズ群のみが移動し、
   前記第２レンズ群は、少なくとも４枚のレンズを含み、
   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Ｇ１ＴＬ、
   前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第３レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＧｓｕｍとした場合、
   ０．０４＜Ｇ１ＴＬ／Ｇｓｕｍ＜０．１４ （２）
   で表される条件式（２）を満足する撮像レンズ。
3. 前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとを含む請求項１又は２に記載の撮像レンズ。
4. 前記第３レンズ群は、少なくとも３枚のレンズを含む請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
5. 前記第３レンズ群の最も像側のレンズの物体側の面は凹面である請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
6. 前記第３レンズ群の最も像側のレンズは負レンズである請求項５に記載の撮像レンズ。
7. 前記第２レンズ群の最も物体側のレンズは正レンズである請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
8. 前記第２レンズ群の最も物体側の前記正レンズのｄ線に対する屈折率をＮ２とした場合、
   １．６＜Ｎ２＜２．２ （３）
   で表される条件式（３）を満足する請求項７に記載の撮像レンズ。
9. 前記第２レンズ群は、絞りと、前記絞りの物体側に配置された少なくとも１枚のレンズとを含み、
   前記絞りの物体側に隣接するレンズの像側の面は凹面である請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
10. 前記第２レンズ群は、絞りと、前記絞りの像側に配置された少なくとも１枚のレンズとを含み、
    前記絞りの像側に隣接するレンズの物体側の面の曲率半径をＲｃ、
    前記絞りより像側の前記第２レンズ群内の全てのレンズの合成焦点距離をｆ２２とした場合、
    −０．７＜Ｒｃ／ｆ２２＜−０．１ （４）
    で表される条件式（４）を満足する請求項９に記載の撮像レンズ。
11. 無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆ、
    前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とした場合、
    ０．０２＜ｆ／ｆ１＜０．３ （５）
    で表される条件式（５）を満足する請求項１から１０のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
12. 前記第２レンズ群は、絞りと、前記絞りの物体側に配置された少なくとも１枚のレンズとを含み、
    無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆ、
    前記絞りより物体側の前記第２レンズ群内の全てのレンズの合成焦点距離をｆ２１とした場合、
    ０．２＜ｆ／ｆ２１＜１ （６）
    で表される条件式（６）を満足する請求項１から１１のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
13. 前記第２レンズ群は、絞りと、前記絞りの像側に配置された少なくとも１枚のレンズとを含み、
    無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆ、
    前記絞りより像側の前記第２レンズ群内の全てのレンズの合成焦点距離をｆ２２とした場合、
    ０．４＜ｆ／ｆ２２＜１．５ （７）
    で表される条件式（７）を満足する請求項１から１２のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
14. 無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆ、
    前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とした場合、
    ０＜｜ｆ／ｆ３｜＜０．３ （８）
    で表される条件式（８）を満足する請求項１から１３のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
15. 前記第２レンズ群は少なくとも１枚の正レンズを含み、
    前記第２レンズ群の正レンズのｄ線基準のアッベ数をν２ｐとした場合、
    ７０＜ν２ｐ （９）
    で表される条件式（９）を満足する正レンズを少なくとも１枚含む請求項１から１４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
16. 前記第２レンズ群は、１枚の正レンズと１枚の負レンズとからなる接合レンズを少なくとも２組含み、
    前記第２レンズ群の少なくとも２組の前記接合レンズの前記正レンズが前記条件式（９）を満足する請求項１５に記載の撮像レンズ。
17. 前記第２レンズ群の前記接合レンズの互いに接合された前記正レンズおよび前記負レンズそれぞれのｄ線基準のアッベ数をνｐおよびνｎ、
    νｐからνｎを引いた差の最大値をｍａｘ（νｐ−νｎ）とした場合、
    ３０＜ｍａｘ（νｐ−νｎ）＜７５ （１０）
    で表される条件式（１０）を満足する請求項１６に記載の撮像レンズ。
18. 前記第２レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面は凸面である請求項１から１７のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
19. 空気換算距離での全系のバックフォーカスをＢｆ、
    無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとした場合、
    ０．１＜Ｂｆ／ｆ＜０．５ （１１）
    で表される条件式（１１）を満足する請求項１から１８のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
20. 請求項１から１９のいずれか１項に記載の撮像レンズを備えた撮像装置。

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