JP4744908B2

JP4744908B2 - 結像レンズ

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Publication number: JP4744908B2
Application number: JP2005097379A
Authority: JP
Inventors: 昇小泉
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: JP2006276609A

Description

本発明は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）や撮像管等の撮像素子を用いたデジタルカメラや、銀塩フィルムなどを用いたカメラに好適な固定焦点の結像レンズに係り、特に、紫外線領域においても使用可能な結像レンズに関する。

従来より、紫外線領域に対応した光学系が様々な用途に用いられている。例えば、可視光に比べて物体表面での拡散が大きいという紫外線の特性を利用し、工業製品等の表面の傷検査が行われている。この場合、紫外線照明を物体表面に照射したのち結像レンズを介して反射光を検出することで、その物体表面の微細な傷や欠陥の有無を検査するようにしている。

このような紫外線領域で使用し得る結像レンズのレンズ材料としては、紫外線の透過率を考慮すると、事実上、蛍石（ＣａＦ₂）および石英（ＳｉＯ₂）の２種類の結晶のみに限られてしまう。ところが、これら蛍石や石英の結晶のみをレンズ材料として用いた場合には、それら相互間の色分散の差が比較的小さいことから色収差を低減することが難しく、しかも屈折率が比較的低いことからペッツバール和が大きくなる（像面湾曲の十分な補正が困難となる）傾向にある。このため、紫外線領域で使用される結像レンズは、例えば顕微鏡用対物レンズのような画角の狭い結像レンズとして使用されることが多かった。さらに、結晶構造によっては曲率半径の小さな面を精度良く形成することが困難であったり、凹面の研磨加工が困難であるという点も良好な収差補正の障害となっていた。

このような背景から、本出願人は特許文献１に開示した結像レンズを開発し、上記の問題点の解決を図っている。
特許第３３９７４３９号公報

ところが、紫外線用の結像レンズは、上記した傷検査以外にも自然観察など種々の用途での需要がある。こうした種々の用途に適用する際、結像レンズと撮像素子との間に何らかの光学要素を挿入する必要性が生じる場合がある。このため、より長いバックフォーカスを有することが要求されるようになってきている。例えば、一般的に使用されるＣマウントにおいては、その内部構造によっては８ｍｍ以上のバックフォーカスを確保しないと干渉を生じる場合がある。しかしながら、特許文献１の結像レンズでは、図２７に示したように全系の焦点距離ｆに対するバックフォーカスＢｆの比が最大で０．６１に留まっていることから、焦点距離ｆが比較的短い場合にはバックフォーカスが不足しがちである。なお、図２７は、特許文献１の結像レンズにおける全系の焦点距離およびバックフォーカスに関する数値データを示すものである。また、近年、ＣＣＤの小型化および高画素化が著しく進んでいることから、これに対応可能な収差の少ない紫外線用の結像レンズも望まれている。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、分散の差が比較的小さな２種以上のレンズ材料を用いながらも、画角とバックフォーカスとが十分に確保され、紫外線領域において色収差およびその他の収差が良好に補正された結像レンズを提供することにある。

本発明の結像レンズは、蛍石（ＣａＦ ₂ ）および石英（ＳｉＯ ₂ ）をレンズ材料とする結像レンズであって、物体側から順に、負の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とからなるようにしたものである。なお、ここでいう分散とは、Ｆ線に対する屈折率ＮＦとＣ線に対する屈折率ＮＣとの差分（ＮＦ−ＮＣ）である。後群は、物体側から順に、正レンズと負レンズと正レンズとが物体側から順に配設された第１のレンズ群と、負レンズと正レンズと正レンズと負レンズとが物体側から順に配設された第２のレンズ群とからなる。さらに、以下の条件式（１）から（４）を全て満足するように構成されている。但し、ｆＦＲは前群の焦点距離、ｆは全系の焦点距離、ｆＲＥは後群の焦点距離、ｆＲ１は第１のレンズ群の焦点距離、ｆＲ２は第２のレンズ群の焦点距離、Ｂｆは全系のバックフォーカスである。

−１０＜ｆＦＲ／ｆ＜−０．５ ……（１）
０．５＜ｆＲＥ／ｆ＜２．５ ……（２）
０．５＜ｆＲ１／ｆＲＥ＜１．５ ……（３）
−０．１＜ｆＲＥ／ｆＲ２＜０．４ ……（４）

本発明の結像レンズでは、後群における２つのレンズ群のうちの像側に配置された第２のレンズ群が、負レンズと正レンズと正レンズと負レンズとを順に含むようにしたので、全系のバックフォーカスが延長される。さらに、条件式（１）から（４）を満足するようにしたので、画角とバックフォーカスとが十分に確保されると共に、例えば２３０ｎｍ〜３８０ｎｍ程度の紫外線領域においても良好な収差性能が発揮される。

本発明の結像レンズでは、前群が、正の屈折力を有する第３のレンズ群と負の屈折力を有する第４のレンズ群とを物体側から順に含み、かつ、以下の条件式（５）および（６）を共に満足するように構成されていることが望ましい。但し、ｆＦ１は第３のレンズ群の焦点距離であり、ｆＦ２は第４のレンズ群の焦点距離である。
−１．０＜ｆＦＲ／ｆＦ１＜−０．１５ ……（５）
０＜ｆＦ２／ｆＦＲ＜１ ……（６）

また、本発明の結像レンズでは、前群が、物体側から順に、メニスカス形状の単レンズからなる第３のレンズ群と、負の屈折力を有する第４のレンズ群と、正の屈折力を有する第５のレンズ群とからなるように構成されるようにしてもよい。これにより、前群の口径がより小さくなる。その場合、以下の条件式（７）から（９）を全て満足するように構成されていることが望ましい。但し、ｆＦ１は第３のレンズ群の焦点距離であり、ｆＦ２は第４のレンズ群の焦点距離であり、ｆＦ３は第５のレンズ群の焦点距離である。
−０．５＜ｆＦＲ／ｆＦ１＜０．６ ……（７）
０＜ｆＦ２／ｆＦＲ＜０．５ ……（８）
−１＜ｆＦ３／ｆＦＲ＜０ ……（９）

また、本発明の結像レンズでは、前群が２枚の負レンズと１枚の正レンズとを物体側から順に含んで構成されたものであってもよい。

また、本発明の結像レンズでは、レンズ材料として、３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長を有する光に対して１０ｍｍの厚みで５０％以上の透過率を示すものを用いることが望ましい。このようなレンズ材料は、例えば蛍石および石英である。

本発明の結像レンズによれば、負の前群と正の後群とを物体側から順に設け、特に、正レンズと負レンズと正レンズとが物体側から順に配設された第１のレンズ群と、負レンズと正レンズと正レンズと負レンズとが物体側から順に配設された第２のレンズ群とを物体側から順に配設することにより後群を構成し、さらに所定の条件式（１）から（４）を全て満足するように構成したので、蛍石および石英をレンズ材料として用いながらも、画角とバックフォーカスとを十分に確保しつつ、紫外線領域においても良好に収差補正を行うことができる。

特に、メニスカスレンズからなる第３のレンズ群と、負の第４のレンズ群と、正の第５のレンズ群とを物体側から順に含むように前群を構成するようにした場合には、その口径をより小さくすることができ、コンパクト化に有利となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明における第１の実施の形態としての結像レンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例（図７）のレンズ構成に対応している。また、図２および図３は、それぞれ本実施の形態における第２および第３の構成例を示している。これら第２および第３の構成例は、それぞれ後述の第２および第３の数値実施例（図８および図９）のレンズ構成に対応している。図１〜図３において、符号Ｓｉは、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面を示す。符号Ｒｉは、面Ｓｉの曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じなので、以下では、図１に示した結像レンズの構成を基本にして説明する。

本実施の形態の結像レンズは、撮像素子を用いたデジタルカメラや、銀塩フィルムなどを用いたカメラに搭載され、例えば、傷検査や自然観察等の各種の用途に使用される固定焦点レンズである。この撮像レンズは、光軸Ｚ１に沿って、負の屈折力を有する前群ＦＲと、正の屈折力を有する後群ＲＥとを物体側から順に備えている。この撮像レンズの結像面ＳimgにはＣＣＤ等の撮像素子（図示せず）が配置され、この撮像素子と後群ＲＥとの間にはカバーガラス等の平行平面板ＧＣが配置されている。

後群ＲＥは、第１のレンズ群としてのレンズ群ＲＥ１と、第２のレンズ群としてのレンズ群ＲＥ２とが物体側から順に配設されたものである。レンズ群ＲＥ１は、正のレンズＬ２１と、負のレンズＬ２２と、正のレンズＬ２３とを物体側から順に有している。一方、レンズ群ＲＥ２は、負のレンズＬ２４と、正のレンズＬ２５と、正のレンズＬ２６と、負のレンズＬ２７とを物体側から順に有している。レンズＬ２１，Ｌ２３，Ｌ２５，Ｌ２６は例えば両凸レンズであり、レンズＬ２２，Ｌ２４は例えば両凹レンズであり、レンズＬ２７は例えば像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズである。

前群ＦＲは、正の屈折力を有する第３のレンズ群としてのレンズ群ＦＲ１と、負の屈折力を有する第４のレンズ群としてのレンズ群ＦＲ２とが物体側から順に配設されたものである。レンズ群ＦＲ１は、正のメニスカス形状をなす単一のレンズＬ１１からなり、レンズ群ＦＲ２は、負のメニスカス形状をなす単一のレンズＬ１２からなる（図１）。あるいは、図２，図３に示した第２，第３の構成例のように、レンズ群ＦＲ２が、負のメニスカス形状のレンズＬ１２−１と両凹形状のレンズＬ１２−２とが物体側から順に配設された構成としてもよい。前群ＦＲの最も物体側の面Ｓ１が物体側に凸を向けているので、より広画角化に有利な構成となっている。

さらに、この結像レンズは、以下の条件式（１）から（４）を全て満足するように構成されている。但し、ｆＦＲは前群ＦＲの焦点距離、ｆは全系の焦点距離、ｆＲＥは後群ＲＥの焦点距離、ｆＲ１はレンズ群ＲＥ１の焦点距離、ｆＲ２はレンズ群ＲＥ２の焦点距離である。
−１０＜ｆＦＲ／ｆ＜−０．５ ……（１）
０．５＜ｆＲＥ／ｆ＜２．５ ……（２）
０．５＜ｆＲ１／ｆＲＥ＜１．５ ……（３）
−０．１＜ｆＲＥ／ｆＲ２＜０．４ ……（４）

このとき、全系のバックフォーカスＢｆと全系の焦点距離ｆとの比が以下の条件式（１０）を満足していることが望ましい。
０．７＜Ｂｆ／ｆ＜１．３ ……（１０）

さらに、以下の条件式（５）および（６）を共に満足するように構成されていることが望ましい。但し、ｆＦ１はレンズ群ＦＲ１の焦点距離であり、ｆＦ２はレンズ群ＦＲ２の焦点距離である。

−１．０＜ｆＦＲ／ｆＦ１＜−０．１５ ……（５）
０＜ｆＦ２／ｆＦＲ＜１ ……（６）

また、この結像レンズは、互いの分散の差が０．００５５よりも小さな２種以上のレンズ材料により構成されている。このようなレンズ材料は、３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長を有する光に対して、１０ｍｍの厚みで５０％以上の透過率を示す結晶であることが好ましく、例えば蛍石（ＣａＦ₂）および石英（ＳｉＯ₂）である。本実施の形態の第１〜第３の構成例では、いずれも、例えば後群ＲＥのレンズＬ２１，Ｌ２３，Ｌ２５，Ｌ２６が蛍石（ＣａＦ₂）により構成され、それ以外のレンズは全て石英（ＳｉＯ₂）により構成されている。

次に、以上のように構成された本実施の形態の結像レンズの作用および効果を説明する。

この結像レンズでは、後群ＲＥにおける２つのレンズ群ＲＥ１，ＲＥ２のうちの像側に配置されたレンズ群ＲＥ２が、物体側から順に負のレンズＬ２４と正のレンズＬ２５と正のレンズＬ２６と負のレンズＬ２７とを備えるようにしたので、全系のバックフォーカスＢｆが延長される。さらに、条件式（１）〜（６）を満足するようにしたので、バックフォーカスが十分に確保されると共に、例えば２３０ｎｍ〜３８０ｎｍ程度の紫外線領域においても良好な収差性能が発揮される。以下、上記した条件式（１）〜（６）の意義について説明する。

条件式（１）は、全系の屈折力（１／ｆ）に対する前群ＦＲの屈折力（１／ｆＦＲ）の大きさを表す量（ｆＦＲ／ｆ）の適正な範囲を表す式である。前群ＦＲの屈折力配分を適正化することにより、諸収差の補正と、十分なバックフォーカスの確保とをバランス良く実施することができる。ここで、条件式（１）の下限を下回って前群ＦＲの負の屈折力が小さくなりすぎると、後群ＲＥに入射する軸上光線高が低くなりすぎて後群ＲＥによる色収差の補正が不十分となってしまう。一方、条件式（１）の上限を超えて前群ＦＲの負の屈折力が強くなりすぎると、後群ＲＥに入射する軸上光線高が高くなりすぎて球面収差の補正が不十分となってしまう。

条件式（２）は、全系の屈折力（１／ｆ）に対する後群ＲＥの屈折力（１／ｆＲＥ）の大きさを表す量（ｆＲＥ／ｆ）の適正な範囲を表す式である。後群ＲＥの屈折力配分を適正化することにより、諸収差の補正と、十分なバックフォーカスの確保とをバランス良く実施することができる。ここで、条件式（２）の下限を下回って後群ＲＥの正の屈折力が強くなりすぎると、球面収差が増大し補正しきれなくなる。一方、条件式（２）の上限を超えて後群ＲＥの正の屈折力が弱まってしまうと、前群ＦＲにおいて生じた球面収差を十分に補正できなくなってしまう。

条件式（３）は、後群ＲＥの屈折力（１／ｆＲＥ）に対するレンズ群ＲＥ１の屈折力（１／ｆＲ１）の適正な範囲を表す式である。後群ＲＥにおけるレンズ群ＲＥ１の屈折力配分を適正化することにより、諸収差の補正と、十分なバックフォーカスの確保とをバランス良く実施することができる。ここで、条件式（３）の下限を下回ってレンズ群ＲＥ１の正の屈折力が強くなりすぎると、球面収差が増大し補正しきれなくなる。その上、十分なバックフォーカスを確保することが困難となる。一方、条件式（３）の上限を超えてレンズ群ＲＥ１の正の屈折力が弱くなりすぎると、前群ＦＲにおいて生じた球面収差を十分に補正できなくなってしまう。

条件式（４）は、後群ＲＥの屈折力（１／ｆＲＥ）に対するレンズ群ＲＥ２の屈折力（１／ｆＲ２）の適正な範囲を表す式である。後群ＲＥにおけるレンズ群ＲＥ２の屈折力配分を適正化することにより、諸収差の補正と、十分なバックフォーカスの確保とをバランス良く実施することができる。ここで、条件式（４）の下限を下回るとレンズ群ＲＥ１の屈折力が強くなりすぎてしまい、球面収差が増大し補正しきれなくなる。一方、条件式（４）の上限を超えてレンズ群ＲＥ２の正の屈折力が強くなりすぎると、像面湾曲が劣化するうえ、十分なバックフォーカスを確保することが困難となる。

条件式（５）は、前群ＦＲの屈折力（１／ｆＦＲ）に対するレンズ群ＦＲ１の屈折力（１／ｆＦ１）の適正な範囲を表す式である。ここで、条件式（５）の下限を下回るとレンズ群ＦＲ１の屈折力が強くなりすぎてしまい、歪曲収差の補正が困難となる。一方、条件式（５）の上限を超えてレンズ群ＦＲ１の屈折力が弱まってしまうと非点収差の補正が不十分となる。

条件式（６）は、前群ＦＲの屈折力（１／ｆＦＲ）に対するレンズ群ＦＲ２の屈折力（１／ｆＦ２）の適正な範囲を表す式である。ここで、条件式（６）の下限を下回るとレンズ群ＦＲ２の屈折力が強くなりすぎてしまい、非点収差の補正が困難となる。一方、条件式（６）の上限を超えてレンズ群ＦＲ２の屈折力が弱まってしまうと歪曲収差の補正が不十分となる。

なお、条件式（１０）によって、全系の焦点距離ｆに対する全系のバックフォーカスＢｆの大きさが規定される。ここで、下限を下回ると、後群ＲＥと結像面Ｓimgとの距離が短くなりすぎてしまい、フィルタやマウントなどの光学部材の配置が困難となる。一方、上限を超えると特に倍率色収差の補正が困難となってしまう。

このように、本実施の形態に係る結像レンズによれば、前群ＦＲおよび後群ＲＥを上記のように構成し、さらに上記各条件式（１）〜（６），（１０）を満足することにより、十分なバックフォーカスを確保しつつ広画角な構成とすることができるうえ、紫外線領域においても極めて良好な収差性能を得ることができる。

［第２の実施の形態］
続いて、図４および図５を参照して、本発明における第２の実施の形態としての結像レンズについて説明する。図４は、本実施の形態における第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第４の数値実施例（図１０）のレンズ構成に対応している。また、図５は、本実施の形態における第２の構成例を示している。この第２の構成例は、後述の第５の数値実施例（図１１）のレンズ構成に対応している。なお、図４，図５に示した各符号Ｓｉ，Ｒｉ，Ｄｉの意味するところは、各々図１〜図３と同様である。また、図４および図５に示した各構成例は共通の基本構成を有するので、以下では図４に示した結像レンズを基本にして説明する。なお、本実施の形態では、主に第１の実施の形態との相違点について説明する。

本実施の形態の結像レンズは、上記第１の実施の形態と同様、光軸Ｚ１に沿って、負の屈折力を有する前群ＦＲと正の屈折力を有する後群ＲＥとを物体側から順に備えている。但し、前群ＦＲの構成が第１の実施の形態とは異なり、３群構成となっている。

具体的には、前群ＦＲは、メニスカス形状の単レンズからなる第３のレンズ群としてのレンズ群ＦＲ１と、負の屈折力を有する第４のレンズ群としてのレンズ群ＦＲ２と、正の屈折力を有する第５のレンズ群としてのレンズ群ＦＲ３とが物体側から順に配設されたものである。レンズ群ＦＲ１は、例えば、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状のレンズＬ１１からなる。レンズ群ＦＲ２は、例えば両凹形状の１枚のレンズＬ１２（図４）からなるようにしてもよいし、あるいは負のメニスカス形状のレンズＬ１２−１と両凹形状のレンズＬ１２−２とが物体側から順に配設された構成（図５）としてもよい。レンズ群ＦＲ３としては、例えば像側に凸面を向けたメニスカス形状をなすレンズＬ１３（図４）を配置してもよいし、両凸形状をなすレンズＬ１３（図５）を配置するようにしてもよい。

さらに、本実施の形態の結像レンズは、上記第１の実施の形態で説明した条件式（１）から（４）および（１０）に加え、以下の条件式（７）から（９）を全て満足するように構成されていることが望ましい。但し、ｆＦ１はレンズ群ＦＲ１の焦点距離であり、ｆＦ２はレンズ群ＦＲ２の焦点距離であり、ｆＦ３はレンズ群ＦＲ３の焦点距離である。

−０．５＜ｆＦＲ／ｆＦ１＜０．６ ……（７）
０＜ｆＦ２／ｆＦＲ＜０．５ ……（８）
−１＜ｆＦ３／ｆＦＲ＜０ ……（９）

条件式（７）は、前群ＦＲの屈折力（１／ｆＦＲ）に対するレンズ群ＦＲ１の屈折力（１／ｆＦ１）の大きさを表す量（ｆＦＲ／ｆＦ１）の適正な範囲を表す式である。ここで、条件式（７）の下限を下回るとレンズ群ＦＲ１の屈折力が強くなりすぎてしまい、歪曲収差の補正が困難となる。一方、条件式（７）の上限を超えてレンズ群ＦＲ１の屈折力が弱まってしまうと非点収差の補正が不十分となる。

条件式（８）は、前群ＦＲの屈折力（１／ｆＦＲ）に対するレンズ群ＦＲ２の屈折力（１／ｆＦ２）の大きさを表す量（ｆＦ２／ｆＦＲ）の適正な範囲を表す式である。ここで、条件式（８）の下限を下回るとレンズ群ＦＲ２の屈折力が強くなりすぎてしまい、非点収差の補正が困難となる。一方、条件式（８）の上限を超えてレンズ群ＦＲ２の屈折力が弱まってしまうと歪曲収差の補正が不十分となる。

条件式（９）は、前群ＦＲの屈折力（１／ｆＦＲ）に対するレンズ群ＦＲ３の屈折力（１／ｆＦ３）の大きさを表す量（ｆＦ３／ｆＦＲ）の適正な範囲を表す式である。ここで、条件式（９）の下限を下回ると、レンズ群ＦＲ３の正の屈折力が弱まって後群ＲＥへ入射する軸上光線高が高くなりすぎてしまい、後群ＲＥによる球面収差の補正が困難となる。一方、条件式（９）の上限を超えてレンズ群ＦＲ３の正の屈折力が強まると、後群ＲＥに入射する軸上光線高が低くなりすぎてしまい、球面収差の補正が不十分となる。

このように、本実施の形態に係る結像レンズによれば、特に、メニスカス形状のレンズ１１からなるレンズ群ＦＲ１と、負のレンズ群ＦＲ２と、正のレンズ群ＦＲ３とを物体側から順に配設することにより前群ＦＲを構成するようにしたので、前群ＦＲ自体の口径をより小さくすることができ、全体構成のコンパクト化を図ることができる。さらに、条件式（１）〜（４），（１０）に加えて条件式（７）〜（９）を全て満足するようにしたので、より良好な収差性能を得ることができる。

［第３の実施の形態］
続いて、図６を参照して、本発明における第３の実施の形態としての結像レンズについて説明する。図６は、本実施の形態における一構成例を示している。この構成例は、後述の第６の数値実施例（図１２）のレンズ構成に対応している。なお、図６に示した各符号Ｓｉ，Ｒｉ，Ｄｉの意味するところは、各々図１〜図５と同様である。以下、主に第１および第２の実施の形態との相違点について説明する。

本実施の形態の結像レンズは、上記第１および第２の実施の形態と同様、光軸Ｚ１に沿って、負の屈折力を有する前群ＦＲと正の屈折力を有する後群ＲＥとを物体側から順に備えている。但し、前群ＦＲの構成が第１および第２の実施の形態と異なっている。

具体的には、前群ＦＲは、２枚の負のレンズＬ１１，Ｌ１２と、１枚の正のレンズＬ１３とが物体側から順に配設された構成となっている。レンズＬ１１は、例えば物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであり、レンズＬ１２は、例えば両凹レンズであり、レンズＬ１３は、例えば両凸レンズである。

このように本実施の形態では、最も物体側に負のレンズＬ１１を配置するようにしたが、第１および第２の実施の形態と同様に十分なバックフォーカスを確保しつつ広画角な構成とすることができるうえ、紫外線領域においても極めて良好な収差性能を得ることができる。

次に、本実施の形態に係る結像レンズの具体的な数値実施例について説明する。

以下では、第１〜第６の数値実施例（実施例１〜６）をまとめて説明する。ここで、図７〜図１２は、それぞれ図１〜図６に示した結像レンズの構成にそれぞれ対応する基本レンズデータを示している。

図７〜図１２におけるＳｉ（面番号）の欄には、各実施例の結像レンズについて、図１〜図６にそれぞれ示した符号Ｓｉに対応させて、最も物体側の構成要素の面を１番目として、平行平面板ＧＣを含めて像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１〜２０，１〜２２，１〜２４）の面の番号を示す。Ｒｉ（曲率半径）の欄には、図１〜図６で示した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面Ｓｉの曲率半径の値を示す。曲率半径Ｒｉの値が∞の部分は、平面であることを示す。同様に、Ｄｉ（面間隔）の欄には、図１〜図６に示した符号Ｄｉに対応させて、物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔を示す。ここで、曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの単位はミリメートル（ｍｍ）である。さらに、Ｎｄｊ（屈折率）の欄には、平行平面板ＧＣも含めて、物体側からｊ番目（ｊ＝１〜１０，１〜１１，１〜１２）のレンズ要素のｉ線（波長；３６５．０ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。

また、実施例１〜６における全系の焦点距離ｆ、前群の焦点距離ｆＦＲ、後群の焦点距離ｆＲＥ、第３のレンズ群（レンズ群ＦＲ１）の焦点距離ｆＦ１、第４のレンズ群（レンズ群ＦＲ２）の焦点距離ｆＦ２、第５のレンズ群（レンズ群ＦＲ３）の焦点距離ｆＦ３、第１のレンズ群（レンズ群ＲＥ１）の焦点距離ｆＲ１、第２のレンズ群（レンズ群ＲＥ２）の焦点距離ｆＲ２、バックフォーカスＢｆの各々の値（いずれも単位はミリメートル［ｍｍ］）を、図１３にまとめて示す。

さらに、実施例１〜６の結像レンズにおける各条件式（１）〜（１０）に対応する数値を図１４にまとめて示す。

図１４に示したデータから明らかなように、実施例１〜６の結像レンズは、いずれも条件式（１）〜（４），（１０）を全て満足している。実施例１〜３は、さらに条件式（５），（６）を共に満足しており、実施例４，５は、条件式（１）〜（４），（１０）に加えて条件式（７）〜（９）を全て満足している。

図１５（Ａ）〜（Ｃ）には、実施例１の結像レンズにおける球面収差、非点収差、およびディストーション（歪曲収差）を示す。球面収差を示す図１５（Ａ）においては、３００ｎｍ，３６５ｎｍ，４８６．１ｎｍの波長の各光線についての値を示す。非点収差を示す図１５（Ｂ）においては、実線がサジタル方向の収差を示し、破線がタンジェンシャル（メリジオナル）方向の収差を示す。また、FNO.はFナンバーを示し、ωは半画角を示す。さらに、図１６（Ａ）〜（Ｇ）には、実施例１の結像レンズにおける各半画角ωでのコマ収差を示す。特に、図１６（Ａ）〜（Ｄ）はタンジェンシャル方向のコマ収差を示し、図１６（Ｅ）〜（Ｇ）はサジタル方向のコマ収差を示す。図１５（Ａ）〜（Ｃ）および図１６（Ａ）〜（Ｄ）において、特に波長を明記していないものはｉ線に対する収差を示す。

同様に、実施例２についての諸収差を図１７（Ａ）〜（Ｃ）および図１８（Ａ）〜（Ｇ）に示し、実施例３についての諸収差を図１９（Ａ）〜（Ｃ）および図２０（Ａ）〜（Ｇ）に示し、実施例４についての諸収差を図２１（Ａ）〜（Ｃ）および図２２（Ａ）〜（Ｇ）に示し、実施例５についての諸収差を図２３（Ａ）〜（Ｃ）および図２４（Ａ）〜（Ｇ）に示し、実施例６についての諸収差を図２５（Ａ）〜（Ｃ）および図２６（Ａ）〜（Ｇ）に示す。

以上、各数値データおよび各収差図から明らかなように、各実施例において、３５°を超える画角と、全系の焦点距離ｆに対して０．９倍を超える十分な長さのバックフォーカスＢｆとを確保しつつ、極めて良好な収差性能が発揮されている。

以上、いくつかの実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の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、面間隔および屈折率の値は、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。

本発明の第１の実施の形態としての結像レンズにおける第１の構成例を示すものであり、実施例１に対応する断面図である。本発明の第１の実施の形態としての結像レンズにおける第２の構成例を示すものであり、実施例２に対応する断面図である。本発明の第１の実施の形態としての結像レンズにおける第３の構成例を示すものであり、実施例３に対応する断面図である。本発明の第２の実施の形態としての結像レンズにおける第１の構成例を示すものであり、実施例４に対応する断面図である。本発明の第２の実施の形態としての結像レンズにおける第２の構成例を示すものであり、実施例５に対応する断面図である。本発明の第３の実施の形態としての結像レンズにおける一構成例を示すものであり、実施例６に対応する断面図である。実施例１の結像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。実施例２の結像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。実施例３の結像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。実施例４の結像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。実施例５の結像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。実施例６の結像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。実施例１〜６の各結像レンズにおけるその他のレンズデータを示す説明図である。実施例１〜６の各結像レンズにおける条件式（１）〜（１０）に対応する数値を示す説明図である。実施例１の結像レンズにおける球面収差、非点収差およびディストーションを示す収差図である。実施例１の結像レンズにおけるコマ収差を示す収差図である。実施例２の結像レンズにおける球面収差、非点収差およびディストーションを示す収差図である。実施例２の結像レンズにおけるコマ収差を示す収差図である。実施例３の結像レンズにおける球面収差、非点収差およびディストーションを示す収差図である。実施例３の結像レンズにおけるコマ収差を示す収差図である。実施例４の結像レンズにおける球面収差、非点収差およびディストーションを示す収差図である。実施例４の結像レンズにおけるコマ収差を示す収差図である。実施例５の結像レンズにおける球面収差、非点収差およびディストーションを示す収差図である。実施例５の結像レンズにおけるコマ収差を示す収差図である。実施例６の結像レンズにおける球面収差、非点収差およびディストーションを示す収差図である。実施例６の結像レンズにおけるコマ収差を示す収差図である。従来の結像レンズにおける全系の焦点距離およびバックフォーカスに関する数値データを示す図である。

符号の説明

ＦＲ…前群、ＲＥ…後群、ＧＣ…平行平面板、Ｓｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第（ｉ＋１）番目のレンズ面との面間隔、Ｓimg…結像面（撮像面）、Ｚ１…光軸。

Claims

蛍石（ＣａＦ ₂ ）および石英（ＳｉＯ ₂ ）をレンズ材料とする結像レンズであって、
物体側から順に、負の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とからなり、
前記後群は、物体側から順に、正レンズと負レンズと正レンズとが物体側から順に配設された第１のレンズ群と、負レンズと正レンズと正レンズと負レンズとが物体側から順に配設された第２のレンズ群とからなり、
さらに、以下の条件式（１）から（４）を全て満足するように構成されている
ことを特徴とする結像レンズ。
−１０＜ｆＦＲ／ｆ＜−０．５ ……（１）
０．５＜ｆＲＥ／ｆ＜２．５ ……（２）
０．５＜ｆＲ１／ｆＲＥ＜１．５ ……（３）
−０．１＜ｆＲＥ／ｆＲ２＜０．４ ……（４）
但し、
ｆＦＲ：前群の焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
ｆＲＥ：後群の焦点距離
ｆＲ１：第１のレンズ群の焦点距離
ｆＲ２：第２のレンズ群の焦点距離
Ｂｆ：全系のバックフォーカス
前記前群は、正の屈折力を有する第３のレンズ群と、負の屈折力を有する第４のレンズ群とを物体側から順に含み、かつ、以下の条件式（５）および（６）を共に満足するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の結像レンズ。
−１．０＜ｆＦＲ／ｆＦ１＜−０．１５ ……（５）
０＜ｆＦ２／ｆＦＲ＜１ ……（６）
但し、
ｆＦ１：第３のレンズ群の焦点距離
ｆＦ２：第４のレンズ群の焦点距離
前記前群は、物体側から順に、メニスカス形状の単レンズからなる第３のレンズ群と、負の屈折力を有する第４のレンズ群と、正の屈折力を有する第５のレンズ群とからなり、かつ、以下の条件式（７）から（９）を全て満足するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の結像レンズ。
−０．５＜ｆＦＲ／ｆＦ１＜０．６ ……（７）
０＜ｆＦ２／ｆＦＲ＜０．５ ……（８）
−１＜ｆＦ３／ｆＦＲ＜０ ……（９）
但し、
ｆＦ１：第３のレンズ群の焦点距離
ｆＦ２：第４のレンズ群の焦点距離
ｆＦ３：第５のレンズ群の焦点距離
前記前群は、２枚の負レンズと、１枚の正レンズとを物体側から順に含んで構成されたものである
ことを特徴とする請求項１に記載の結像レンズ。