JP4879540B2

JP4879540B2 - Imaging lens

Info

Publication number: JP4879540B2
Application number: JP2005277687A
Authority: JP
Inventors: 昇小泉
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2025-09-26
Also published as: JP2007086612A

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。 The present invention relates to a fixed-focus imaging lens suitable for a digital camera using an imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) or an imaging tube, or a camera using a silver salt film, particularly in the ultraviolet region. The present invention relates to a usable imaging lens.

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、紫外線の透過率特性を考慮すると事実上、蛍石（ＣａＦ₂）および石英（ＳｉＯ₂）の２種類に限定されている。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（したがって像面湾曲の十分な補正が困難となる）傾向にある。 Conventionally, optical systems corresponding to the ultraviolet region have been used for various purposes. For example, the surface of an industrial product or the like is inspected for scratches by utilizing the property of ultraviolet rays that the diffusion on the surface of an object is larger than that of visible light. In this case, after irradiating the object surface with ultraviolet light, the reflected light is detected through the imaging lens, thereby inspecting for the presence or absence of fine scratches or defects on the object surface. The lens material of the imaging lens that can be used in such an ultraviolet region is practically limited to two types of fluorite (CaF ₂ ) and quartz (SiO ₂ ) in consideration of ultraviolet transmittance characteristics. However, when only these fluorite and quartz crystals are used as lens materials, it is difficult to reduce chromatic aberration due to the relatively small difference in chromatic dispersion between them, and the refractive index is relatively low. Therefore, the Petzval sum tends to increase (thus making it difficult to sufficiently correct the curvature of field).

そこで本出願人は、特許文献１に記載され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。この結像レンズは比較的明るく（Ｆ２．５）、かつ、比較的大きな画角（３５°程度）を確保し、紫外線領域から可視領域に至るまでの広範囲に亘り良好な収差補正がなされたものである。
特許第３５５９６２３号公報 Therefore, the present applicant has developed an imaging lens described in Patent Document 1 and has attempted to solve the above problems. This imaging lens is relatively bright (F2.5), has a relatively large angle of view (about 35 °), and has excellent aberration correction over a wide range from the ultraviolet region to the visible region. It is.
Japanese Patent No. 3559623

ところが最近、撮像素子の高画素化によって１画素あたりの寸法が極めて微小化しており、より結像性能（特に収差性能）の高いレンズが必要とされてきている。しかしながら上記特許文献１の結像レンズでは、今後のさらなる高画素化に対して十分な対応が困難となることも予想される。また、上記特許文献１の結像レンズは３５°程度の画角であるうえ、全系の焦点距離が比較的短いので、例えば画角が９°程度の望遠レンズとして適用するには全体構成が大型化してしまい、あまり適切ではない。 Recently, however, the size per pixel has become extremely small due to the increase in the number of pixels of the image sensor, and a lens having higher imaging performance (particularly aberration performance) has been required. However, with the imaging lens disclosed in Patent Document 1, it is expected that it will be difficult to sufficiently cope with further increase in the number of pixels in the future. In addition, the imaging lens of Patent Document 1 has an angle of view of about 35 °, and the focal length of the entire system is relatively short. Therefore, for example, the entire configuration is applicable to a telephoto lens having an angle of view of about 9 °. It becomes large and is not very appropriate.

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、コンパクトな構成でありながら、紫外線領域においても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。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an imaging lens that has a compact configuration and is well corrected for chromatic aberration and other aberrations even in the ultraviolet region.

本発明の結像レンズは、以下の式（１）で定義される紫外線領域でのアッベ数ν_UVの相互の差が７未満である２種以上のレンズ材料からなる結像レンズであって、物体側から順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群とからなるようにしたものである。ここで第２レンズ群は、物体側から順に、物体側の面が像側の面よりも絶対値の大きな曲率を有する正レンズと、像側の面が物体側の面よりも絶対値の大きな曲率を有する負レンズと、両凸レンズとからなる。さらに、本発明の結像レンズは以下の式（２）および式（３）を共に満足するように構成されている。但し、Ｎ₃₆₅は波長３６５ｎｍでの屈折率、Ｎ₂₇₀は波長２７０ｎｍでの屈折率、Ｎ₄₀₀は波長４００ｎｍでの屈折率、ｄＧ２３は第２レンズ群と第３レンズ群との光軸上における間隔、ｆは全系の焦点距離、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。 The imaging lens of the present invention is an imaging lens made of two or more kinds of lens materials in which the difference between Abbe numbers ν _UV in the ultraviolet region defined by the following formula (1) is less than 7, in order from the object side, a first lens group having positive refractive power, a second lens group having a positive refractive power, in which as and a third lens group having negative refractive power. Here, in order from the object side , the second lens group includes a positive lens having a curvature having a larger absolute value on the object side surface than the image side surface, and an image side surface having a larger absolute value than the object side surface. a negative lens having a curvature, and a biconvex lens. Further, the imaging lens of the present invention is configured to satisfy both the following expressions (2) and (3). Where N ₃₆₅ is the refractive index at a wavelength of 365 nm, N ₂₇₀ is the refractive index at a wavelength of 270 nm, N ₄₀₀ is the refractive index at a wavelength of 400 nm, and dG23 is the distance on the optical axis between the second lens group and the third lens group. , F is the focal length of the entire system, and f3 is the focal length of the third lens group.

ν_UV＝（Ｎ₃₆₅−１）／（Ｎ₂₇₀−Ｎ₄₀₀） ……（１）
０．１５＜ｄＧ２３／ｆ＜０．３ ……（２）
−２．０＜ｆ３／ｆ＜−０．５ ……（３） ν _UV = (N ₃₆₅ −1) / (N ₂₇₀ −N ₄₀₀ ) (1)
0.15 <dG23 / f <0.3 (2)
−2.0 <f3 / f <−0.5 (3)

本発明の結像レンズでは、上記の構成とすることで、低屈折率であると共に紫外線領域でのアッベ数ν_UVの相互の差が小さな２種以上のレンズ材料を用いた場合において、可視領域に限らず（例えば２３０ｎｍ〜３８０ｎｍ程度の）紫外線領域においても諸収差の補正が良好になされる。具体的には、第２レンズ群が、物体側の面が像側の面よりも絶対値の大きな曲率を有する正レンズと像側の面が物体側の面よりも絶対値の大きな曲率を有する負レンズと両凸レンズとを物体側から順に含むように構成されているので、色収差のほか球面収差が良好に補正される。さらに、式（２）および式（３）を満足することにより、像面湾曲の補正が良好になされる。 In the imaging lens of the present invention, with the above configuration, when two or more lens materials having a low refractive index and a small difference in Abbe number ν _UV in the ultraviolet region are used, the visible region is used. The correction of various aberrations is performed well not only in the ultraviolet region (for example, about 230 nm to 380 nm). Specifically, the second lens group has a positive lens whose surface on the object side has a larger absolute value than the surface on the image side and a surface whose image side has a larger absolute value than the surface on the object side. Since it is configured to include a negative lens and a biconvex lens in order from the object side, spherical aberration in addition to chromatic aberration is corrected well. Further, when the expressions (2) and (3) are satisfied, the field curvature is corrected well.

本発明の結像レンズでは、さらに以下の式（４）を満足するように構成されていることが望ましい。但し、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離である。これを満たす場合には、球面収差および像面湾曲の補正がより良好に補正されると共にレンズ全長が短く保たれる。 It is desirable that the imaging lens of the present invention is further configured to satisfy the following expression (4). Here, f2 is the focal length of the second lens group. If this is satisfied, the correction of spherical aberration and curvature of field is corrected more satisfactorily and the total lens length is kept short.

０．５＜ｆ２／ｆ＜１．５ ……（４） 0.5 <f2 / f <1.5 (4)

本発明の結像レンズでは、第１レンズ群が、正レンズおよび負レンズを１枚ずつ有する前群と、正レンズおよび負レンズを１枚ずつ有する後群とを物体側から順に含むようにするとよい。この場合には各レンズに対してバランス良くパワー配分され、より少ないレンズ枚数で良好な収差補正がなされることとなる。さらに、２種以上のレンズ材料としては、蛍石（ＣａＦ₂）および石英（ＳｉＯ₂）を用いることができる。その場合、全ての正レンズが蛍石で構成され、かつ全ての負レンズが石英で構成されるようにするとよい。 In the imaging lens of the present invention, the first lens group includes a front group having one positive lens and one negative lens and a rear group having one positive lens and one negative lens in order from the object side. Good. In this case, power is distributed in a balanced manner to each lens, and good aberration correction is performed with a smaller number of lenses. Further, fluorite (CaF ₂ ) and quartz (SiO ₂ ) can be used as the two or more lens materials. In that case, it is preferable that all the positive lenses are made of fluorite and all the negative lenses are made of quartz.

本発明の結像レンズによれば、正の第１レンズ群と正の第２レンズ群と負の第３レンズ群とを物体側から順に備え、物体側の面が像側の面よりも絶対値の大きな曲率を有する正レンズと、像側の面が物体側の面よりも絶対値の大きな曲率を有する負レンズと、両凸レンズとを物体側から順に配置することにより第２レンズ群を構成し、さらに、所定の式（２）および式（３）を共に満足するようにしたので、低屈折率であると共に式（１）で定義される紫外線領域でのアッベ数ν_UVの相互の差が小さな２種以上のレンズ材料を用いながらも、コンパクト化を実現しつつ、可視領域から紫外線領域に亘って良好な収差性能を発揮することができる。 According to the imaging lens of the present invention, the positive first lens group, the positive second lens group, and the negative third lens group are sequentially provided from the object side, and the object side surface is more absolute than the image side surface. A second lens unit is configured by sequentially arranging a positive lens having a large curvature, a negative lens having a curvature whose image-side surface has a larger absolute value than the object-side surface, and a biconvex lens from the object side. Furthermore, since both of the predetermined expressions (2) and (3) are satisfied, the difference between the Abbe numbers ν _UV in the ultraviolet region defined by the expression (1) is low as well as the low refractive index. While using two or more kinds of lens materials having a small size, it is possible to exhibit good aberration performance from the visible region to the ultraviolet region while realizing compactness.

特に、正レンズおよび負レンズを１枚ずつ有する前群と、正レンズおよび負レンズを１枚ずつ有する後群とを物体側から順に配置することにより第１レンズ群を構成した場合には、各レンズに対してバランスの良いパワー配分がなされるので、より少ないレンズ枚数としつつ、良好な収差補正を実現することができる。 In particular, when the first lens group is configured by sequentially arranging the front group having one positive lens and one negative lens and the rear group having one positive lens and one negative lens from the object side, Since a well-balanced power distribution is performed with respect to the lenses, it is possible to realize a good aberration correction while reducing the number of lenses.

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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明における一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５）のレンズ構成に対応している。また、図２から図４は、それぞれ本実施の形態における第２〜第４の構成例を示している。これら第２〜第４の構成例は、それぞれ後述の第２〜第４の数値実施例（図６〜図８）のレンズ構成に対応している。図１〜図４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例を基本にして説明し、必要に応じて図２〜図４の構成例についても説明する。 FIG. 1 shows a first configuration example of an imaging lens as an embodiment of the present invention. This configuration example corresponds to a lens configuration of a first numerical example (FIG. 5) described later. 2 to 4 show second to fourth configuration examples in the present embodiment, respectively. These second to fourth configuration examples respectively correspond to lens configurations of second to fourth numerical examples (FIGS. 6 to 8) described later. 1 to 4, the symbol Si indicates the i-th surface that is numbered so as to increase sequentially toward the image side (imaging side), with the surface of the component closest to the object side being the first. . The symbol Ri indicates the radius of curvature of the surface Si. A symbol Di indicates a surface interval on the optical axis Z1 between the i-th surface Si and the i + 1-th surface Si + 1. Since the basic configuration is the same for each configuration example, the configuration example of the imaging lens shown in FIG. 1 will be basically described below, and the configuration examples of FIGS. 2 to 4 will be described as necessary. To do.

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。この結像レンズは、光軸Ｚ１に沿って、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、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３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（撮像面）にはＣＣＤ等の撮像素子（図示せず）が配置される。撮像素子の撮像面付近には、撮像面を保護するためのカバーガラス（平行平面板）ＣＧが配置されている。 The imaging lens of the present embodiment is a fixed focus lens that is mounted on a digital camera using an image sensor or a camera using a silver salt film and used for various purposes such as natural observation. The imaging lens includes a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power, and a third lens group G3 having a negative refractive power along the optical axis Z1. In order from the object side. An imaging element (not shown) such as a CCD is disposed on the imaging surface (imaging surface) of the imaging lens. A cover glass (parallel plane plate) CG for protecting the imaging surface is disposed in the vicinity of the imaging surface of the imaging element.

第１レンズ群Ｇ１は、正レンズおよび負レンズを１枚ずつ有する前群ＦＲと、正レンズおよび負レンズを１枚ずつ有する後群ＲＥとを物体側から順に含んでいる。具体的には、例えば第１の構成例（図１）では、物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状を有するレンズＬ１１と、両凸形状のレンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状を有するレンズＬ１３と、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有するレンズＬ１４とが物体側から順に配置されている。また、第２の構成例（図２）では、両凸形状のレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状を有するレンズＬ１２と、両凸形状のレンズＬ１３と、両凹形状のレンズＬ１４とが物体側から順に配置されている。また、第３の構成例（図３）では、物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状を有するレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有するレンズＬ１２と、両凸形状のレンズＬ１３と、両凹形状のレンズＬ１４とが物体側から順に配置されている。また、第４の構成例（図４）では、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有するレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状を有するレンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた負のメニスカス形状を有するレンズＬ１３と、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有するレンズＬ１４とが物体側から順に配置されている。 The first lens group G1 includes, in order from the object side, a front group FR having one positive lens and one negative lens, and a rear group RE having one positive lens and one negative lens. Specifically, for example, in the first configuration example (FIG. 1), a negative meniscus lens L11 having a convex surface facing the object side, a biconvex lens L12, and a negative surface having a convex surface facing the object side. A lens L13 having a meniscus shape and a lens L14 having a positive meniscus shape having a convex surface facing the object side are arranged in order from the object side. In the second configuration example (FIG. 2), a biconvex lens L11, a negative meniscus lens L12 having a convex surface facing the object side, a biconvex lens L13, and a biconcave lens. A lens L14 is arranged in order from the object side. In the third configuration example (FIG. 3), a lens L11 having a negative meniscus shape having a convex surface facing the object side, a lens L12 having a positive meniscus shape having a convex surface facing the object side, and a biconvex shape Lens L13 and a biconcave lens L14 are arranged in this order from the object side. In the fourth configuration example (FIG. 4), a lens L11 having a positive meniscus shape having a convex surface facing the object side, a lens L12 having a negative meniscus shape having a convex surface facing the object side, and A lens L13 having a negative meniscus shape having a convex surface and a lens L14 having a positive meniscus shape having a convex surface facing the object side are sequentially arranged from the object side.

第２レンズ群Ｇ２は、物体側の面Ｓ９が像側の面Ｓ１０よりも絶対値の大きな曲率を有する正のレンズＬ２１と、像側の面Ｓ１２が物体側の面Ｓ１１よりも絶対値の大きな曲率を有する負のレンズＬ２２と、両凸形状をなすレンズＬ２３とが物体側から順に配置されたものである。具体的には、例えば第１の構成例（図１）では、レンズＬ２１が両凸形状をなし、レンズＬ２２が両凹形状をなし、レンズＬ２３が両凸形状をなしている。また、第２の構成例（図２）では、レンズＬ２１が物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなし、レンズＬ２２が両凹形状をなし、レンズＬ２３が両凸形状をなしている。また、第３の構成例（図３）では、レンズＬ２１が物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなし、レンズＬ２２が物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなし、レンズＬ２３が両凸形状をなしている。また、第４の構成例（図４）では、レンズＬ２１が物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなし、レンズＬ２２が両凹形状をなし、レンズＬ２３が両凸形状をなしている。 The second lens group G2 includes a positive lens L21 in which the object-side surface S9 has a larger curvature than the image-side surface S10, and the image-side surface S12 has a larger absolute value than the object-side surface S11. A negative lens L22 having a curvature and a lens L23 having a biconvex shape are sequentially arranged from the object side. Specifically, for example, in the first configuration example (FIG. 1), the lens L21 has a biconvex shape, the lens L22 has a biconcave shape, and the lens L23 has a biconvex shape. In the second configuration example (FIG. 2), the lens L21 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side, the lens L22 has a biconcave shape, and the lens L23 has a biconvex shape. In the third configuration example (FIG. 3), the lens L21 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side, the lens L22 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side, and the lens L23 has a biconvex shape. There is no. In the fourth configuration example (FIG. 4), the lens L21 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side, the lens L22 has a biconcave shape, and the lens L23 has a biconvex shape.

第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた負のメニスカス形状を有するレンズＬ３１により構成されている。 The third lens group G3 includes a lens L31 having a negative meniscus shape with a convex surface facing the image side.

また、この結像レンズは、以下の式（１）で定義される紫外線領域でのアッベ数ν_UVの相互の差が７未満である２種以上のレンズ材料により構成されている。具体的には、紫外線領域での透過率が高い硝材である蛍石（ＣａＦ₂）および石英（ＳｉＯ₂）を用いている。本実施の形態では、正の屈折力を有するレンズが蛍石で構成され、負の屈折力を有するレンズが石英で構成されている。 Further, this imaging lens is composed of two or more kinds of lens materials in which the difference in Abbe number ν _UV in the ultraviolet region defined by the following formula (1) is less than 7. Specifically, fluorite (CaF ₂ ) and quartz (SiO ₂ ), which are glass materials having high transmittance in the ultraviolet region, are used. In the present embodiment, the lens having a positive refractive power is made of fluorite, and the lens having a negative refractive power is made of quartz.

ν_UV＝（Ｎ₃₆₅−１）／（Ｎ₂₇₀−Ｎ₄₀₀） ……（１）
但し、Ｎ₃₆₅は波長３６５ｎｍでの屈折率、Ｎ₂₇₀は波長２７０ｎｍでの屈折率、Ｎ₄₀₀は波長４００ｎｍでの屈折率である。 ν _UV = (N ₃₆₅ −1) / (N ₂₇₀ −N ₄₀₀ ) (1)
However, N ₃₆₅ is a refractive index at a wavelength of 365 nm, N ₂₇₀ is a refractive index at a wavelength of 270 nm, and N ₄₀₀ is a refractive index at a wavelength of 400 nm.

さらに、この結像レンズは、以下の式（２）および式（３）を共に満足するように構成されている。但し、ｄＧ２３は第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との光軸Ｚ１上における間隔、ｆは全系の焦点距離、ｆ３は第３レンズ群Ｇ３の焦点距離である。 Further, this imaging lens is configured to satisfy both the following expressions (2) and (3). However, dG23 is the distance on the optical axis Z1 between the second lens group G2 and the third lens group G3, f is the focal length of the entire system, and f3 is the focal length of the third lens group G3.

０．１５＜ｄＧ２３／ｆ＜０．３ ……（２）
−２．０＜ｆ３／ｆ＜−０．５ ……（３） 0.15 <dG23 / f <0.3 (2)
−2.0 <f3 / f <−0.5 (3)

さらに、以下の式（４）を満足するように構成されていることが望ましい。但し、ｆ２は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離である。 Furthermore, it is desirable to be configured to satisfy the following formula (4). Here, f2 is the focal length of the second lens group G2.

０．５＜ｆ２／ｆ＜１．５ ……（４） 0.5 <f2 / f <1.5 (4)

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。 Next, operations and effects of the imaging lens of the present embodiment configured as described above will be described.

この結像レンズでは、低屈折率であると共に式（１）で定義される紫外線領域でのアッベ数ν_UVの相互の差が小さな２種以上のレンズ材料を用いながらも、可視領域に限らず（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。第１レンズ群Ｇ１は正レンズおよび負レンズを少なくとも１枚ずつ含んでいるので、球面収差および色収差が特に良好に補正される。特に、前群ＦＲおよび後群ＲＥがそれぞれ１枚の正レンズと１枚の負レンズとの組み合わせからなるようにしたので、バランスの良いパワー配分がなされ、少ないレンズ枚数での良好な収差性能が実現されている。また、第２レンズ群Ｇ２において、正のレンズＬ２１と、負のレンズＬ２２と、正のパワーを持つレンズＬ２３とを物体側から順に配置するようにしたので、色収差が良好に補正されている。特に、レンズＬ２１における物体側の面Ｓ９が像側の面Ｓ１０よりも絶対値の大きな曲率を有すると共に、レンズＬ２２における像側の面Ｓ１２が物体側の面Ｓ１１よりも絶対値の大きな曲率を有しているので、球面収差が良好に補正される。さらに、式（２）〜（４）を満足するようにしたので、レンズ全長の増大を抑制しつつ、特に像面湾曲が良好に補正される。以下、式（２）〜（４）の意義について詳細に説明する。 In this imaging lens, two or more lens materials having a low refractive index and a small difference in Abbe number ν _UV in the ultraviolet region defined by the formula (1) are used, but not limited to the visible region. Good aberration performance is exhibited even in the ultraviolet region (for example, about 230 nm to 380 nm). Since the first lens group G1 includes at least one positive lens and one negative lens, spherical aberration and chromatic aberration are particularly favorably corrected. In particular, since the front group FR and the rear group RE are each composed of a combination of one positive lens and one negative lens, a well-balanced power distribution is achieved, and good aberration performance with a small number of lenses is achieved. It has been realized. In the second lens group G2, the positive lens L21, the negative lens L22, and the lens L23 having a positive power are arranged in order from the object side, so that chromatic aberration is corrected well. In particular, the object-side surface S9 of the lens L21 has a larger absolute value than the image-side surface S10, and the image-side surface S12 of the lens L22 has a larger absolute value than the object-side surface S11. Therefore, the spherical aberration is corrected well. Further, since the expressions (2) to (4) are satisfied, the curvature of field is particularly favorably corrected while suppressing an increase in the total lens length. Hereinafter, the significance of the formulas (2) to (4) will be described in detail.

式（２）は、全系の焦点距離ｆを基準として第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との光軸Ｚ１上における間隔の適正な範囲を規定している。式（２）を満足することにより、像面湾曲の補正と、レンズ全長のコンパクト化とをバランス良く実施することができる。 Expression (2) defines an appropriate range of the distance on the optical axis Z1 between the second lens group G2 and the third lens group G3 with reference to the focal length f of the entire system. By satisfying the expression (2), it is possible to carry out the correction of the curvature of field and the compactness of the entire lens length with a good balance.

ここで、式（２）の下限を下回ると第３レンズ群Ｇ３の負の屈折力が弱くなりすぎてしまうので、像面湾曲の補正が不十分となってしまう。すなわち、第３レンズ群Ｇ３を第２レンズ群Ｇ２に近づけた場合には第３レンズ群Ｇ３（レンズＬ３１）の発散作用により焦点距離ｆが長くなってしまうので、焦点距離ｆを一定以下に維持するためには第３レンズ群Ｇ３の屈折力を弱めなければならない。ところが、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が弱くなりすぎてしまうとペッツバール和の増大を抑えることが困難となることから、像面湾曲の補正が不十分となるのである。ここで、像面湾曲を十分に補正しようとすると焦点距離ｆが増大してしまうので、全体構成の大型化を招く。一方、式（２）の上限を上回ると第３レンズ群Ｇ３の負の屈折力が強くなりすぎてしまい、この場合においても像面湾曲を良好に補正することが困難となる。 Here, if the lower limit of Expression (2) is not reached, the negative refractive power of the third lens group G3 becomes too weak, so that the correction of field curvature becomes insufficient. That is, when the third lens group G3 is brought closer to the second lens group G2, the focal length f becomes longer due to the divergence action of the third lens group G3 (lens L31), so the focal length f is kept below a certain value. In order to do this, the refractive power of the third lens group G3 must be weakened. However, if the refractive power of the third lens group G3 becomes too weak, it becomes difficult to suppress an increase in Petzval sum, so that the correction of field curvature becomes insufficient. Here, if the curvature of field is sufficiently corrected, the focal length f increases, leading to an increase in the overall configuration. On the other hand, if the upper limit of Expression (2) is exceeded, the negative refractive power of the third lens group G3 becomes too strong, and even in this case, it is difficult to correct the field curvature well.

式（３）は、全系の屈折力（１／ｆ）に対する第３レンズ群Ｇ３の屈折力（１／ｆ３）の大きさを表す量（ｆ３／ｆ）の適正範囲を表す式である。第３レンズ群Ｇ３の屈折力配分を適正化することにより、像面湾曲の良好な補正を行うようにしている。 Expression (3) is an expression representing an appropriate range of an amount (f3 / f) representing the magnitude of the refractive power (1 / f3) of the third lens group G3 with respect to the refractive power (1 / f) of the entire system. By optimizing the refractive power distribution of the third lens group G3, good correction of the field curvature is performed.

条件式（４）は、全系の屈折力（１／ｆ）に対する第２レンズ群Ｇ２の屈折力（１／ｆ２）の大きさを表す量（ｆ２／ｆ）の適正範囲を表す式である。ここで、式（４）の下限を下回って第２レンズ群Ｇ２の正の屈折力が強くなりすぎると球面収差および像面湾曲が増大し、補正しきれなくなる。一方、式（４）の上限を超えて第２レンズ群Ｇ２の正の屈折力が弱くなりすぎると、レンズ全長が増大し、全体構成の大型化を招くこととなる。 Conditional expression (4) is an expression that represents an appropriate range of an amount (f2 / f) that represents the magnitude of the refractive power (1 / f2) of the second lens group G2 with respect to the refractive power (1 / f) of the entire system. . Here, if the positive refractive power of the second lens group G2 becomes too strong below the lower limit of the expression (4), the spherical aberration and the curvature of field increase and cannot be corrected. On the other hand, if the positive refractive power of the second lens group G2 becomes too weak beyond the upper limit of Expression (4), the total lens length increases, leading to an increase in the overall configuration.

このように、本実施の形態の結像レンズによれば、第１〜第３レンズ群Ｇ１〜Ｇ３を上記のように構成し、さらに各式（２）〜（４）を全て満足するようにしたので、コンパクトな全体構成でありながら、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。 As described above, according to the imaging lens of the present embodiment, the first to third lens groups G1 to G3 are configured as described above, and all the expressions (2) to (4) are satisfied. Therefore, extremely good aberration performance can be obtained even in the ultraviolet region while having a compact overall configuration.

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。 Next, specific numerical examples of the imaging lens according to the present embodiment will be described.

以下では、第１〜第４の数値実施例（実施例１〜４）をまとめて説明する。ここで、図５〜図８は、それぞれ図１〜図４に示した結像レンズの第１〜第４の構成例にそれぞれ対応する基本レンズデータを示している。 Below, the 1st-4th numerical example (Examples 1-4) is demonstrated collectively. 5 to 8 show basic lens data respectively corresponding to the first to fourth configuration examples of the imaging lens shown in FIGS. 1 to 4.

図５〜図８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４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、カバーガラスＣＧをも含めて像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１〜１８）の面の番号を示す。Ｒｉ（曲率半径）の欄には、図１〜図４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４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、Ｎｊ（屈折率）の欄には、カバーガラスＣＧも含めて、物体側からｊ番目（ｊ＝１〜９）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。さらに、硝種の欄には、各レンズを構成する硝種を示す。 In the column of Si (surface number) in FIGS. 5 to 8, the surface of the component closest to the object side is associated with the symbol Si shown in FIGS. First, the number of the i-th surface (i = 1 to 18) that sequentially increases toward the image side including the cover glass CG is shown. In the column of Ri (curvature radius), the value of the curvature radius of the i-th surface Si from the object side is shown in correspondence with the symbol Ri shown in FIGS. The portion where the value of the curvature radius Ri is ∞ indicates that it is a plane. Similarly, in the column of Di (surface interval), the distance on the optical axis between the i-th surface Si and the i + 1-th surface Si + 1 from the object side is associated with the reference symbol Di shown in FIGS. Show. Here, the unit of curvature radius Ri and surface interval Di is millimeter (mm). Further, in the column of Nj (refractive index), the value of the refractive index with respect to the i-line (wavelength: 365.0 nm) of the j-th lens element (j = 1 to 9) from the object side including the cover glass CG. Show. Furthermore, the glass type column shows the glass types constituting each lens.

また、図５〜図８の欄外に、実施例１〜４における全系の焦点距離ｆ、第２レンズ群の焦点距離ｆ２、第３レンズ群の焦点距離ｆ３の各々の値（いずれも単位はミリメートル［ｍｍ］）をそれぞれ示す。 5 to 8, the values of the focal length f of the entire system, the focal length f2 of the second lens group, and the focal length f3 of the third lens group in Examples 1 to 4 (both are in units) Millimeters [mm]).

図９には、蛍石および石英における３６５ｎｍ、２７０ｎｍ、４００ｎｍの波長光に対する屈折率をそれぞれ示す。さらに、図１０には、図９に示した数値を式（１）に当てはめることにより算出した紫外線領域での蛍石および石英のアッベ数ν_UVと、それらの差分とを示す。図１０に示したように、アッベ数ν_UVの差分は７未満（６．３）となっている。 FIG. 9 shows the refractive indices of fluorite and quartz with respect to light having wavelengths of 365 nm, 270 nm, and 400 nm, respectively. Further, FIG. 10 shows the Abbe numbers ν _UV of fluorite and quartz in the ultraviolet region calculated by applying the numerical values shown in FIG. 9 to Equation (1), and the difference therebetween. As shown in FIG. 10, the difference in Abbe number ν _UV is less than 7 (6.3).

さらに、実施例１〜４の結像レンズにおける各式（２）〜（４）に対応する数値を図１１にまとめて示す。 Furthermore, numerical values corresponding to the expressions (2) to (4) in the imaging lenses of Examples 1 to 4 are collectively shown in FIG.

図１１に示したデータから明らかなように、実施例１〜４の結像レンズは、いずれも式（２）〜（４）を全て満足している。 As is clear from the data shown in FIG. 11, the imaging lenses of Examples 1 to 4 all satisfy the expressions (2) to (4).

図１２（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１２（Ａ）においては、２７０ｎｍ，３６５ｎｍ，４００ｎｍの波長の各光線に対応した曲線を示す。非点収差を示す図１２（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１３（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１３（Ａ）〜（Ｄ）はタンジェンシャル方向のコマ収差を示し、図１３（Ｅ）〜（Ｇ）はサジタル方向のコマ収差を示す。図１３（Ａ）〜（Ｃ）および図１３（Ａ）〜（Ｇ）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。 12A to 12C show spherical aberration, astigmatism, and distortion (distortion aberration) in the imaging lens of Example 1. FIG. In FIG. 12A showing the spherical aberration, curves corresponding to light rays having wavelengths of 270 nm, 365 nm, and 400 nm are shown. In FIG. 12B showing astigmatism, the solid line indicates the sagittal aberration, and the broken line indicates the tangential (meridional) aberration. FNO. Represents the F number, and ω represents the half angle of view. Further, FIGS. 13A to 13G show coma aberration at each half angle of view ω in the imaging lens of Example 1. FIG. 13A to 13D show coma aberration in the tangential direction, and FIGS. 13E to 13G show coma aberration in the sagittal direction. In FIGS. 13A to 13C and FIGS. 13A to 13G, those that do not clearly indicate the wavelength indicate aberration with respect to i-line.

同様に、実施例２についての諸収差を図１４（Ａ）〜（Ｃ）および図１５（Ａ）〜（Ｇ）に示し、実施例３についての諸収差を図１６（Ａ）〜（Ｃ）および図１７（Ａ）〜（Ｇ）に示し、実施例４についての諸収差を図１８（Ａ）〜（Ｃ）および図１９（Ａ）〜（Ｇ）に示す。 Similarly, various aberrations for Example 2 are shown in FIGS. 14A to 14C and FIGS. 15A to 15G, and various aberrations for Example 3 are shown in FIGS. 16A to 16C. 17A to 17G and various aberrations for Example 4 are shown in FIGS. 18A to 18C and FIGS. 19A to 19G.

以上、各数値データおよび各収差図から明らかなように、本実施例の結像レンズでは、コンパクトな構成でありながら紫外線領域から可視領域に亘って極めて良好な収差性能が発揮されている。 As is apparent from the numerical data and the aberration diagrams, the imaging lens of the present example exhibits a very good aberration performance from the ultraviolet region to the visible region while having a compact configuration.

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。また、レンズ材料として蛍石および石英を用いるようにしたが、これに限定されるものではない。 The present invention has been described above with reference to some embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the above embodiments and examples, and various modifications can be made. For example, the values of the radius of curvature, the surface interval, and the refractive index of each lens component are not limited to the values shown in the above numerical examples, but can take other values. Further, although fluorite and quartz are used as the lens material, the present invention is not limited to this.

本発明の一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。1 is a cross-sectional view illustrating a first configuration example of an imaging lens as one embodiment of the present invention and corresponding to Example 1. FIG. 本発明の一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。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a second configuration example of an imaging lens according to an embodiment of the present invention and corresponding to Example 2; 本発明の一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。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a third configuration example of the imaging lens as one embodiment of the present invention and corresponding to Example 3; 本発明の一実施の形態としての結像レンズにおける第４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。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a fourth configuration example of an imaging lens as an embodiment of the present invention and corresponding to Example 4; 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。3 is an explanatory diagram illustrating basic lens data in the imaging lens of Embodiment 1. FIG. 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。6 is an explanatory diagram showing basic lens data in the imaging lens of Embodiment 2. FIG. 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。6 is an explanatory diagram showing basic lens data in an imaging lens of Example 3. FIG. 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。FIG. 6 is an explanatory diagram showing basic lens data in the imaging lens of Example 4. 実施例１〜４の各結像レンズに使用される硝材の屈折率を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the refractive index of the glass material used for each imaging lens of Examples 1-4. 実施例１〜４の各結像レンズに使用される硝材の紫外線領域でのアッベ数を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the Abbe number in the ultraviolet region of the glass material used for each imaging lens of Examples 1-4. 実施例１〜４の各結像レンズにおける式（２）〜（４）に対応する数値を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the numerical value corresponding to Formula (2)-(4) in each imaging lens of Examples 1-4. 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。FIG. 6 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in the imaging lens of Example 1. 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。3 is an aberration diagram illustrating coma aberration in the imaging lens of Example 1. FIG. 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。FIG. 6 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in the imaging lens of Example 2. 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。FIG. 6 is an aberration diagram showing coma aberration in the imaging lens of Example 2. 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。FIG. 6 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in the imaging lens of Example 3. 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。10 is an aberration diagram illustrating coma aberration in the imaging lens of Example 3. FIG. 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。FIG. 6 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in the imaging lens of Example 4. 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。10 is an aberration diagram illustrating coma aberration in the imaging lens of Example 4. FIG.

Explanation of symbols

Ｇ１〜Ｇ３…第１〜第３レンズ群、ＣＧ…カバーガラス、ＦＲ…前群、ＲＥ…後群、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、Ｚ１…光軸。
G1 to G3: first to third lens groups, CG: cover glass, FR: front group, RE: rear group, Si: i-th lens surface from the object side, Ri: i-th lens surface from the object side Radius of curvature, Di: the distance between the i-th lens surface and the (i + 1) -th lens surface from the object side, Z1: optical axis.

Claims

An imaging lens composed of two or more lens materials in which the difference in Abbe number ν _UV in the ultraviolet region defined by the following formula (1) is less than 7,
In order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a positive refractive power, a third lens group having negative refractive power,
The second lens group includes, in order from the object side, a positive lens whose surface on the object side has a larger curvature than the surface on the image side, and a curvature on which the surface on the image side has a larger absolute value than the surface on the object side. a negative lens having, and a double-convex lens,
Further, the imaging lens is configured to satisfy both of the following expressions (2) and (3).
ν _UV = (N ₃₆₅ −1) / (N ₂₇₀ −N ₄₀₀ ) (1)
0.15 <dG23 / f <0.3 (2)
−2.0 <f3 / f <−0.5 (3)
However,
N ₃₆₅ : Refractive index at a wavelength of 365 nm N ₂₇₀ : Refractive index at a wavelength of 270 nm N ₄₀₀ : Refractive index at a wavelength of 400 nm dG23: Spacing on the optical axis between the second lens group and the third lens group f: Whole system Focal length f3: Focal length of the third lens group

Furthermore, it is comprised so that the following formula | equation (4) may be satisfied. The imaging lens of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
0.5 <f2 / f <1.5 (4)
However,
f2: Focal length of the second lens group

The first lens group includes a front group having one positive lens and one negative lens and a rear group having one positive lens and one negative lens in order from the object side. Or the imaging lens of Claim 2.

The two or more kinds of lens materials are fluorite (CaF ₂ ) and quartz (SiO ₂ ),
The imaging lens according to any one of claims 1 to 3, wherein all positive lenses are made of fluorite and all negative lenses are made of quartz.