JP5642891B2 - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は撮像レンズ、特に電子カメラ等の撮像装置に好適な小型のレンズに関するものである。また本発明は、そのような撮像レンズを備えた撮像装置に関するものである。

近年、例えばＡＰＳフォーマットやフォーサーズフォーマット等に準拠する大型の撮像素子を搭載したデジタルカメラが市場に多く供給されている。最近では、デジタル一眼レフカメラに限らず、上記の大型の撮像素子を用いつつ、レフレックスファインダーを持たないレンズ交換式のデジタルカメラや、コンパクトカメラも提供されている。これらのカメラの利点は、高画質でありながら、システム全体が小型で携帯性に優れている点にある。そして、カメラの小型化に伴って、レンズ系の小型化かつ薄型化の要求が非常に高まっている。

このような大型の撮像素子に対応しつつも、レンズ枚数が少なくかつ小型の撮像レンズとして、例えば、特許文献１〜４に記載されたものが提案されている。特許文献１〜４に記載された撮像レンズにおいては、共通して最も物体側に負レンズが配置されており、いわゆるレトロフォーカスタイプ、あるいはこれに準ずるようなパワー配置を有するレンズ構成となっている。

特開２００９−２３７５４２号公報 特開２００９−２５８１５７号公報 特開２０１０−１８６０１１号公報 特開２０１１−５９２８８号公報

カメラ、特に一眼レフカメラの交換レンズとして用いられる撮像レンズにおいては、レンズ系と撮像素子との間に各種光学素子を挿入するため、あるいはレフレックスファインダー用の光路長を確保するために、長いバックフォーカスが必要な場合がある。このような場合、レトロフォーカスタイプのパワー配置が適している。

一方、上述したＡＰＳフォーマット等の大型の撮像素子を用いた撮像装置においても、レフレックスファインダーを持たないレンズ交換式のカメラ、あるいはレンズ一体型のコンパクトカメラ等、その構成によっては、一眼レフカメラ用の交換レンズほどの長いバックフォーカスを必要としない場合がある。

ここで、特許文献１〜４に記載の撮像レンズは、共通して、最も物体側に負レンズが配置され、絞りから像面側には、負レンズ、正レンズおよび正レンズが配置された構成となっている。このようなタイプの撮像レンズにおいては、長いバックフォーカスおよび光学性能の双方を確保するために、光学全長が必然的に長くなってしまう。

特許文献１〜４に記載された撮像レンズを、上述したＡＰＳフォーマット等の大型の撮像素子を用いた撮像装置に対して適用した場合、高い光学性能を確保することができる。しかしながら、システム全体が小型で携帯性に優れた撮像装置に応じて、撮像レンズも小型化することが望まれている。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、大型の撮像素子に対応できる光学性能を確保しつつ、撮像素子への入射角を抑え、さらには小型に形成可能な薄型かつ低コストの撮像レンズ、およびこの撮像レンズを適用し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、第１レンズ群、絞り、および第２レンズ群から構成され、
前記第１レンズ群は、最も物体側に配置された負レンズと、該負レンズよりも像側に配置された正レンズとを含む３枚以下のレンズから構成され、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負レンズ、および該負レンズに接合された正レンズを有し、
前記第２レンズ群は、正レンズおよび負レンズの２枚のレンズが接合された接合レンズと、該接合レンズよりも像側に配置された、正の屈折力を有する単レンズとを含む５枚以下のレンズから構成され、
下記条件式（１）〜（４）を満足することを特徴とするものである。

ＮｄｆＬ＞１．６５ … （１）
２０＜νｄｆＬ＜４０ … （２）
４＜νｄ２ｐ−νｄ２ｎ＜２５ … （３）
ＮｄｒＬ＞１．７ …（４）
ただし、
ＮｄｆＬ：前記第１レンズ群の前記最も物体側に配置された負レンズのｄ線に対する屈折率
νｄｆＬ：前記第１レンズ群の前記最も物体側に配置された負レンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ２ｐ：前記第２レンズ群の前記接合レンズを構成する正レンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ２ｎ：前記第２レンズ群の前記接合レンズを構成する負レンズのｄ線に対するアッベ数
ＮｄｒＬ：前記第２レンズ群を構成する前記単レンズのｄ線に対する屈折率
なお、第２レンズ群の接合レンズにおける正レンズおよび負レンズは、いずれが物体側にあってもよいものである。

また、本発明の撮像レンズは、第１レンズ群と第２レンズ群とからなるものであるが、２つのレンズ群以外に，実質的にパワーを持たないレンズ、絞りやカバーガラス等のレンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手ぶれ補正機構等の機構部分等を持つものも含むものであってもよい。

また、本発明においては、凸面、凹面、平面、両凹、メニスカス、両凸、平凸および平凹等といったレンズの面形状、正および負といったレンズの屈折力の符号は、非球面が含まれているものについては特に断りのない限り近軸領域で考えるものとする。また、本発明においては、曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負とすることにする。

また、本発明による撮像レンズにおいては、下記条件式（１−１）、（２−１）および（３−１）の少なくとも１つを満足することが好ましい。

ＮｄｆＬ＞１．６６ … （１−１）
２３＜νｄｆＬ＜３８ … （２−１）
６＜νｄ２ｐ−νｄ２ｎ＜２４ … （３−１）
また、本発明による撮像レンズにおいては、前記第１レンズ群は、正の屈折力を有することが好ましい。

また、本発明による撮像レンズにおいては、下記条件式（５）を満足することが好ましい。

−０．０５＜Ｎｄ２ｐ−Ｎｄ２ｎ＜０．２０ … （５）
ただし、
Ｎｄ２ｐ：前記第２レンズ群の前記接合レンズを構成する正レンズのｄ線に対する屈折率
Ｎｄ２ｎ：前記第２レンズ群の前記接合レンズを構成する負レンズのｄ線に対する屈折率
この場合、下記条件式（５−１）を満足することがより好ましい。

−０．０３＜Ｎｄ２ｐ−Ｎｄ２ｎ＜０．１８ … （５−１）
また、本発明による撮像レンズにおいては、下記条件式（６）を満足することが好ましい。

０．０５＜ｆ／ｆ２ｃ＜０．９０ … （６）
ただし、
ｆ２ｃ：前記第２レンズ群の接合レンズの焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
この場合、下記条件式（６−１）を満足することがより好ましい。

０．０８＜ｆ／ｆ２ｃ＜０．８５ … （６−１）
また、本発明による撮像レンズにおいては、下記条件式（７）を満足することが好ましい。

０＜ｆ／ｆ２＜０．６ … （７）
ただし、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
この場合、下記条件式（７−１）を満足することがより好ましい。

０．０２＜ｆ／ｆ２＜０．５８ … （７−１）
また、本発明による撮像レンズにおいては、下記条件式（８）を満足することが好ましい。

２．２＜ＴＬ／Ｙ＜３．２ … （８）
ただし、
ＴＬ：全系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離（バックフォーカス分は空気換算長）
Ｙ：最大像高
この場合、下記条件式（８−１）を満足することがより好ましい。

２．３＜ＴＬ／Ｙ＜３．１ … （８−１）
なお、最大像高Ｙは、レンズの設計仕様、および搭載される装置の仕様等によって決めることができる。

また、本発明による撮像レンズにおいては、前記第２レンズ群は、少なくとも１面が非球面の非球面レンズを少なくとも１枚有することが好ましい。

この場合、前記第２レンズ群の最も像側には、正の屈折力を有し、両面ともに球面形状である単レンズが配置され、該正の屈折力を有する単レンズよりも物体側に前記非球面レンズが配置されていることが好ましい。

また、この場合、全系における前記非球面レンズ以外のレンズは、球面レンズであることが好ましい。

また、本発明による撮像レンズにおいては、前記第２レンズ群は、最も像側に配置された正の屈折力を有する単レンズ、該単レンズよりも物体側に配置された２枚接合レンズ、および１枚の単レンズの４枚のレンズから構成されることが好ましい。

本発明による撮像装置は、上述した本発明による撮像レンズを備えたことを特徴とするものである。

本発明の撮像レンズは、第１レンズ群を少なくとも１枚の負レンズと１枚の正レンズとから構成することにより、第１レンズ群で発生する球面収差、像面湾曲、および色収差等の諸収差をバランスよく補正することができる。また、第２レンズ群に接合レンズを設けることにより、色収差を良好に補正することができる。また、接合レンズよりも像面側に正の屈折力を有する単レンズを配置することにより、バックフォーカスを長くし過ぎずに、周辺光線の射出角度を抑えることができる。

また、条件式（１）〜（４）を満足することにより、小型化を達成できるとともに、諸収差を良好に補正して、結像領域周辺部まで良好な像を得ることができる高い光学性能を有する撮像レンズを実現することができる。

本発明による撮像装置は、本発明の撮像レンズを備えているため、小型で安価に構成でき、諸収差が補正された解像度の高い良好な像を得ることができる。

本発明の実施例１に係る撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例２に係る撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例３に係る撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例４に係る撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例５に係る撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例６に係る撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例７に係る撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 （Ａ）〜（Ｄ）は本発明の実施例１に係る撮像レンズの各収差図 （Ａ）〜（Ｄ）は本発明の実施例２に係る撮像レンズの各収差図 （Ａ）〜（Ｄ）は本発明の実施例３に係る撮像レンズの各収差図 （Ａ）〜（Ｄ）は本発明の実施例４に係る撮像レンズの各収差図 （Ａ）〜（Ｄ）は本発明の実施例５に係る撮像レンズの各収差図 （Ａ）〜（Ｄ）は本発明の実施例６に係る撮像レンズの各収差図 （Ａ）〜（Ｄ）は本発明の実施例７に係る撮像レンズの各収差図 本発明の一実施形態に係る撮像装置の概略構成図 本発明の別の実施形態に係る撮像装置の概略構成図 本発明の別の実施形態に係る撮像装置の概略構成図

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は、本発明の実施形態に係る撮像レンズの構成例を示す断面図であり、後述する実施例１の撮像レンズに対応している。また図２〜図７は、本発明の実施形態に係る別の構成例を示す断面図であり、それぞれ後述する実施例２〜７の撮像レンズに対応している。図１〜図７に示す例の基本的な構成は互いに略同様であり、図示方法も同様であるので、ここでは主に図１を参照しながら、本発明の実施形態に係る撮像レンズについて説明する。

図１では左側を物体側、右側を像側として、無限遠合焦状態での光学系配置を示している。これは、後述する図２〜図７においても同様である。

本実施形態の撮像レンズは、レンズ群として物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とから構成されている。なお、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間には、開口絞りＳｔが配置されている。

第１レンズ群Ｇ１は、最も物体側に配置された負レンズと、負レンズよりも像側に配置された正レンズとを含む３枚以下のレンズから構成されている。本実施形態では、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負レンズである第１−１レンズＬ１１、および第１−１レンズＬ１１に接合された正レンズである第１−２レンズＬ１２の２枚のレンズから構成されている。

なお、後述する実施例２〜４，６，７においても、第１レンズ群Ｇ１は同様の構成とされる。一方、実施例５では、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負レンズである第１−１レンズＬ１１、第１−１レンズＬ１１に接合された正レンズである第１−２レンズＬ１２、および負レンズである第１−３レンズＬ１３の３枚のレンズから構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、正レンズおよび負レンズの２枚のレンズが接合された接合レンズと、接合レンズよりも像側に配置された、正の屈折力を有する単レンズとを含む５枚以下のレンズから構成されている。本実施形態においては、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹形状を有する第２−１レンズＬ２１、第２−１レンズＬ２１に接合された両凸形状を有する第２−２レンズＬ２２、像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負レンズである第２−３レンズＬ２３、および両凸形状を有する第２−４レンズＬ２４の４枚のレンズから構成されている。

なお、後述する実施例２においても、第２レンズ群Ｇ２は同様の構成とされる。一方、実施例３においては、第２−３レンズＬ２３の物体側の面が非球面とされている。また、実施例４，７においては、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正レンズである第２−１レンズＬ２１、両凹形状を有する第２−２レンズＬ２２、第２−２レンズＬ２２に接合された両凸形状を有する第２−３レンズＬ２３、負の屈折力を有し、像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する第２−４レンズＬ２４、および両凸形状を有する第２−５レンズＬ２５の５枚のレンズから構成されている。

また、実施例５，６においては、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する、物体側および像側の面が非球面とされた正レンズである第２−１レンズＬ２１、両凸形状を有する第２−２レンズＬ２２、第２−２レンズＬ２２に接合された両凹形状を有する第２−３レンズＬ２３、および物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正レンズである第２−４レンズＬ２４の４枚のレンズから構成されている。

また、図１に示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさや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。またここに示すＳｉｍは結像面であり、後述するようにこの位置に、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等からなる撮像素子が配置される。

また、図１には、第２レンズ群Ｇ２と結像面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。撮像レンズを撮像装置に適用する際には、レンズを装着する撮像装置側の構成に応じて、光学系と結像面Ｓｉｍの間にカバーガラス、赤外線カットフィルタやローパスフィルタ等の各種フィルタ等を配置することが多い。上記光学部材ＰＰは、それらを想定したものである。

なお、本実施形態の撮像レンズにおいて、フォーカシングは、光学系全体を光軸Ｚに沿って移動させることにより行われる。

本実施形態の撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１を少なくとも１枚の負レンズである第１−１レンズＬ１１と、１枚の正レンズである第１−２レンズＬ１２とで構成しているため、第１レンズ群Ｇ１で発生する球面収差、像面湾曲および色収差等の諸収差をバランスよく補正することができる。また、第１−１レンズＬ１１と第１−２レンズＬ１２とを接合して接合レンズとしているため、良好な色消しを実現することができる。

特に第１レンズ群Ｇ１を、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負レンズ、およびこの負レンズに接合された正レンズから構成しているため、第１レンズ群Ｇ１で発生する球面収差、像面湾曲、および色収差等の諸収差をバランスよく補正することができる。

また、第２レンズ群Ｇ２に接合レンズを設けているため、色収差を良好に補正することができる。また、接合レンズよりも像面側に正の屈折力を有する単レンズを配置することにより、バックフォーカスを長くし過ぎずに、周辺光線の射出角度を抑えることができる。

また、本実施形態の撮像レンズは、上記構成を有するとともに、下記条件式（１）〜（４）を満足している。

ＮｄｆＬ＞１．６５ … （１）
２０＜νｄｆＬ＜４０ … （２）
４＜νｄ２ｐ−νｄ２ｎ＜２５ … （３）
ＮｄｒＬ＞１．７ …（４）
ただし、
ＮｄｆＬ：第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に配置された負レンズのｄ線に対する屈折率
νｄｆＬ：第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に配置された負レンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ２ｐ：第２レンズ群Ｇ２の接合レンズを構成する正レンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ２ｎ：第２レンズ群Ｇ２の接合レンズを構成する負レンズのｄ線に対するアッベ数
ＮｄｒＬ：第２レンズ群Ｇ２を構成する単レンズのｄ線に対する屈折率
なお、図１において、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に配置された負レンズは、第１−１レンズＬ１１に対応し、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズを構成する正レンズは、第２−２レンズＬ２２に対応し、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズを構成する負レンズは、第２−１レンズＬ２１に対応し、第２レンズ群Ｇ２を構成する単レンズは、第２−４レンズＬ２４に対応する。

また、これらの条件式（１）〜（４）が規定する範囲内で、特に下記条件式（１−１）、（２−１）および（３−１）の少なくとも１つを満足している。

ＮｄｆＬ＞１．６６ … （１−１）
２３＜νｄｆＬ＜３８ … （２−１）
６＜νｄ２ｐ−νｄ２ｎ＜２４ … （３−１）
ここで、条件式（１）〜（４）が規定する条件、つまり文字式の部分の具体的な値については、表１１において実施例毎にまとめて記載してある。これは後述する条件式（５）〜（８）に関しても同様である。

以上のように条件式（１）〜（４）を全て満足することにより、本実施形態の撮像レンズは以下の効果を奏する。すなわち、条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に配置された負レンズ（図１における第１−１レンズＬ１１）の屈折率を規定しており、下限値を下回ると、非点収差およびコマ収差を補正することが困難となり、好ましくない。

条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に配置された負レンズのアッベ数を規定しており、条件式（２）の範囲を外れると、色収差、特に軸上色収差の補正が困難となり、好ましくない。

条件式（３）は、第２レンズ群Ｇ２に配置された接合レンズを構成する正レンズと負レンズ（図１における第２−２レンズＬ２２と第２−１レンズＬ２１）とのアッベ数差を規定しており、条件式の範囲を外れると、軸上色収差および倍率色収差をともにバランスよく補正することが困難となり、好ましくない。

条件式（４）は、第２レンズ群Ｇ２に配置され、接合レンズよりも像面側に配置された少なくとも１枚の正の屈折力を有する単レンズ（図１における第２−４レンズＬ２４）の屈折率を規定しており、下限値を下回ると、ペッツバール和のコントロールが困難となり、像面湾曲の補正が困難となる。

そして本実施形態の撮像レンズにおいては、条件式（１）〜（４）が規定する範囲内で特に条件式（１−１）〜（３−１）も全て満足することで、上述の効果がより顕著なものとなる。なお、条件式（１−１）〜（３−１）を全て満足する必要はなく、そのうち１つでも満足していれば、上記効果がより高いものとなる。

また、本実施形態の撮像レンズにおいては、第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有するものとなっており、これにより、レンズ系を小型化することができる。

また、本実施形態の撮像レンズは、下記条件式（５）を満足しており、さらには、条件式（５）が規定する範囲内で特に下記条件式（５−１）を満足している。

−０．０５＜Ｎｄ２ｐ−Ｎｄ２ｎ＜０．２０ … （５）
−０．０３＜Ｎｄ２ｐ−Ｎｄ２ｎ＜０．１８ … （５−１）
ただし、
Ｎｄ２ｐ：第２レンズ群Ｇ２の接合レンズを構成する正レンズのｄ線に対する屈折率
Ｎｄ２ｎ：第２レンズ群Ｇ２の接合レンズを構成する負レンズのｄ線に対する屈折率
条件式（５）は、第２レンズ群Ｇ２に配置された接合レンズを構成する正レンズと負レンズとの屈折率差を規定しており、条件式の範囲を外れると、球面収差および倍率色収差の補正が困難となり、好ましくない。

そして本実施形態の撮像レンズにおいては、条件式（５）が規定する範囲内で特に条件式（５−１）も満足することで、上述の効果がより顕著なものとなる。

また、本実施形態の撮像レンズは、下記条件式（６）を満足しており、さらには、条件式（６）が規定する範囲内で特に下記条件式（６−１）を満足している。

０．０５＜ｆ／ｆ２ｃ＜０．９０ … （６）
０．０８＜ｆ／ｆ２ｃ＜０．８５ … （６−１）
ただし、
ｆ２ｃ：第２レンズ群Ｇ２の接合レンズの焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
条件式（６）は、第２レンズ群Ｇ２に配置された接合レンズの焦点距離と全系の焦点距離との関係を規定しており、上限値を上回ると、倍率色収差の補正が困難となり、好ましくない。逆に、下限値を下回ると、非点収差の補正が困難となり、好ましくない。

そして本実施形態の撮像レンズにおいては、条件式（６）が規定する範囲内で特に条件式（６−１）も満足することで、上述の効果がより顕著なものとなる。

また、本実施形態の撮像レンズは、下記条件式（７）を満足しており、さらには、条件式（７）が規定する範囲内で特に下記条件式（７−１）を満足している。

０＜ｆ／ｆ２＜０．６ … （７）
０．０２＜ｆ／ｆ２＜０．５８ … （７−１）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
条件式（７）は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離と全系の焦点距離との関係を規定しており、上限値を上回ると、収差補正、特に像面湾曲および歪曲収差の補正が困難となるため、好ましくない。逆に、下限値を下回ると、収差補正の点では有利になるが、レンズ全長が大きくなってしまうため、好ましくない。

そして本実施形態の撮像レンズにおいては、条件式（７）が規定する範囲内で特に条件式（７−１）も満足することで、上述の効果がより顕著なものとなる。

また、本実施形態の撮像レンズは、下記条件式（８）を満足しており、さらには、条件式（８）が規定する範囲内で特に下記条件式（８−１）を満足している。

２．２＜ＴＬ／Ｙ＜３．２ … （８）
２．３＜ＴＬ／Ｙ＜３．１ … （８−１）
ただし、
ＴＬ：全系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離（バックフォーカス分は空気換算長）
Ｙ：最大像高
なお、最大像高Ｙは、レンズの設計仕様、および搭載される装置の仕様等によって決めることができる。

条件式（８）は、光学全長と最大像高との関係を示しており、上限値を上回ると、収差補正上は有利になるが、レンズ系全体が大きくなり、携帯性の面で好ましくない。逆に、下限値を下回ると、レンズ系全体での球面収差および像面湾曲の補正が困難となり、好ましくない。

そして本実施形態の撮像レンズにおいては、条件式（８）が規定する範囲内で特に条件式（８−１）も満足することで、上述の効果がより顕著なものとなる。

また、本実施形態の撮像レンズにおいては、第２レンズ群Ｇ２を、少なくとも１面が非球面の非球面レンズを少なくとも１枚有するものとすることにより、軸上および軸外の収差のバランスを良好に保つことができ、像面湾曲を良好に補正することができる。

この場合、第２レンズ群Ｇ２の最も像側に、正の屈折力を有し、両面ともに球面形状である単レンズを配置することにより、バックフォーカスを長くし過ぎずに、周辺光線の射出角度を抑えることができる。また、この正レンズを必要なバックフォーカスが確保可能な範囲で、像面により近づけることによって、小型化にはより有利なものとなる。

なお、より像面側に配置されるレンズに非球面を設けた方が、レンズ面を通過するそれぞれの像高に向かう光線同士が分離されているため、非球面の効果を利用し易い。しかしながら、本実施形態の撮像レンズと同タイプの撮像レンズでは、像面側に向かうにつれてレンズ径が急に大きくなるため、コストが高くなってしまうという問題がある。特に本実施形態の撮像レンズは、大型の撮像素子を想定したものであり、最終レンズの外径が非常に大きくなってしまう。本実施形態の撮像レンズは薄型化を優先しており、広画角や大口径等、収差補正が特別に難しい状態でなければ、絞りＳｔに近い位置であっても、ある程度の収差補正能力を有しつつ、低コスト化も実現できる。このため、最終レンズよりも手前のレンズに非球面を設ける方が好ましい。

また、この場合、全系における非球面以外のレンズを球面レンズとすることにより、低コスト化を図ることができる。

また、第２レンズ群Ｇ２を、最も像側に配置された正の屈折力を有する単レンズ、単レンズよりも物体側に配置された２枚接合レンズ、および１枚の単レンズの４枚のレンズから構成することにより、最低限のレンズ枚数で撮像レンズを構成することができ、薄型化、低コスト化、軽量化を図ることができる。

次に、本発明の撮像レンズの実施例について、特に数値実施例を主に詳しく説明する。

＜実施例１＞
実施例１の撮像レンズのレンズ群の配置を図１に示す。なお、図１の構成におけるレンズ群および各レンズの詳細な説明は上述した通りであるので、以下では特に必要のない限り重複した説明は省略する。

表１に、実施例１の撮像レンズの基本レンズデータを示す。ここでは、光学部材ＰＰも含めて示している。表１において、Ｓｉの欄には最も物体側にある構成要素の物体側の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するように構成要素に面番号を付したときのｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示す。Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示している。また、Ｎｄｊの欄には最も物体側の構成要素を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の構成要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目の構成要素のｄ線に対するアッベ数を示している。また、この基本レンズデータには、開口絞りＳｔも含めて示しており、開口絞りＳｔに相当する面の曲率半径の欄には、∞（絞り）と記載している。

表１の曲率半径Ｒおよび面間隔Ｄの値の単位はｍｍである。また表１中では、所定の桁でまるめた数値を記載している。そして曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。そして表１の下には、レンズ系全体の焦点距離ｆ、およびＦＮｏ．を併せて示してある。

以上述べた表１の記載の仕方は、後述する表２，３，５，６，８，１０においても同様である。

以下に記載する表では全て、上述したように長さの単位としてｍｍを用い、角度の単位として度（°）を用いているが、光学系は比例拡大または比例縮小して使用することが可能であるため、他の適当な単位を用いることもできる。

ここで、実施例１の撮像レンズの無限遠合焦状態における球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差を、それぞれ図８の（Ａ）〜（Ｄ）に示す。各収差はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準としたものであるが、球面収差図では波長４６０．０ｎｍおよび６１５．０ｎｍに関する収差も示し、特に倍率色収差図では波長４６０．０ｎｍおよび６１５．０ｎｍに関する収差を示す。非点収差図では、サジタル方向については実線で、タンジェンシャル方向については点線で示している。球面収差図のＦＮｏ．はＦ値を意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。以上述べた収差の表示方法は、後述する図９〜図１４においても同様である。

＜実施例２＞
図２に、実施例２の撮像レンズにおけるレンズ群の配置を示す。表２に実施例２の撮像レンズの基本レンズデータを示す。図９の（Ａ）〜（Ｄ）に、実施例２の撮像レンズの各収差図を示す。

＜実施例３＞
図３に、実施例３の撮像レンズにおけるレンズ群の配置を示す。表３に実施例３の撮像レンズの基本レンズデータを示す。また表３のレンズデータでは、非球面の面番号に＊印を付しており、非球面の曲率半径として近軸の曲率半径の数値を示している。

また表４に、実施例３の撮像レンズの非球面データを示す。ここでは、非球面の面番号と、その非球面に関する非球面係数を示す。ここで非球面係数の数値の「Ｅ−ｎ」（ｎ：整数）は、「×１０^-n」を意味する。なお非球面係数は、下記非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝３、４、５、…１０）の値である。

Ｚｄ＝Ｃ・ｈ²／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ²・ｈ²）^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：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数（ｍ＝３、４、５、…１０）
以上述べた表４の記載の仕方は、後述する表７，９においても同様である。

また、図１０の（Ａ）〜（Ｄ）に、実施例３の撮像レンズの各収差図を示す。

＜実施例４＞
図４に、実施例４の撮像レンズにおけるレンズ群の配置を示す。実施例４の撮像レンズは、上述した実施例１の撮像レンズと略同様の構成とされているが、第２レンズ群Ｇ２が、物体側から順に、像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正レンズである第２−１レンズＬ２１、両凹形状を有する第２−２レンズＬ２２、第２−２レンズＬ２２に接合された両凸形状を有する第２−３レンズＬ２３、負の屈折力を有し、像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する第２−４レンズＬ２４、および両凸形状を有する第２−５レンズＬ２５の５枚のレンズから構成されている点において相違している。なお、この実施例１に対する相違点は、実施例７においても同様であるため、実施例７の説明ではその点を繰り返し述べることはしない。表５に実施例４の撮像レンズの基本レンズデータを示す。図１１の（Ａ）〜（Ｄ）に、実施例４の撮像レンズの各収差図を示す。

＜実施例５＞
図５に、実施例５の撮像レンズにおけるレンズ群の配置を示す。実施例５の撮像レンズは、上述した実施例１の撮像レンズと略同様の構成とされているが、第１レンズ群Ｇ１が、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負レンズである第１−１レンズＬ１１、第１−１レンズＬ１１に接合された正レンズである第１−２レンズＬ１２、および負レンズである第１−３レンズＬ１３の３枚のレンズから構成されている点において相違している。また、第２レンズ群Ｇ２が、物体側から順に、像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する、物体側および像側の面が非球面とされた正レンズである第２−１レンズＬ２１、両凸形状を有する第２−２レンズＬ２２、第２−２レンズＬ２２に接合された両凹形状を有する第２−３レンズＬ２３、および物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正レンズである第２−４レンズＬ２４から構成されている点において相違している。なお、これらの実施例１に対する相違点のうち、第２レンズ群Ｇ２についての相違点は、第２−１レンズＬ２１が非球面レンズである点を除いて、実施例７においても同様であるため、実施例７の説明ではその点を繰り返し述べることはしない。

表６に実施例５の撮像レンズの基本レンズデータを示す。表７に、実施例５の撮像レンズの非球面データを示す。図１２の（Ａ）〜（Ｄ）に、実施例５の撮像レンズの各収差図を示す。

＜実施例６＞
図６に、実施例６の撮像レンズにおけるレンズ群の配置を示す。表８に実施例６の撮像レンズの基本レンズデータを示す。表９に、実施例６の撮像レンズの非球面データを示す。図１３の（Ａ）〜（Ｄ）に、実施例６の撮像レンズの各収差図を示す。

＜実施例７＞
図７に、実施例７の撮像レンズにおけるレンズ群の配置を示す。表１０に実施例７の撮像レンズの基本レンズデータを示す。図１４の（Ａ）〜（Ｄ）に、実施例７の撮像レンズの各収差図を示す。

また表１１に、上述した条件式（１）〜（８）が規定する条件、すなわち文字式の部分の値を、実施例１〜７の各々について示す。この表１１の値はｄ線に関するものである。表１１に示すように、実施例１〜７の撮像レンズはいずれも条件式（１）〜（８）の全てを満たし、さらにはそれらの条件式が規定する範囲内のより好ましい範囲を示す条件式（１−１）〜（３−１）、（５−１）〜（８−１）も全て満たしている。これによって得られる効果は、先に詳しく説明した通りである。

なお、図１には、レンズ系と結像面Ｓｉｍとの間に光学部材ＰＰを配置した例を示したが、ローパスフィルタや特定の波長域をカットするような各種フィルタ等を配置する代わりに、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよく、あるいは、いずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。

次に、本発明による撮像装置について説明する。図１５に、本発明の一実施形態によるカメラの斜視形状を示す。ここに示すカメラ１０は、コンパクトデジタルカメラであり、カメラボディ１１の正面および内部には本発明の実施形態に係る小型の撮像レンズ１２が設けられ、カメラボディ１１の正面には被写体に閃光を発光するための閃光発光装置１３が設けられ、カメラボディ１１の上面にはシャッターボタン１５と、電源ボタン１６とが設けられ、カメラボディ１１の内部には撮像素子１７が設けられている。撮像素子１７は、小型の撮像レンズ１２により形成される光学像を撮像して電気信号に変換するものであり、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等により構成される。

上述したように、本発明の実施形態に係る撮像レンズ１２は十分な小型化が実現されているため、カメラ１０は、沈胴式を採用しなくても携帯時と撮影時の両方においてコンパクトなカメラとすることができる。あるいは、沈胴式を採用した場合には、従来の沈胴式のカメラよりもさらに小型で携帯性の高いカメラとすることができる。また、本発明による撮像レンズ１２が適用されたこのカメラ１０は、高画質で撮影可能なものとなる。

次に、本発明による撮像装置の別の実施形態について、図１６を参照して説明する。ここに斜視形状を示すカメラ３０は、交換レンズ２０が取り外し自在に装着される、いわゆるミラーレス一眼形式のデジタルスチルカメラであり、図１６Ａはこのカメラ３０を前側から見た外観を示し、図１６Ｂはこのカメラ３０を背面側から見た外観を示している。

このカメラ３０はカメラボディ３１を備え、そ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および３５と表示部３６とが設けられている。表示部３６は、撮像された画像や、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、このマウント３７を介して交換レンズ２０がカメラボディ３１に装着されるようになっている。交換レンズ２０は、本発明による撮像レンズを鏡筒内に収納したものである。

そしてカメラボディ３１内には、交換レンズ２０によって形成された被写体像を受け、それに応じた撮像信号を出力するＣＣＤ等の撮像素子（図示せず）、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１フレーム分の静止画の撮影がなされ、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。

このようなミラーレス一眼カメラ３０に用いられる交換レンズ２０に、本発明による撮像レンズを適用することにより、このカメラ３０はレンズ装着状態において十分小型で、また高画質で撮影可能なものとなる。

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るものではなく、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、屈折率、アッベ数、非球面係数等の値は、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。

Claims (16)

1. 物体側から順に、第１レンズ群、絞り、および第２レンズ群から構成され、
   前記第１レンズ群は、最も物体側に配置された負レンズと、該負レンズよりも像側に配置された正レンズとを含む３枚以下のレンズから構成され、
   前記第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負レンズ、および該負レンズに接合された正レンズを有し、
   前記第２レンズ群は、正レンズおよび負レンズの２枚のレンズが接合された接合レンズと、該接合レンズよりも像側に配置された、正の屈折力を有する単レンズとを含む５枚以下のレンズから構成され、
   下記条件式（１）〜（４）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
   ＮｄｆＬ＞１．６５ … （１）
   ２０＜νｄｆＬ＜４０ … （２）
   ４＜νｄ２ｐ−νｄ２ｎ＜２５ … （３）
   ＮｄｒＬ＞１．７ …（４）
   ただし、
   ＮｄｆＬ：前記第１レンズ群の前記最も物体側に配置された負レンズのｄ線に対する屈折率
   νｄｆＬ：前記第１レンズ群の前記最も物体側に配置された負レンズのｄ線に対するアッベ数
   νｄ２ｐ：前記第２レンズ群の前記接合レンズを構成する正レンズのｄ線に対するアッベ数
   νｄ２ｎ：前記第２レンズ群の前記接合レンズを構成する負レンズのｄ線に対するアッベ数
   ＮｄｒＬ：前記第２レンズ群を構成する前記単レンズのｄ線に対する屈折率
2. 下記条件式（１−１）、（２−１）および（３−１）の少なくとも１つを満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
   ＮｄｆＬ＞１．６６ … （１−１）
   ２３＜νｄｆＬ＜３８ … （２−１）
   ６＜νｄ２ｐ−νｄ２ｎ＜２４ … （３−１）
3. 前記第１レンズ群は、正の屈折力を有することを特徴とする請求項１または２記載の撮像レンズ。
4. 下記条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   −０．０５＜Ｎｄ２ｐ−Ｎｄ２ｎ＜０．２０ … （５）
   ただし、
   Ｎｄ２ｐ：前記第２レンズ群の前記接合レンズを構成する正レンズのｄ線に対する屈折率
   Ｎｄ２ｎ：前記第２レンズ群の前記接合レンズを構成する負レンズのｄ線に対する屈折率
5. 下記条件式（５−１）を満足することを特徴とする請求項４記載の撮像レンズ。
   −０．０３＜Ｎｄ２ｐ−Ｎｄ２ｎ＜０．１８ … （５−１）
6. 下記条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   ０．０５＜ｆ／ｆ２ｃ＜０．９０ … （６）
   ただし、
   ｆ２ｃ：前記第２レンズ群の接合レンズの焦点距離
   ｆ：全系の焦点距離
7. 下記条件式（６−１）を満足することを特徴とする請求項６記載の撮像レンズ。
   ０．０８＜ｆ／ｆ２ｃ＜０．８５ … （６−１）
8. 下記条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   ０＜ｆ／ｆ２＜０．６ … （７）
   ただし、
   ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
   ｆ：全系の焦点距離
9. 下記条件式（７−１）を満足することを特徴とする請求項８記載の撮像レンズ。
   ０．０２＜ｆ／ｆ２＜０．５８ … （７−１）
10. 下記条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ２．２＜ＴＬ／Ｙ＜３．２ … （８）
    ただし、
    ＴＬ：全系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離（バックフォーカス分は空気換算長）
    Ｙ：最大像高
11. 下記条件式（８−１）を満足することを特徴とする請求項１０記載の撮像レンズ。
    ２．３＜ＴＬ／Ｙ＜３．１ … （８−１）
12. 前記第２レンズ群は、少なくとも１面が非球面の非球面レンズを少なくとも１枚有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載の撮像レンズ。
13. 前記第２レンズ群の最も像側には、正の屈折力を有し、両面ともに球面形状である単レンズが配置され、該正の屈折力を有する単レンズよりも物体側に前記非球面レンズが配置されていることを特徴とする請求項１２記載の撮像レンズ。
14. 全系における前記非球面レンズ以外のレンズは、球面レンズであることを特徴とする請求項１２または１３記載の撮像レンズ。
15. 前記第２レンズ群は、最も像側に配置された正の屈折力を有する単レンズ、該単レンズよりも物体側に配置された２枚接合レンズ、および１枚の単レンズの４枚のレンズから構成されることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
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ことを特徴とする撮像装置。

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