JP5655164B2 - 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、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、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、および正レンズの２枚のレンズから構成され、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、第２１レンズ群および第２２レンズ群から構成され、
前記第２１レンズ群は、３枚以下のレンズから構成されるとともに、正の屈折力を有し、
前記第２２レンズ群は、物体側から順に、負レンズおよび正レンズの２枚のレンズから構成され、
下記条件式（１）、（２）、（３）および（５）を満足することを特徴とするものである。

２．１＜ＴＬ／Ｙ＜２．９ … （１）
０．５０＜Σｄ／ＴＬ＜０．８５ … （２）
０．３５＜Ｙ／ｆ＜０．８５ … （３）
０．６＜ｆ／ｆ１＜１．４ … （５）
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
Σｄ：前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
ｆ：全系の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
なお、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。

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、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。

２．２＜ＴＬ／Ｙ＜２．８ … （１−１）
０．５５＜Σｄ／ＴＬ＜０．８０ … （２−１）
０．４０＜Ｙ／ｆ＜０．８２ … （３−１）
また、本発明による撮像レンズにおいては、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。

０．７０＜ＳＴ／ＴＬ＜０．９５ … （４）
０．７５＜ＳＴ／ＴＬ＜０．９２ … （４−１）
ただし、
ＳＴ：前記絞りから像面までの光軸上の距離
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）
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（５−１）を満足することがより好ましい。
０．７＜ｆ／ｆ１＜１．３ … （５−１）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ：全系の焦点距離

また、本発明による撮像レンズにおいては、前記第１レンズ群を構成する前記２枚のレンズは、互いに接合されていることが好ましい。

また、本発明による撮像レンズにおいては、前記第２２レンズ群は、負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（６）および（７）を満足することが好ましい。

Ｎｄ２２ｐ＞１．７０ … （６）
２８＜νｄ２２ｐ＜５６ … （７）
ただし、
Ｎｄ２２ｐ：前記第２２レンズ群を構成する正レンズのｄ線に対する屈折率
νｄ２２ｐ：前記第２２レンズ群を構成する正レンズのｄ線に対するアッベ数
また、本発明による撮像レンズにおいては、下記条件式（８）および（９）を満足することが好ましい。

Ｎｄ１ｐ＞１．７５ … （８）
３５＜νｄ１ｐ＜５５ … （９）
ただし、
Ｎｄ１ｐ：前記第１レンズ群を構成する正レンズのｄ線に対する屈折率
νｄ１ｐ：前記第１レンズ群を構成する正レンズのｄ線に対するアッベ数
この場合、下記条件式（９−１）を満足することがより好ましい。

３８＜νｄ１ｐ＜５２ … （９−１）
また、本発明による撮像レンズにおいては、前記第２１レンズ群は、１枚の正レンズおよび１枚の負レンズから構成されることが好ましい。

また、本発明による撮像レンズにおいては、前記第２１レンズ群は、１枚の正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レンズ群は、第２１レンズ群の正のパワーとその後に配置された負レンズとで、あるいは、第１レンズ群と、第２１レンズ群の正のパワーと、その後に配置された第２２レンズ群を構成する負レンズとで、望遠タイプのパワー配置とすることにより、光学全長の短縮を図ることができる。

また、第２２レンズ群を構成する負レンズにより、それよりも物体側に配置されたレンズを通過する周辺光線をはね上げて、光軸に対する光線の角度を大きくすることができ、バックフォーカスを長くしすぎることなく、最適なものとすることができるとともに、負レンズよりも物体側に配置されたレンズ系を小さくすることができ、これにより、レンズ系の小型化を図ることができる。

一方、小型化と同時に、撮像素子への光線斜入射によるシェーディング等の問題を低減するために、テレセントリック性を保持することも重要であり、本発明によれば、最も像面側に配置された第２２レンズ群を構成する正レンズによって、射出瞳位置を結像面から遠ざけることで、光線の射出角を抑えている。

また、条件式（１）〜（３）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 本発明の実施例８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９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１０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 （Ａ）〜（Ｄ）は本発明の実施例８に係る撮像レンズの各収差図 （Ａ）〜（Ｄ）は本発明の実施例９に係る撮像レンズの各収差図 （Ａ）〜（Ｄ）は本発明の実施例１０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１０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２〜１０の撮像レンズに対応している。図１〜図１０に示す例の基本的な構成は、２つのレンズ群を構成するレンズの枚数が異なる点を除いて互いに同様であり、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１０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および第２レンズ群Ｇ２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、物体側から順に、少なくとも１枚の負レンズ（負の屈折力を有するレンズ）と、１枚の正レンズ（正の屈折力を有するレンズ）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、負レンズである第１−１レンズＬ１１と、正レンズである第１−２レンズＬ１２とから構成されている。また、第１−１レンズＬ１１と第１−２レンズＬ１２とは接合されて、接合レンズを構成している。

なお、後述する実施例２〜７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８では、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正レンズである第１−１レンズＬ１１と、負レンズである第１−２レンズＬ１２とから構成され、第１−１レンズＬ１１と第１−２レンズＬ１２とが接合されて、接合レンズを構成している。また、実施例９では、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負レンズである第１−１レンズＬ１１と、正レンズである第１−２レンズＬ１２と、負レンズである第１−３レンズＬ１３とから構成され、第１−１レンズＬ１１と第１−２レンズＬ１２とが接合されて、接合レンズを構成している。また、実施例１０では、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負レンズである第１−１レンズＬ１１と、正レンズである第１−２レンズＬ１２とから構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、第２１レンズ群Ｇ２１と、第２２レンズ群Ｇ２２とから構成されている。第２１レンズ群Ｇ２１は、３枚以下のレンズから構成されるとともに、正の屈折力を有する。第２２レンズ群Ｇ２２は、物体側から順に、負レンズおよび正レンズの２枚のレンズから構成されている。本実施形態においては、第２１レンズ群Ｇ２１は、物体側から順に、負レンズである第２１−１レンズＬ２１１と、正レンズである第２１−２レンズＬ２１２とから構成されている。第２２レンズ群は、物体側から順に、負レンズである第２２−１レンズＬ２２１と、正レンズである第２２−２レンズＬ２２２とから構成されている。また、第２１−１レンズＬ２１１は、物体側および像側の面が非球面とされた非球面レンズとなっている。

なお、後述する実施例８，９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２，４，５，１０では、第２１レンズ群Ｇ２１を構成する第２１−１レンズＬ２１１と第２１−２レンズＬ２１２とが接合されて接合レンズを構成している。また、実施例３，７では、第２１レンズ群Ｇ２１は、１枚の正レンズである第２１−１レンズＬ２１１から構成されている。また、実施例６では、第２１レンズ群Ｇ２１は、物体側から順に、正レンズである第２１−１レンズＬ２１１と、負レンズである第２１−２レンズＬ２１２と、正レンズである第２１−３レンズＬ２１３とから構成され、第２１−２レンズＬ２１２と第２１−３レンズＬ２１３とが接合されて、接合レンズを構成している。

また、実施例３，７，９においては、第２１−１レンズＬ２１１の物体側および像側の面が非球面とされている。また、実施例５においては、第２２−１レンズＬ２２１の物体側の面が非球面とされており、実施例８においては、第２１−１レンズＬ２１１の物体側の面が非球面とされている。また、実施例１０においては、第２２−１レンズＬ２２１の物体側および像側の面が非球面とされている。実施例２，４，６においては非球面レンズは使用していない。

なお、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。

以下、各レンズ群を構成するレンズの詳細について説明する。一例として第１−１レンズＬ１１は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、第１−２レンズＬ１２は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とされている。第２１−１レンズＬ２１１は両凹レンズ、第２１−２レンズＬ２１２は両凸レンズ、第２２−１レンズＬ２２１は像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負レンズ、第２２−２レンズＬ２２２は両凸レンズとされている。

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２レンズ群Ｇ２を、第２１レンズ群の正のパワー、およびその像側に配置された第２２レンズ群Ｇ２２の負レンズにより、あるいは、第１レンズ群Ｇ１、第２１レンズ群Ｇ２１の正のパワー、およびその像側に配置された第２２レンズ群Ｇ２２の負レンズにより、望遠タイプのパワー配置とすることによって、光学全長の短縮を図ることができる。

また、第２２レンズ群Ｇ２２に配置された負レンズにより、それよりも物体側に配置されたレンズを通過する周辺光線をはね上げて、光軸Ｚに対する角度を大きくすることができ、バックフォーカスを長くしすぎることなく、最適なものとすることができるとともに、負レンズよりも物体側に配置されたレンズ系を小さくすることができ、これにより、レンズ系の小型化を図ることができる。一方、小型化と同時に、撮像素子への光線斜入射によるシェーディング等の問題を低減するために、テレセントリック性を保持することも重要であり、最も像面側に配置された、第２２レンズ群Ｇ２２を構成する正レンズによって、射出瞳位置を結像面から遠ざけることで、光線の射出角を抑えることができる。
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）、（２）および（３）を満足している。

２．１＜ＴＬ／Ｙ＜２．９ … （１）
０．５０＜Σｄ／ＴＬ＜０．８５ … （２）
０．３５＜Ｙ／ｆ＜０．８５ … （３）
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
Σｄ：第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面から第２レンズ群Ｇ２の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
ｆ：全系の焦点距離
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、これらの条件式（１）〜（３）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。

２．２＜ＴＬ／Ｙ＜２．８ … （１−１）
０．５５＜Σｄ／ＴＬ＜０．８０ … （２−１）
０．４０＜Ｙ／ｆ＜０．８２ … （３−１）
ここで、条件式（１）〜（３）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１８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（４）〜（９）に関しても同様である。

以上のように条件式（１）〜（３）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、光学全長ＴＬと最大像高Ｙ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。

条件式（２）は、光学全長ＴＬに対するレンズ部分の占める割合を規定しており、特定の光学全長に抑えつつ、上限値を上回ると、必要なバックフォーカスを確保できなくなる。また、必要なバックフォーカスを確保した上で、上限値を上回れば、レンズ部分の占める割合が大きくなり、より多くのレンズを配置することができるため、諸収差の補正に有利となるが、レンズ系が大型化するため好ましくない。逆に、ある特定の光学全長に抑えつつ、下限値を下回れば、レンズ部分の占める割合が小さくなり、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。

条件式（３）は、最大像高Ｙと全系の焦点距離ｆとの関係を規定しており、上限値を上回ると、焦点距離が短くなることで、像面湾曲の補正や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、焦点距離が長くなり、薄型化することが困難となるため、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（１）〜（３）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は、下記条件式（４）を満足しており、さらには、条件式（４）が規定する範囲内で特に下記条件式（４−１）を満足している。

０．７０＜ＳＴ／ＴＬ＜０．９５ … （４）
０．７５＜ＳＴ／ＴＬ＜０．９２ … （４−１）
ただし、
ＳＴ：絞りから像面までの光軸上の距離
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）
条件式（４）を満足することにより、本実施形態の撮像レンズは下記の効果を奏する。すなわち、条件式（４）は、光学全長ＴＬと、絞り位置から結像面までの距離ＳＴとの比を規定しており、上限値を上回ると、絞りよりも物体側に配置されたレンズのスペースが小さくなるため、レンズ枚数を減らす必要が生じたり、レンズの曲率を無理に小さくする必要が生じたりすることから、諸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、絞り位置が撮像素子に近づくため、撮像素子への光線の入射角が大きくなり、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（４）が規定する範囲内で特に条件式（４−１）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においては、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。

０．６＜ｆ／ｆ１＜１．４ … （５）
０．７＜ｆ／ｆ１＜１．３ … （５−１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
条件式（５）を満足することにより、本実施形態の撮像レンズは下記の効果を奏する。すなわち、条件式（５）は、全系の焦点距離ｆと第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１との関係を規定しており、上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１で発生する球面収差および歪曲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、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離が長くなって光学全長が大きくなり、これを防ぐために、第２レンズ群Ｇ２の正の屈折力を強くすると、球面収差やコマ収差をバランス良く補正することが困難となり、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においては、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、および正レンズの２枚のレンズから構成されることにより、第１レンズ群Ｇ１で発生する球面収差、像面湾曲および歪曲収差等をバランスよく補正することができる。また、２枚という最低限のレンズで構成することにより、レンズ系の小型化および低コスト化に有利なものとなっている。

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に接合レンズを用いることにより、良好な色消しを実現できる。

また、本実施形態の撮像レンズにおいては、第２２レンズ群Ｇ２２を負の屈折力で構成することにより、必要なバックフォーカスを確保することができる。さらに、第２２レンズ群Ｇ２２を、弱い負の屈折力で構成することにより、光線の射出角度を抑えつつ、バックフォーカスを長くしすぎず、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においては、下記条件式（６）および（７）を満足している。

Ｎｄ２２ｐ＞１．７０ … （６）
２８＜νｄ２２ｐ＜５６ … （７）
ただし、
Ｎｄ２２ｐ：第２２レンズ群Ｇ２２を構成する正レンズのｄ線に対する屈折率
νｄ２２ｐ：第２２レンズ群Ｇ２２を構成する正レンズのｄ線に対するアッベ数
条件式（６）および（７）を満足することにより、本実施形態の撮像レンズは下記の効果を奏する。すなわち、条件式（６）は、第２２レンズ群Ｇ２２に配置された正レンズ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難しくなり、像面湾曲の補正が困難となる。条件式（７）は、第２２レンズ群Ｇ２２に配置された正レンズのアッベ数を規定しており、条件式の範囲を外れると、色収差、特に倍率色収差の補正が困難となり、好ましくない。

また、本実施形態の撮像レンズにおいては、下記条件式（８）および（９）を満足しており、さらには、条件式（８）および（９）が規定する範囲内で特に下記条件式（９−１）を満足している。

Ｎｄ１ｐ＞１．７５ … （８）
３５＜νｄ１ｐ＜５５ … （９）
３８＜νｄ１ｐ＜５２ … （９−１）
ただし、
Ｎｄ１ｐ：第１レンズ群Ｇ１を構成する正レンズのｄ線に対する屈折率
νｄ１ｐ：第１レンズ群Ｇ１を構成する正レンズのｄ線に対するアッベ数
条件式（８）および（９）を満足することにより、本実施形態の撮像レンズは下記の効果を奏する。すなわち、条件式（８）は、第１レンズ群Ｇ１に配置された正レンズ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。また、これを回避しようとすれば、レンズ全長を長くする必要があるため、好ましくない。条件式（９）は、第１レンズ群Ｇ１に配置された正レンズのアッベ数を規定しており、条件式の範囲を外れると、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。

そして本実施形態の撮像レンズにおいては、条件式（９）が規定する範囲内で特に条件式（９−１）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２１レンズ群Ｇ２１を、１枚の正レンズおよび１枚の負レンズから構成することにより、レンズ系の薄型化に有利なものとなっている。さらには、レンズのスペックによって、あるいは、非球面レンズの最適な配置等によって、光学性能を確保できる場合には、第２１レンズ群Ｇ２１を１枚の正レンズで構成することにより、薄型化により有利となるとともに、軽量化にも有利である。

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。なお、以下に示す実施例のうち、実施例８，９は本発明の参考例である。

＜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。

また表１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。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３，４，６，７，９，１０，１２，１４，１６においても同様である。

また表２に、実施例１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２の記載の仕方は、後述する表５，８，１１，１３，１５，１７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１１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１２〜図２０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。実施例２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２１レンズ群Ｇ２１を構成する第２１−１レンズＬ２１１と第２１−２レンズＬ２１２とが接合されて接合レンズを構成している点、および非球面レンズを使用していない点の２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２１レンズ群Ｇ２１を構成する第２１−１レンズＬ２１１と第２１−２レンズＬ２１２とが接合されて接合レンズを構成している点は、後述する実施例４，５，１０においても同様であり、非球面レンズを使用していない点は、実施例４，６においても同様であり、これらの実施例の説明ではその点を繰り返し述べることはしない。

表３に実施例２の撮像レンズの基本レンズデータを示す。図１２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。実施例３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２１レンズ群Ｇ２１が、像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する１枚の正レンズである第２１−１レンズＬ２１１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、後述する実施例７においても同様であり、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４に実施例３の撮像レンズの基本レンズデータを示す。表５に実施例３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。表６に実施例４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。表７に、実施例５の撮像レンズの基本レンズデータを示す。表８に、実施例５の撮像レンズの非球面データを示す。図１５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。実施例６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２１レンズ群Ｇ２１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２１−１レンズＬ２１１と、両凹レンズである第２１−２レンズＬ２１２と、両凸レンズである第２１−３レンズＬ２１３との３枚のレンズから構成され、第２１−２レンズＬ２１２と第２１−３レンズＬ２１３とが接合されて、接合レンズを構成している点において相違している。

表９に、実施例６の撮像レンズの基本レンズデータを示す。図１６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。表１１に、実施例７の撮像レンズの非球面データを示す。図１７の（Ａ）〜（Ｄ）に、実施例７の撮像レンズの各収差図を示す。

＜実施例８＞
図８に、実施例８の撮像レンズにおけるレンズ群の配置を示す。実施例８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、両凸レンズである第１−１レンズＬ１１と、両凹レンズである第１−２レンズＬ１２とから構成され、第１−１レンズＬ１１と第１−２レンズＬ１２とが接合されて、接合レンズを構成している点において相違している。

表１２に、実施例８の撮像レンズの基本レンズデータを示す。表１３に、実施例８の撮像レンズの非球面データを示す。図１８の（Ａ）〜（Ｄ）に、実施例８の撮像レンズの各収差図を示す。

＜実施例９＞
図９に、実施例９の撮像レンズにおけるレンズ群の配置を示す。実施例９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と、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１−２レンズＬ１２と、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１−３レンズＬ１３とから構成され、第１−１レンズＬ１１と第１−２レンズＬ１２とが接合されて、接合レンズを構成している点において相違している。

表１４に、実施例９の撮像レンズの基本レンズデータを示す。表１５に、実施例９の撮像レンズの非球面データを示す。図１９の（Ａ）〜（Ｄ）に、実施例９の撮像レンズの各収差図を示す。

＜実施例１０＞
図１０に、実施例１０の撮像レンズにおけるレンズ群の配置を示す。実施例１０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と、両凸レンズである第１−２レンズＬ１２とから構成されている点において相違している。

表１６に、実施例１０の撮像レンズの基本レンズデータを示す。表１７に、実施例１０の撮像レンズの非球面データを示す。図２０の（Ａ）〜（Ｄ）に、実施例１０の撮像レンズの各収差図を示す。

また表１８に、上述した条件式（１）〜（９）が規定する条件、すなわち文字式の部分の値を、実施例１〜１０の各々について示す。この表１８の値はｄ線に関するものである。表１８に示すように、実施例１〜１０の撮像レンズはいずれも条件式（１）〜（９）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）〜（５−１）、（９−１）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２１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２２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２２Ａはこのカメラ３０を前側から見た外観を示し、図２２Ｂ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 (14)

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、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、および正レンズの２枚のレンズから構成され、
   前記第２レンズ群は、物体側から順に、第２１レンズ群および第２２レンズ群から構成され、
   前記第２１レンズ群は、３枚以下のレンズから構成されるとともに、正の屈折力を有し、
   前記第２２レンズ群は、物体側から順に、負レンズおよび正レンズの２枚のレンズから構成され、
   下記条件式（１）、（２）、（３）および（５）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
   ２．１＜ＴＬ／Ｙ＜２．９ … （１）
   ０．５０＜Σｄ／ＴＬ＜０．８５ … （２）
   ０．３５＜Ｙ／ｆ＜０．８５ … （３）
   ０．６＜ｆ／ｆ１＜１．４ … （５）
   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
   Σｄ：前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
   ｆ：全系の焦点距離
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
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。
   ２．２＜ＴＬ／Ｙ＜２．８ … （１−１）
   ０．５５＜Σｄ／ＴＬ＜０．８０ … （２−１）
   ０．４０＜Ｙ／ｆ＜０．８２ … （３−１）
3. 下記条件式（４）を満足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。
   ０．７０＜ＳＴ／ＴＬ＜０．９５ … （４）
   ただし、
   ＳＴ：前記絞りから像面までの光軸上の距離
   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）
4. 下記条件式（４−１）を満足することを特徴とする請求項３記載の撮像レンズ。
   ０．７５＜ＳＴ／ＴＬ＜０．９２ … （４−１）
5. 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から４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
6. 下記条件式（５−１）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。
   ０．７＜ｆ／ｆ１＜１．３ … （５−１）
7. 前記第１レンズ群を構成する前記２枚のレンズは、互いに接合されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の撮像レンズ。
8. 前記第２２レンズ群は、負の屈折力を有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。
9. 下記条件式（６）および（７）を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   Ｎｄ２２ｐ＞１．７０ … （６）
   ２８＜νｄ２２ｐ＜５６ … （７）
   ただし、
   Ｎｄ２２ｐ：前記第２２レンズ群を構成する正レンズのｄ線に対する屈折率
   νｄ２２ｐ：前記第２２レンズ群を構成する正レンズのｄ線に対するアッベ数
10. 下記条件式（８）および（９）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。
    Ｎｄ１ｐ＞１．７５ … （８）
    ３５＜νｄ１ｐ＜５５ … （９）
    ただし、
    Ｎｄ１ｐ：前記第１レンズ群を構成する正レンズのｄ線に対する屈折率
    νｄ１ｐ：前記第１レンズ群を構成する正レンズのｄ線に対するアッベ数
11. 下記条件式（９−１）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。
    ３８＜νｄ１ｐ＜５２ … （９−１）
12. 前記第２１レンズ群は、１枚の正レンズおよび１枚の負レンズから構成され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２１レンズ群は、１枚の正レンズから構成され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。
14. 請求項１から１３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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