JP5716569B2

JP5716569B2 - 結像レンズ、カメラ装置および携帯情報端末装置

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Publication number: JP5716569B2
Application number: JP2011139825A
Authority: JP
Inventors: 高士窪田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2011-06-23
Filing date: 2011-06-23
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2031-06-23
Also published as: JP2013007853A

Description

この発明は、結像レンズ、カメラ装置および携帯情報端末装置に関する。

結像レンズは単焦点であって、所謂銀塩カメラを含む各種カメラ装置、特に、デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ等の撮像光学系として用いることができ、特にデジタルカメラ及びビデオカメラ等のカメラに好適に用いることができ、また、かかる結像レンズを用いて、各種のカメラ装置や携帯情報端末装置を実現できる。

近来、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を用いる撮像装置として、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラが普及し、特にデジタルスチルカメラは「銀塩カメラに代わる撮像装置」として広く普及しつつある。

このような撮像装置に用いられる固体撮像素子の高画素化に伴い、撮像レンズとしての結像レンズには、より高い光学性能が求められている。
また、撮像装置の携帯上の利便性から、市場では「高性能化とコンパクト化を両立させたもの」が求められている。撮影速度も高速化が進み，撮像レンズとして「より明るいレンズ」が求められている。

デジタルカメラ用の撮像レンズの画角については、スナップ写真等で手軽に撮影できる「ある程度の広角」が好まれ、３５ｍｍ判写真換算で「〜３５ｍｍ相当の焦点距離」に相当する半画角：「３２度〜」が画角の目安の一つとなっている。

大口径写真レンズとして一般に知られたガウスタイプは、焦点距離は「３５ｍｍ判写真換算で５０ｍｍ程度」に設定される。
近年、大口径レンズにおいて、広角単焦点レンズが望まれる傾向にある。
「３５ｍｍ判換算で５０ｍｍよりも広角の焦点距離」を持つ大口径のレンズは、従来、特許文献１〜３に開示されたものが知られている。

特許文献１、２に開示されたレンズは「フォーカシングを行う際に、光学全長が変化しないインナーフォーカス、リアフォーカスタイプの光学系で、Ｆｎｏが２．８相当で、広角系の撮像レンズであるが、レンズ全長が「最大像高比で約３倍強」と大きく、携帯の利便性の面で尚改良の余地があると考えられる。

特許文献３開示の結像レンズは、Ｆｎｏが１．９と「大口径」であるが、レンズ全長が「最大像高比で９倍以上」と大きく、コンパクト性の面でなお、改良の余地があると考えられる。

また、一般に、焦点距離を「５０ｍｍよりも広角側に短く」する場合、コマ収差や像面湾曲が大きくなって、抑制が困難となる。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、フォーカシングの際に光学全長が変化せず、小型・高性能な結像レンズの実現を可能ならしめることを課題とする。

また、Ｆｎｏ２．５相当で、光学全長が像高比で２．１〜倍と小型で、高性能の結像レンズの実現を課題とする。

さらに、かかる結像レンズを用いる小型・高性能のカメラ装置、携帯情報端滅装置の実現を課題とする。

請求項１記載の結像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群を配し、第２レンズ群に光学絞りを配してなる。
負の屈折力を有する第１レンズ群は１枚のレンズで構成される。

そして、第１レンズ群を固定し、第２レンズ群および第３レンズ群のうち、少なくとも第２レンズ群を光軸方向へ変位させてフォーカシングを行う。このフォーカシングに際して、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が増大する。第１レンズ群が固定されるので、フォーカシングに際して光学全長は変化しない。

また、無限遠合焦時の光学系全体の焦点距離：Ｆ、第１レンズ群の焦点距離：Ｆ１、第２レンズ群の焦点距離Ｆ２、第３レンズ群の焦点距離Ｆ３、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から像面までの距離：ＯＡＬ、最大像高：Ｙ’が、条件：
（１）０．４＜Ｆ１／Ｆ３＜１．９
（２）０．４＜Ｆ２／Ｆ＜０．７
（３）２．１＜ＯＡＬ／Ｙ’＜２．６
を満足する。

上記の如く、フォーカシングの際に「光学全長」は不変である。そして、第１レンズ群が固定され、第２レンズ群、第３レンズ群のうちの、少なくとも第２レンズ群が光軸方向へ変位してフォーカシングを行なう。

光学絞りは「第２レンズ群に配される」ので、フォーカシングに際しては第２レンズ群と一体となって変位する。光学絞りの配置位置は、第２レンズ群の外部でもよいが、第２レンズ群の内部に設けても良い。

請求項１記載の結像レンズは、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔の、無限遠から至近にフォーカシングする際の変化分：ｄ_１−２、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔の、無限遠から至近にフォーカシングする際の変化分：ｄ_１−２が、条件：
（４）０．１＜｜ｄ_１−２／ｄ_２−３｜＜１．１
を満足することが好ましい（請求項２）。

上記「至近」は至近撮影距離である。

第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を、無限遠合焦時において「ｄ_１２∞」、至近撮影距離において「ｄ_１２ＮＲ」とすると、上記変化分：ｄ_１−２は「ｄ_１２∞−ｄ_１２ＮＲ」であり、正であることも負であることもある。

また、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を、無限遠合焦時において「ｄ_２３∞」、至近撮影距離において「ｄ_２３ＮＲ」とすると、上記変化分：ｄ_２−３は「ｄ_２３∞−ｄ_２３ＮＲ」であり、正であることも負であることもある。

請求項１または２記載の結像レンズは、第２レンズ群が複数のレンズで構成され、これら複数のレンズの、材質のｄ線の屈折率の平均値：Ｇｒ２（Ｎｄ）_ＡＶＧが、条件：
（５）Ｇｒ２（Ｎｄ）_ＡＶＧ ≧ １．７０
を満足することが好ましい（請求項３）。

請求項１〜３の任意の１に記載の結像レンズは、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面が物体側に凹形状で、該最も物体側のレンズ面の曲率半径：Ｒ１、第１レンズ群の焦点距離：Ｆ１が、条件：
（６）０．１＜Ｒ１／Ｆ１＜１．１
を満足することが好ましい（請求項４）。

請求項１〜４の任意の１に記載の結像レンズは、第２レンズ群が、光学絞りを挟んで両側に、「正レンズ１枚」と「正レンズと負レンズの２枚のレンズを貼り合わせた１組の接合レンズ」を配してなり、第２レンズ群の「光学絞りよりも物体側に位置するレンズ」の焦点距離：Ｆ２１、および「光学絞りよりも像面側に位置するレンズ」の焦点距離：Ｆ２２が、条件：
（７）０．０＜Ｆ２１／Ｆ２２＜１．４
を満足することが好ましい（請求項５）。

即ち、請求項５の結像レンズでは、光学絞りは第２レンズ群の内部に配置され、光学絞りの片側には「１枚の正レンズ」が配置され、反対側には「正・負２枚のレンズの接合レンズ」が配置される。

請求項１〜５の任意の１に記載の結像レンズは、第３レンズ群が「負レンズと正レンズの２枚で構成」され、これら２枚のレンズのうち、物体側に位置するレンズの焦点距離：Ｆ３１、像面側に位置するレンズの焦点距離：Ｆ３２が、条件：
（８） −０．７＜Ｆ３１／Ｆ３２＜ −０．３
を満足することが好ましい（請求項６）。

請求項１〜６の任意の１に記載の結像レンズは「フォーカシングの際に、第３レンズ群を固定する」ことができる（請求項７）。請求項１〜６の任意の１に記載の結像レンズはまた、フォーカシングの際に「第３レンズ群が光軸方向へ変位する」用に構成できる（請求項８）。

この発明のカメラ装置は、請求項１〜８の任意の１に記載の結像レンズを撮影用光学系として有する（請求項９）。

この発明の携帯情報端末装置は、請求項９記載のカメラ装置を「カメラ機能部」として有する（請求項１０）。

説明を補足する。
請求項１の条件（１）、（２）は、上記レンズ構成において、Ｆｎｏ２．５相当で、小型、且つ、高性能な結像レンズの実現を可能ならしめる条件である。
条件（１）は、第１レンズ群と第３レンズ群の焦点距離の比の適正な範囲を定める条件である。

条件（１）の下限を超えると、第１レンズ群の屈折力が過大になり、前玉径を小さくできる反面、「非点隔差が大きく」なる副作用がある。
条件（１）の上限を超えると、第３レンズ群の屈折力が相対的に強くなり、後玉径を小さくできるメリットがある反面、収差のバランスが崩れ、特にサジタルのコマ収差が大きくなりやすいという副作用がある。

従って、非点収差を抑制し、収差のバランスを保って、サジタルコマ収差の増大を抑制するには、条件（１）の範囲がよい。

条件（２）は、第２レンズ群の焦点距離と光学系全体の焦点距離の日の適正な範囲を定める条件である。
条件（２）の下限を超えると、第２レンズ群の屈折力が「全系の正の屈折力」に対して相対的に過大となり、軸上色収差が大きくなる傾向が生じる。
条件（２）の上限を超えると、諸収差は良好に補正可能となるが、第２レンズ群の屈折力が小さくなり、第２レンズ群の焦点距離が長くなるため、結像レンズの全長が大きくなり易い。

従って、諸収差を良好に補正可能とし、軸上色収差を抑制しつつ、全長をコンパクトに実現するには、条件（２）の範囲が良い。

条件（３）は、結像レンズの光学全長と像高の関係を適正に定める条件である。

条件（３）の下限を超えると、光学全長が短くなり、結像レンズを小型化できるが、諸収差が大きく発生し、性能を低下させ易い。
条件（３）の上限を超えると、諸収差は改善されるが、光学全長が大きくなるか、最大像高が小さくなり、大口径と小型化を実現するのが困難になる。

請求項２の条件（４）は、これを満足することにより結像レンズの性能を「より高性能化」できる。

条件（４）の上限を超えても、下限を超えても、フォーカシングの際に、第１〜第３レンズ群のパワーのバランスが崩れ、諸収差が悪化しやすくなる。

請求項３の条件（５）は、軸上色収差の抑制に有効な条件である。
条件（５）が満足されることにより、軸上色収差を小さく押さえることができ、光学全長の増大も抑制できる。

請求項４の条件（６）は、サジタルコマ収差の増大を有効に抑制できる条件である。条件（６）の範囲外では、サジタルコマ収差が増大しやすい。

請求項５の条件（７）は、第２レンズ群のレンズ配置とともに、高性能を実現できる条件であり、下限を超えると、諸収差を改善できるが「フォーカシング移動量」が大きくなりやすく、光学全長が大きくなりやすい。また、上限を超えると、サジタルコマ収差が増大しやすい。

請求項６の条件（８）は、非点収差とサジタルコマ収差の抑制に有効な条件であり、下限を超えると、非点隔差が大きくなりやすく、上限を超えると、サジタルコマ収差が大きくなりやすい。

請求項７のように、フォーカシングの際に、第１レンズ群と共に第３レンズ群を固定すると、第２レンズ群のみが可動となり、可動部が軽量化・簡単化され、高速なフォーカシングが可能となる。

逆に、請求項８のように、フォーカシングの際に、第２レンズ群とともに第３レンズ群を光軸方向へ変位させるようにすると、フォーカシングの際、物体距離が至近撮影距離の近傍でも「より高い収差補正」が可能となる。

以上に説明したように、この発明によれば「フォーカシングの際に光学全長が変化せず、小型・高性能な結像レンズの実現」が可能である。

また、Ｆｎｏ２．５相当で、光学全長が像高比で２．１〜倍と小型で、高性能の結像レンズを実現できる。従って、かかる結像レンズを用いる小型・高性能のカメラ装置、携帯情報端滅装置を実現できる。

実施例１の結像レンズの無限遠合焦時のレンズは位置を示す図である。実施例１の無限遠合焦時の収差曲線図である。実施例１の結像倍率：−１／４３合焦時の収差曲線図である実施例１の結像倍率：−１／８合焦時の収差曲線図である。実施例２の結像レンズの無限遠合焦時のレンズは位置を示す図である。実施例２の無限遠合焦時の収差曲線図である。実施例２の結像倍率：−１／４３合焦時の収差曲線図である実施例２の結像倍率：−１／８合焦時の収差曲線図である。実施例３の結像レンズの無限遠合焦時のレンズは位置を示す図である。実施例３の無限遠合焦時の収差曲線図である。実施例３の結像倍率：−１／４３合焦時の収差曲線図である実施例３の結像倍率：−１／８合焦時の収差曲線図である。実施例４の結像レンズの無限遠合焦時のレンズは位置を示す図である。実施例４の無限遠合焦時の収差曲線図である。実施例４の結像倍率：−１／４３合焦時の収差曲線図である実施例４の結像倍率：−１／８合焦時の収差曲線図である。実施例５の結像レンズの無限遠合焦時のレンズは位置を示す図である。実施例５の無限遠合焦時の収差曲線図である。実施例５の結像倍率：−１／４３合焦時の収差曲線図である実施例５の結像倍率：−１／９合焦時の収差曲線図である。実施例６の結像レンズの無限遠合焦時のレンズは位置を示す図である。実施例６の無限遠合焦時の収差曲線図である。実施例６の結像倍率：−１／４３合焦時の収差曲線図である実施例６の結像倍率：−１／９合焦時の収差曲線図である。実施例７の結像レンズの無限遠合焦時のレンズは位置を示す図である。実施例７の無限遠合焦時の収差曲線図である。実施例７の結像倍率：−１／４３合焦時の収差曲線図である実施例７の結像倍率：−１／９合焦時の収差曲線図である。携帯情報端末装置の実施の１形態を説明するための図である。図２９の装置のシステム構成を説明するための図である。

以下、実施の形態を説明する。

図１、図５、図９、図１３、図１７、図２１、図２５に、結像レンズの実施の形態を７例示す。これらの実施の形態の結像レンズは、上記順序で、後述の実施例１〜７に対応する。
繁雑を避けるため、上記各図において、符号を共通化する。

即ち、図１、図５、図９、図１３、図１７、図２１、図２５において、図の左方を物体側とし、右方を像面側とする。符号Ｇｒ１により第１レンズ群、符号Ｇｒ２により第２レンズ群、符号Ｇｒ３により第３レンズ群を表す。

また、全系を構成するレンズには、物体側から順次、符号Ｌ１〜Ｌ６を付する。また、上記各図において、図の右側に描かれた「平行平板」は、透明平行平板である。

デジタルスチルカメラ等「ＣＣＤやＣＭＯＳのような固体撮像素子を用いるタイプのカメラ装置」では、固体撮像素子の受光面に近接して、ローパスフィルタや赤外カットガラス等が設けられ、また、固体撮像素子の受光面は「カバーガラス」で保護されている。

上記「透明平行平板」は、ローパスフィルタ等の各種フィルタや、カバーガラスを「これらに光学的に等価な１枚の透明平行平板」により仮想的に置き換えたものである。

図１に示す形態例の結像レンズは、図示の如く、物体側から像面側へ向かって順に、負の屈折率を有する第１レンズ群Ｇｒ１、正の屈折率を有する第２レンズ群Ｇｒ２、負の屈折率を有する第３レンズ群Ｇｒ３を配してなり、第２レンズ群Ｇｒ２内に光学絞りＳｔｏｐが配置されている。

第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凹形状のレンズ面を有する負の屈折力の第１レンズＬ１により構成されている。
第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側から順に、正の屈折力を有する第２レンズＬ２、光学絞りＳｔｏｐを配し、さらに光学絞りＳｔｏｐの像面側に、負の屈折力を有する第３レンズＬ３と正の屈折力を有する第４レンズＬ４が接合された接合レンズを配して構成されている。
第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側から順に、負の屈折力を有する第５レンズＬ５、正の屈折力を有する第６レンズＬ６を配して構成されている。

フォーカシングは、第１レンズ群Ｇｒ１と第３レンズ群Ｇｒ３を固定し、第２レンズ群Ｇｒ２のみを物体側へ移動させて行なう。

図５に示す形態例の結像レンズは、図示の如く、物体側から像面側へ向かって順に、負の屈折率を有する第１レンズ群Ｇｒ１、正の屈折率を有する第２レンズ群Ｇｒ２、負の屈折率を有する第３レンズ群Ｇｒ３を配してなり、第２レンズ群Ｇｒ２内に光学絞りＳｔｏｐが配置されている。

第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凹形状のレンズ面を有する負の屈折力の第１レンズＬ１により構成されている。
第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側から順に、正の屈折力を有する第２レンズＬ２、光学絞りＳｔｏｐを配し、その像面側に、負の屈折力を有する第３レンズＬ３と正の屈折力を有する第４レンズＬ４が接合された接合レンズを配して構成されている。
第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側から順に、負の屈折力を有する第５レンズＬ５、正の屈折力を有する第６レンズＬ６を配して構成されている。

図９に示す形態例の結像レンズは、図示の如く、物体側から像面側へ向かって順に、負の屈折率を有する第１レンズ群Ｇｒ１、正の屈折率を有する第２レンズ群Ｇｒ２、負の屈折率を有する第３レンズ群Ｇｒ３を配してなり、第２レンズ群Ｇｒ２内に光学絞りＳｔｏｐが配置されている。

第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凹形状のレンズ面を有する負の屈折力の第１レンズＬ１により構成されている。
第２レンズ群（Ｇｒ２）は、物体側から順に、正の屈折力を有する第２レンズＬ２、光学絞りＳｔｏｐを配し、さらにその像面側に、負の屈折力を有する第３レンズＬ３と正の屈折力を有する第４レンズＬ４が接合された接合レンズを配して構成されている。

第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側から順に、負の屈折力を有する第５レンズＬ５、正の屈折力を有する第６レンズＬ６を配して構成されている。

図１３に示す形態例の結像レンズは、図示の如く、物体側から像面側へ向かって順に、負の屈折率を有する第１レンズ群Ｇｒ１、正の屈折率を有する第２レンズ群Ｇｒ２、負の屈折率を有する第３レンズ群Ｇｒ３を配してなり、第２レンズ群Ｇｒ２内に光学絞りＳｔｏｐが配置されている。

第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凹形状のレンズ面を有する負の屈折力の第１レンズＬ１により構成されている。

第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側から順に、正の屈折力を有する第２レンズＬ２、光学絞りＳｔｏｐを配し、更にその像面側に、負の屈折力を有する第３レンズＬ３と正の屈折力を有する第４レンズＬ４が接合された接合レンズを配して構成されている。

図１７に示す形態例の結像レンズは、図示の如く、物体側から像面側へ向かって順に、負の屈折率を有する第１レンズ群Ｇｒ１、正の屈折率を有する第２レンズ群Ｇｒ２、負の屈折率を有する第３レンズ群Ｇｒ３を配してなり、第２レンズ群Ｇｒ２内に光学絞りＳｔｏｐが配置されている。

第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凹形状のレンズ面を有する負の屈折力の第１レンズＬ１により構成されている。
第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側から順に、正の屈折力を有する第２レンズＬ２、光学絞りＳｔｏｐを配し、さらにその像面側に、負の屈折力を有する第３レンズＬ３と正の屈折力を有する第４レンズＬ４が接合された接合レンズを配して構成されている。

第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側から順に、負の屈折力を有する第５レンズＬ５、正の屈折力を有する第６レンズを配して構成されている。

フォーカシングは、第１レンズ群Ｇｒ１を固定し、第２レンズ群Ｇｒ２を物体側へ、第３レンズ群Ｇｒ３を像面側へ移動させて行なう。

図２１に示す形態例の結像レンズは、図示の如く、物体側から像面側へ向かって順に、負の屈折率を有する第１レンズ群Ｇｒ１、正の屈折率を有する第２レンズ群Ｇｒ２、負の屈折率を有する第３レンズ群Ｇｒ３を配してなり、第２レンズ群Ｇｒ２内に光学絞りＳｔｏｐが配置されている。

図２５に示す形態例の結像レンズは、図示の如く、物体側から像面側へ向かって順に、負の屈折率を有する第１レンズ群Ｇｒ１、正の屈折率を有する第２レンズ群Ｇｒ２、負の屈折率を有する第３レンズ群Ｇｒ３を配してなり、第２レンズ群Ｇｒ２内に光学絞りＳｔｏｐが配置されている。

図２９、３０を参照して、携帯情報端末装置の実施の１形態を説明する。
図２９はカメラ装置（携帯情報端末装置のカメラ機能部）の外観を示し、図３０は携帯情報端末装置のシステム構成を示している。
図３０に示すように、携帯情報端末装置３０は、撮影レンズ３１と受光素子（１０００万画素〜１６００万画素が２次元に配列された固体撮像素子）４５を有し、撮影レンズ３１によって形成される「撮影対象物の像」を受光素子４５によって読み取るように構成されている。

撮影レンズ３１としては請求項１〜８の任意の１に記載の「結像レンズ」、より具体的には後述の実施例１〜７の結像レンズが用いられる。

受光素子４５からの出力は中央演算装置４０の制御を受ける信号処理装置４２によって処理され、デジタル情報に変換され、デジタル化された画像情報は、中央演算装置４０の制御を受ける画像処理装置４１において所定の画像処理を受けた後、半導体メモリ４４に記録される。

液晶モニタ３８には、画像処理装置４１において画像処理された撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ４４に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ４４に記録した画像は通信カード等４３を使用して外部へ送信することができる。

画像処理装置４１は「シェーディングの電気的な補正」や「画像中心部のトリミング」等を行なう機能も有する。

図２９に示すように、撮影レンズ３１は携帯時には、図２９（ａ）に示すように沈胴状態にあり、ユーザが電源スイッチ３６を操作して電源を入れると、（ｂ）に示すように鏡胴が繰り出される。

このとき、鏡胴の内部でズームレンズの各群は「物体距離が無限遠の配置」となっており、シャッタボタン３５の半押しにより「有限物体距離へのフォーカシング」が行なわれる。

フォーカシング動作は前述したように「第１レンズ群を固定し、第２レンズ群もしくは「第２レンズ群と第３レンズ群」を移動」させて行なわれる。第１レンズ群が固定であるので、繰出された鏡胴が伸縮することはない。

半導体メモリ４４に記録した画像を液晶モニタ３８に表示したり、通信カード等を使用して外部へ送信したりする際は、図２９（ｃ）に示す操作ボタン３７を使用して行う。半導体メモリおよび通信カード等は、それぞれ専用または汎用のスロット３９Ａ、３９Ｂに挿入して使用される。

撮影レンズ３１が沈胴状態にあるとき、各レンズ群は、必ずしも光軸上に並んでいなくても良く、例えば、第１レンズ群や第２レンズ群が光軸上から退避して、他のレンズ群と並列に収納されるような機構とすれば、携帯情報端末装置のさらなる薄型化を実現できる。

以上に説明したような「カメラ装置を撮影機部として有する携帯情報端末装置」には、実施例１〜７の結像レンズを撮影レンズ３１として使用することができ、１０００万画素を超える受光素子４５を使用した高画質で小型のカメラ機能を持つ携帯情報端末装置を実現できる。

以下、具体的な実施例を７例挙げる。

各実施例における記号の意味は以下の通りである。

Ｆ：光学系全体の焦点距離
Ｆｎｏ：開口数
Ｒ：曲率半径
Ｄ：面間隔
Ｎｄ：屈折率
Νｄ：アッベ数
非球面は、以下の周知の式で表わされる。

Ｘ＝（Ｈ^２／Ｒ）／［１＋{１−ｋ(Ｈ／ｒ)^２}^１／２］
＋Ｃ４Ｈ^４＋Ｃ６Ｈ^６＋Ｃ８Ｈ^８＋Ｃ１０Ｈ^１０＋・・・
この式において、
「Ｘ」は、面の頂点を基準としたときの光軸からの高さ：Ｈの位置での光軸方向の変位、「ｋ」は円錐係数、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、・・・は非球面係数、「Ｒ」は近軸曲率半径である。なお、長さの元を持つ量の単位は「ｍｍ」である。また「ＩＮＦ」とあるのは「∞」を意味する。

「実施例１」
実施例１の結像レンズは、図１に「無限遠合焦時のレンズ構成」を示したものである。

Ｆ＝２３．０ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６
実施例１のデータを表１に示す。

「非球面データ」
非球面（表中に「＊」印を付した面以下の実施例においても同様である。）に関するデータを表２に示す。

「可変量のデータ」
フォーカシングに伴い変化する面間隔：Ｄ２、Ｄ８の、無限遠合焦時（ＩＮＦ）、結像倍率：−１／８倍における値を表３に示す。

「条件式のパラメータの値」
Ｆ１／Ｆ３＝１．８
Ｆ２／Ｆ＝０．５
ＯＡＬ／Ｙ’＝２．２
｜ｄ_１−２／ｄ_２−３｜＝１．０
（Ｇｒ２Ｎｄ）_ＡΝＧ＝１．８２
Ｒ１／Ｆ１＝０．２
Ｆ２１／Ｆ２２＝０．１
Ｆ３１／Ｆ３２＝−０．６。

図２、図３、図４に順次、実施例１の、無限遠合焦時、結像倍率：−１／４３倍（撮影距離≒１０００ｍｍ）、結像倍率：−１／８倍（撮影距離≒２５０ｍｍ）におけるｄ線とｇ線における諸収差（球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差）を示す。

球面収差の図中の破線は「正弦条件」、非点収差の図中の実線はサジタル、破線はメリディオナルを表す。以下の実施例の収差図においても同様である。

「実施例２」
実施例２の結像レンズは、図５に「無限遠合焦時のレンズ構成」を示したものである。

Ｆ＝２３．０ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６
実施例２のデータを表４に示す。

「非球面データ」
非球面に関するデータを表５に示す。

「可変量のデータ」
フォーカシングに伴い変化する面間隔：Ｄ２、Ｄ８の、無限遠合焦時（ＩＮＦ）、結像倍率：−１／８倍における値を表６に示す。

「条件式のパラメータの値」
Ｆ１／Ｆ３＝０．９
Ｆ２／Ｆ＝０．５
ＯＡＬ／Ｙ’＝２．３
｜ｄ_１−２／ｄ_２−３｜＝１．０
Ｇｒ２（Ｎｄ）_ＡＶＧ＝１．８１
Ｒ１／Ｆ１＝０．４
Ｆ２１／Ｆ２２＝０．３
Ｆ３１／Ｆ３２＝−０．４。

図６、図７、図８に順次、実施例２の、無限遠合焦時、結像倍率：−１／４３倍（撮影距離≒１０００ｍｍ）、結像倍率：−１／８倍（撮影距離≒２５０ｍｍ）におけるｄ線とｇ線における諸収差（球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差）を示す。

「実施例３」
実施例３の結像レンズは、図９に「無限遠合焦時のレンズ構成」を示したものである。

Ｆ＝２３．０ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６
実施例３のデータを表７に示す。

「非球面データ」
非球面に関するデータを表８に示す。

「可変量のデータ」
フォーカシングに伴い変化する面間隔：Ｄ２、Ｄ８の、無限遠合焦時（ＩＮＦ）、結像倍率：−１／８倍における値を表９に示す。

「条件式のパラメータの値」
Ｆ１／Ｆ３＝０．８
Ｆ２／Ｆ＝０．５
ＯＡＬ／Ｙ’＝２．３
｜ｄ_１−２／ｄ_２−３｜＝１．０
（Ｇｒ２Ｎｄ）_ＡΝＧ＝１．８２
Ｒ１／Ｆ１＝０．３
Ｆ２１／Ｆ２２＝０．４
Ｆ３１／Ｆ３２＝−０．５。

図１０、図１１、図１２に順次、実施例３の、無限遠合焦時、結像倍率：−１／４３倍（撮影距離≒１０００ｍｍ）、結像倍率：−１／８倍（撮影距離≒２５０ｍｍ）におけるｄ線とｇ線における諸収差（球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差）を示す。

「実施例４」
実施例４の結像レンズは図１３に「無限遠合焦時のレンズ構成」を示したものである。

Ｆ＝２３．３ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６
実施例４のデータを表１０に示す。

「非球面データ」
非球面に関するデータを表１１に示す。

「可変量のデータ」
フォーカシングに伴い変化する面間隔：Ｄ２、Ｄ８の、無限遠合焦時（ＩＮＦ）、結像倍率：−１／８倍における値を表１２に示す。

「条件式のパラメータの値」
Ｆ１／Ｆ３＝０．７
Ｆ２／Ｆ＝０．６
ＯＡＬ／Ｙ’＝２．５
｜ｄ_１−２／ｄ_２−３｜＝１．０
（Ｇｒ２Ｎｄ）_ＡΝＧ＝１．８０
Ｒ１／Ｆ１＝０．３
Ｆ２１／Ｆ２２＝０．３
Ｆ３１／Ｆ３２＝−０．５。

図１４、図１５、図１６に順次、実施例４の、無限遠合焦時、結像倍率：−１／４３倍（撮影距離≒１０００ｍｍ）、結像倍率：−１／８倍（撮影距離≒２５０ｍｍ）におけるｄ線とｇ線における諸収差（球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差）を示す。

「実施例５」
実施例５の結像レンズは図１７に「無限遠合焦時のレンズ構成」を示したものである。

Ｆ＝２３．０ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６
実施例５のデータを表１３に示す。

「非球面データ」
非球面に関するデータを表１４に示す。

「可変量のデータ」
フォーカシングに伴い変化する面間隔：Ｄ２、Ｄ８の、無限遠合焦時（ＩＮＦ）、結像倍率：−１／９倍における値を表１５に示す。

「条件式のパラメータの値」
Ｆ１／Ｆ３＝０．７
Ｆ２／Ｆ＝０．６
ＯＡＬ／Ｙ’＝２．３
｜ｄ_１−２／ｄ_２−３｜＝０．６
（Ｇｒ２Ｎｄ）_ＡΝＧ＝１．８１
Ｒ１／Ｆ１＝０．３
Ｆ２１／Ｆ２２＝０．４
Ｆ３１／Ｆ３２＝−０．６。

図１８、図１９、図２０に順次、実施例５の、無限遠合焦時、結像倍率：−１／４３倍（撮影距離≒１０００ｍｍ）、結像倍率：−１／９倍（撮影距離≒２５０ｍｍ）におけるｄ線とｇ線における諸収差（球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差）を示す。

「実施例６」
実施例６の結像レンズは図２１に「無限遠合焦時のレンズ構成」を示したものである。

Ｆ＝２３．０ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６
実施例６のデータを表１６に示す。

「非球面データ」
非球面に関するデータを表１７に示す。

「可変量のデータ」
フォーカシングに伴い変化する面間隔：Ｄ２、Ｄ８の、無限遠合焦時（ＩＮＦ）、結像倍率：−１／９倍における値を表１８に示す。

「条件式のパラメータの値」
Ｆ１／Ｆ３＝０．７
Ｆ２／Ｆ＝０．５
ＯＡＬ／Ｙ’＝２．３
｜ｄ_１−２／ｄ_２−３｜＝０．５
（Ｇｒ２Ｎｄ）_ＡΝＧ＝１．８０
Ｒ１／Ｆ１＝０．５
Ｆ２１／Ｆ２２＝０．４
Ｆ３１／Ｆ３２＝−０．４。

図２２、図２３、図２４に順次、実施例６の、無限遠合焦時、結像倍率：−１／４３倍（撮影距離≒１０００ｍｍ）、結像倍率：−１／９倍（撮影距離≒２５０ｍｍ）におけるｄ線とｇ線における諸収差（球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差）を示す。

「実施例７」
実施例７の結像レンズは図２５に「無限遠合焦時のレンズ構成」を示したものである。

Ｆ＝２３．０ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５６
実施例７のデータを表１９に示す。

「非球面データ」
非球面に関するデータを表２０に示す。

「可変量のデータ」
フォーカシングに伴い変化する面間隔：Ｄ２、Ｄ８の、無限遠合焦時（ＩＮＦ）、結像倍率：−１／９倍における値を表２１に示す。

「条件式のパラメータの値」
Ｆ１／Ｆ３＝０．５
Ｆ２／Ｆ＝０．５
ＯＡＬ／Ｙ’＝２．３
｜ｄ_１−２／ｄ_２−３｜＝０．２
（Ｇｒ２Ｎｄ）_ＡΝＧ＝１．８０
Ｒ１／Ｆ１＝１．０
Ｆ２１／Ｆ２２＝１．３
Ｆ３１／Ｆ３２＝−０．６。

図２６、図２７、図２８に順次、実施例７の、無限遠合焦時、結像倍率：−１／４３倍（撮影距離≒１０００ｍｍ）、結像倍率：−１／９倍（撮影距離≒２５０ｍｍ）におけるｄ線とｇ線における諸収差（球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差）を示す。

上記実施例１〜７とも、収差は高いレベルで補正され、球面収差、非点収差、像面湾曲、倍率色収差も十分に補正されている。このように、この発明の結像レンズは、半画角が３２度前後で、Ｆｎｏが２．５程度と大口径でありながら、良好な結像性能を確保し得るものである。

Ｇｒ１第１レンズ群
Ｇｒ２第２レンズ群
Ｇｒ３第３レンズ群
Ｓｔｏｐ光学絞り

特許第３５４１９８３号公報特開２００９−２５８１５７号公報特開２０１０−０３９０８８号公報

Claims

物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群を配し、第２レンズ群に光学絞りを配してなり、
第１レンズ群を固定し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が増大するように、第２レンズ群および第３レンズ群のうち、少なくとも第２レンズ群を光軸方向へ変位させてフォーカシングを行い、
第１レンズ群は１枚のレンズにより構成され、
無限遠合焦時の光学系全体の焦点距離：Ｆ、第１レンズ群の焦点距離：Ｆ１、第２レンズ群の焦点距離：Ｆ２、第３レンズ群の焦点距離：Ｆ３、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から像面までの距離：ＯＡＬ、最大像高：Ｙ’が、条件：
（１）０．４＜Ｆ１／Ｆ３＜１．９
（２）０．４＜Ｆ２／Ｆ＜０．７
（３）２．１＜ＯＡＬ／Ｙ’＜２．６
を満足することを特徴とする結像レンズ。
請求項１記載の結像レンズにおいて、
第１レンズ群と第２レンズ群の間隔の、無限遠から至近にフォーカシングする際の変化分：ｄ_１−２、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔の、無限遠から至近にフォーカシングする際の変化分：ｄ_１−２が、条件：
（４）０．１＜｜ｄ_１−２／ｄ_２−３｜＜１．１
を満足することを特徴とする結像レンズ。
請求項１または２記載の結像レンズにおいて、
第２レンズ群が複数のレンズで構成され、これら複数のレンズの、材質のｄ線の屈折率の平均値：Ｇｒ２（Ｎｄ）_ＡＶＧが、条件：
（５）Ｇｒ２（Ｎｄ）_ＡＶＧ ≧ １．７０
を満足することを特徴とする結像レンズ。
請求項１〜３の任意の１に記載の結像レンズにおいて、
第１レンズ群の最も物体側のレンズ面が物体側に凹形状で、該最も物体側のレンズ面の曲率半径：Ｒ１、第１レンズ群の焦点距離：Ｆ１が、条件：
（６）０．１＜Ｒ１／Ｆ１＜１．１
を満足することを特徴とする結像レンズ。
請求項１〜４の任意の１に記載の結像レンズにおいて、
第２レンズ群が、光学絞りを挟んで両側に、正レンズ１枚と、正レンズと負レンズの２枚のレンズを貼り合わせた接合レンズ１組を配してなり、
第２レンズ群の、光学絞りよりも物体側に位置するレンズの焦点距離：Ｆ２１、第２レンズ群の、光学絞りよりも像面側に位置するレンズの焦点距離：Ｆ２２が、条件：
（７）０．０＜Ｆ２１／Ｆ２２＜１．４
を満足することを特徴とする結像レンズ。
請求項１〜５の任意の１に記載の結像レンズにおいて、
第３レンズ群が、負レンズと正レンズの２枚で構成され、
これら２枚のレンズのうち、物体側に位置するレンズの焦点距離：Ｆ３１、像面側に位置するレンズの焦点距離：Ｆ３２が、条件：
（８） −０．７＜Ｆ３１／Ｆ３２＜ −０．３
を満足することを特徴とする結像レンズ。
請求項１〜６の任意の１に記載の結像レンズにおいて、
フォーカシングの際に、第３レンズ群が固定されることを特徴とする結像レンズ。
請求項１〜６の任意の１に記載の結像レンズにおいて、
フォーカシングの際に、第３レンズ群が光軸方向へ変位することを特徴とする結像レンズ。
請求項１〜８の任意の１に記載の結像レンズを撮影用光学系として有するカメラ装置。
請求項９記載のカメラ装置を、カメラ機能部として有する携帯情報端末装置。