JP5753949B2 - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像レンズおよび撮像装置に関し、より詳しくは、デジタルカメラ、放送用カメラ、監視用カメラ、映画撮影用カメラ等の電子カメラに用いられる撮像レンズおよび該撮像レンズを備えた撮像装置に関するものである。

ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を記録媒体とするビデオカメラや電子スチルカメラ等の撮像装置に用いられる撮像レンズとしては、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。

特開平０８−２０１６９２号公報 特開２００８−０２０６５７号公報 特開２０１０−１７５６２８号公報 特開２００９−０５８６５１号公報

近年ではカメラの高精細化にともない、諸収差が良好に補正された撮像レンズが求められている。また、ＦＮｏ．の小さい、いわゆる明るい撮像レンズの要望が高まっている。

しかしながら、特許文献１に記載されている撮像レンズは、ＦＮｏ．が大きく、これらの要求を満たすものではなかった。

また、特許文献２〜４に記載されている撮像レンズは、ＦＮｏ．は小さいものの、非点収差、像面湾曲の補正が不十分であり、高性能とは言えなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ＦＮｏ．が小さく、諸収差が良好に補正された撮像レンズおよび該レンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。

本発明の撮像レンズは、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する前群と、後群とからなり、前群は、物体側から順に、２枚もしくは３枚の正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと、絞りと、物体側に凹面を向けた負レンズと、複数の正レンズとからなり、後群は、正の屈折力を有し、物体側から順に、正レンズと、負レンズとからなることを特徴とする。

本発明の撮像レンズにおいては、少なくとも前群を光軸方向に移動することによりフォーカシングを行うことが好ましい。

また、前群内の最も物体側の２枚もしくは３枚の正レンズは、いずれも物体側に凸面を向けていることが好ましい。

また、前群内の絞りより像側にある複数の正レンズの枚数は２枚であることが好ましい。

また、前群内の絞りより像側にある複数の正レンズの枚数は２枚であり、この２枚の正レンズはいずれも像側に凸面を向けていることが好ましい。

また、前群内の物体側から数えて最初の負レンズは、下記条件式を満足することが好ましい。

−４＜ｆ／ｆ１ｎ＜−１ …（１）
ただし、ｆ：全系の焦点距離、ｆ１ｎ：前群内の物体側から数えて最初の負レンズの焦点距離とする。

また、前群内の物体側から数えて最初の負レンズとこの負レンズの直後の正レンズとの間の空気レンズは、下記条件式を満足することが好ましい。

−０．４＜（Ｒｎｒ−Ｒｐｆ）／（Ｒｎｒ＋Ｒｐｆ）＜０．２ …（２）
ただし、Ｒｎｒ：前群内の物体側から数えて最初の負レンズの像側の面の曲率半径、Ｒｐｆ：前群内の物体側から数えて最初の負レンズの直後の正レンズの物体側の面の曲率半径とする。

また、前群は、下記条件式を満足することが好ましい。

０．６＜ｆ／ｆ１＜１．０ …（３）
ただし、ｆ：全系の焦点距離、ｆ１：前群の焦点距離とする。

また、後群は、下記条件式を満足することが好ましい。

０．１＜ｆ／ｆ２＜０．５ …（４）
ただし、ｆ：全系の焦点距離、ｆ２：後群の焦点距離とする。

また、後群内の正レンズは、像側に凸面を向けていることが好ましい。

また、前群内の物体側から数えて最初の負レンズは、下記条件式を満足することが好ましい。

−３＜ｆ／ｆ１ｎ＜−１．５ …（１）’
ただし、ｆ：全系の焦点距離、ｆ１ｎ：前群内の物体側から数えて最初の負レンズの焦点距離とする。

また、前群内の物体側から数えて最初の負レンズと該負レンズの直後の正レンズとの間の空気レンズは、下記条件式を満足することが好ましい。

−０．２５＜（Ｒｎｒ−Ｒｐｆ）／（Ｒｎｒ＋Ｒｐｆ）＜０．１ …（２）’
ただし、Ｒｎｒ：前群内の物体側から数えて最初の負レンズの像側の面の曲率半径、Ｒｐｆ：前群内の物体側から数えて最初の負レンズの直後の正レンズの物体側の面の曲率半径とする。

また、前群は、下記条件式を満足することが好ましい。

０．７＜ｆ／ｆ１＜０．９５ …（３）’
ただし、ｆ：全系の焦点距離、ｆ１：前群の焦点距離とする。

また、後群は、下記条件式を満足することが好ましい。

０．１５＜ｆ／ｆ２＜０．４ …（４）’
ただし、ｆ：全系の焦点距離、ｆ２：後群の焦点距離とする。

また、前群内の絞りより物体側にあるすべての負レンズのアッベ数が３５以上であることが好ましい。

この場合、前群内の絞りより物体側にあるすべての負レンズの部分分散比が０．６以下であることが好ましい。

ここで、部分分散比θｇＦは下記式で表される。

θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
ただし、Ｎｇ：ｇ線に対する屈折率、ＮＦ：Ｆ線に対する屈折率、ＮＣ：Ｃ線に対する屈折率とする。

また、前群内の最も物体側のレンズのアッベ数が３５以下であることが好ましい。

この場合、前群内の最も物体側のレンズの部分分散比が０．５８以上であることが好ましい。なお、部分分散比については上述の通りである。

また、物体側から数えて前群内の絞りの直後には、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負レンズと像側に凸面を向けた正レンズとからなる接合レンズを有し、この接合レンズを構成するいずれのレンズもアッベ数が２５以下であることが好ましい。

本発明の撮像装置は、上記記載の本発明の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、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する前群と、後群とからなり、前群は、物体側から順に、２枚もしくは３枚の正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと、絞りと、物体側に凹面を向けた負レンズと、複数の正レンズとからなり、後群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズとからなるものとしたので、ＦＮｏ．が小さい撮像レンズとしながら、諸収差を良好に補正することが可能となる。

また、本発明の撮像装置は、本発明の撮像レンズを備えているため、明るく高画質の映像を得ることができる。

本発明の一実施形態にかかる撮像レンズ（実施例１と共通）のレンズ構成を示す断面図 上記撮像レンズの光路を示す図 本発明の実施例２の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の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の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の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１の撮像レンズの各収差図（Ａ〜Ｅ） 本発明の実施例２の撮像レンズの各収差図（Ａ〜Ｅ） 本発明の実施例３の撮像レンズの各収差図（Ａ〜Ｅ） 本発明の実施例４の撮像レンズの各収差図（Ａ〜Ｅ） 本発明の実施例５の撮像レンズの各収差図（Ａ〜Ｅ） 本発明の実施形態にかか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は本発明の一実施形態にかかる撮像レンズ（実施例１と共通）のレンズ構成を示す断面図、図２は上記撮像レンズの光路を示す図である。図１および図２に示す構成例は、後述の実施例１の撮像レンズの構成と共通である。図１および図２においては、左側が物体側、右側が像側である。また、図２においては、無限遠の距離にある物点からの軸上光束ＬＦも併せて示してある。

この撮像レンズは、光軸Ｚに沿って、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する前群Ｇ１と、後群Ｇ２とからなり、前群Ｇ１は、物体側から順に、３枚の正レンズＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３と、像側に凹面を向けた負レンズＬ１４と、物体側に凸面を向けた正レンズ１５と、像側に凹面を向けた負レンズＬ１６と、開口絞りＳｔと、物体側に凹面を向けた負レンズＬ１７と、正レンズＬ１８，Ｌ１９とからなり、後群Ｇ２は、物体側から順に、正レンズＬ２１と、負レンズＬ２２とからなる。なお、図１および図２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。

この撮像レンズを撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、光学系と像面Ｓｉｍの間にカバーガラス、プリズム、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどの各種フィルタを配置することが好ましいため、図１および図２では、これらを想定した平行平面板状の光学部材ＰＰ１，ＰＰ２を後群Ｇ２と像面Ｓｉｍとの間に配置した例を示している。

ＦＮｏ．の小さい撮像レンズとして、特許文献４にあげたようなガウスタイプのレンズが広く知られている。しかしながら、近年のカメラの高精細化に対応するためにはさらに球面収差、像面湾曲、非点収差、軸上の色収差、倍率の色収差等を良好に補正する必要がある。これらの収差を良好に補正するためには負レンズの配置に留意する必要がある。ガウス型では負レンズは、絞りの前後に絞りに近接して１枚ずつのみを配置するが、この構成では、それ以前、それ以後に配された正レンズで発生した諸収差の補正を２枚の負レンズのみで負担することになるため、十分に収差を補正できなかったり、逆に無理に補正しようとすると高次の球面収差、二次色収差が発生したりする恐れがある。

本発明の撮像レンズでは、開口絞りＳｔの前方にさらに１枚の負レンズを配することにより、諸収差を良好に補正している。具体的には開口絞りＳｔから数えて物体側に３枚目に負レンズＬ１４を加えている。開口絞りＳｔの直前に収差補正用の負レンズを加えた場合に較べて、軸上マージナル光線の高さが高いため、球面収差、軸上色収差、倍率色収差の補正効果が高くなる。

また、前群Ｇ１の最も物体側の正の屈折力を２枚もしくは３枚の正レンズ（本実施形態では３枚の正レンズＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３）で分担することで、球面収差の発生を抑え、小さいＦＮｏ．に有利である。また、個々のレンズの屈折力が小さくとも、これら２枚もしくは３枚のレンズの合成屈折力を大きくできるため、全長の短縮化にも有利である。

続いて像側に凹面を向けた負レンズＬ１４を配することで、球面収差、軸上色収差、倍率色収差の補正に有利である。

続いて物体側に凸面を向けた正レンズＬ１５、像側に凹面を向けた負レンズＬ１６、開口絞りＳｔを挟んで、物体側に凹面を向けた負レンズＬ１７、正レンズＬ１８を配することで、この４枚のレンズが開口絞りＳｔに対して対称に近い構成となるため、コマ収差、倍率の色収差の補正に有利である。また、開口絞りＳｔに隣接する両側の面が、開口絞りＳｔに凹面を向けていることにより、像面湾曲、非点収差の補正に有利である。

続いて正レンズＬ１９を配することにより、直前の正レンズＬ１８の正の屈折力を分担できるため、球面収差の補正に有利である。

本発明の撮像レンズにおいては、少なくとも前群Ｇ１を光軸方向に移動することによりフォーカシングを行うと良い。これにより、フォーカシングに伴う像面湾曲の変動を押さえることができる。なお、前群Ｇ１のみでフォーカシングしても良いが、前群Ｇ１とは別の速度で後群Ｇ２を移動するように構成しても差し支えない。

また、前群Ｇ１内の最も物体側の２枚もしくは３枚の正レンズは、いずれも物体側に凸面を向けていることが好ましい。これにより球面収差、非点収差の補正に有利である。

また、前群Ｇ１内の開口絞りＳｔより像側にある複数の正レンズの枚数は２枚であることが好ましい。１枚では球面収差の補正が難しいが、必要以上に枚数を増加することはコストの増加を招くため、２枚とすることがコスト上好ましい。

また、後群Ｇ２は正の屈折力を有することが好ましい。これにより、フォーカシングに伴う像面湾曲の変動を押さえるのに有利である。

また、前群Ｇ１内の開口絞りＳｔより像側にある複数の正レンズの枚数は２枚であり、この２枚の正レンズＬ１８，Ｌ１９はいずれも像側に凸面を向けていることが好ましい。これにより非点収差の補正に有利である。

また、前群Ｇ１内の物体側から数えて最初の負レンズＬ１４は、下記条件式（１）を満足することが好ましい。この条件式（１）の下限を下回ると、このレンズで補正過剰の高次の球面収差が発生する。逆に条件式（１）の上限を上回ると、球面収差、軸上色収差、倍率色収差の補正に不利である。なお、下記条件式（１）’を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。

−４＜ｆ／ｆ１ｎ＜−１ …（１）
−３＜ｆ／ｆ１ｎ＜−１．５ …（１）’
ただし、ｆ：全系の焦点距離、ｆ１ｎ：前群内の物体側から数えて最初の負レンズの焦点距離とする。

また、前群Ｇ１内の物体側から数えて最初の負レンズＬ１４とこの負レンズＬ１４の直後の正レンズＬ１５との間の空気レンズは、下記条件式（２）を満足することが好ましい。この条件式（２）の下限を下回ると、この空気レンズで補正過剰の高次の球面収差が発生する。逆に条件式（２）の上限を上回ると、球面収差、軸上色収差、倍率色収差の補正に不利である。なお、下記条件式（２）’を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。

−０．４＜（Ｒｎｒ−Ｒｐｆ）／（Ｒｎｒ＋Ｒｐｆ）＜０．２ …（２）
−０．２５＜（Ｒｎｒ−Ｒｐｆ）／（Ｒｎｒ＋Ｒｐｆ）＜０．１ …（２）’
ただし、Ｒｎｒ：前群内の物体側から数えて最初の負レンズの像側の面の曲率半径、Ｒｐｆ：前群内の物体側から数えて最初の負レンズの直後の正レンズの物体側の面の曲率半径とする。

また、前群Ｇ１は、下記条件式（３）を満足することが好ましい。この条件式（３）の下限を下回ると、フォーカシング時の移動量が大きくなり過ぎ、小型化が難しくなるばかりでなく、フォーカシングに要する時間が長くなるという問題が生じる。逆に条件式（３）の上限を上回ると、フォーカシングによる像面湾曲の変動が大きくなる。なお、下記条件式（３）’を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。

０．６＜ｆ／ｆ１＜１．０ …（３）
０．７＜ｆ／ｆ１＜０．９５ …（３）’
ただし、ｆ：全系の焦点距離、ｆ１：前群の焦点距離とする。

また、後群Ｇ２は、下記条件式（４）を満足することが好ましい。この条件式（４）の下限を下回ると、フォーカシングによる像面湾曲の変動が大きくなる。逆に条件式（４）の上限を上回ると、前群Ｇ１の屈折力が弱くなるため、フォーカシング時の移動量が大きくなり過ぎ、小型化が難しくなるばかりでなく、フォーカシングに要する時間が長くなると言う問題が生じる。なお、下記条件式（４）’を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。

０．１＜ｆ／ｆ２＜０．５ …（４）
０．１５＜ｆ／ｆ２＜０．４ …（４）’
ただし、ｆ：全系の焦点距離、ｆ２：後群の焦点距離とする。

また、後群Ｇ２内の正レンズＬ２１は、像側に凸面を向けていることが好ましい。これにより、非点収差の補正に有利である。

本発明の撮像レンズにおいて、二次色収差を補正するには下記の二つの方法が考えられる。

一つ目は、前群Ｇ１内の開口絞りＳｔより物体側にあるすべての負レンズのアッベ数を、３５以上とする方法である。この方法は、後述の実施例１に対応する。これにより、正レンズと負レンズの部分分散比を近づけることができ、二次色収差の補正に有利である。この場合、前群Ｇ１内の開口絞りＳｔより物体側にあるすべての負レンズの部分分散比は、０．６以下とすることが好ましい。

ここで、部分分散比θｇＦは下記式で表される。

θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
ただし、Ｎｇ：ｇ線に対する屈折率、ＮＦ：Ｆ線に対する屈折率、ＮＣ：Ｃ線に対する屈折率とする。

二つ目は、前群Ｇ１内の最も物体側のレンズのアッベ数を、３５以下とする方法である。この方法は、後述の実施例２〜５に対応する。このアッベ数範囲にある材料は比較的部分分散比が大きいため、部分分散比の大きな凹レンズと組み合わせる場合でも二次色収差を小さくしやすい。この場合、前群Ｇ１内の最も物体側のレンズの部分分散比が０．５８以上であることが好ましい。なお、部分分散比については上述の通りである。

また、物体側から数えて前群Ｇ１内の絞りの直後には、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負レンズＬ１７と像側に凸面を向けた正レンズＬ１８とからなる接合レンズを有し、この接合レンズを構成するいずれのレンズもアッベ数が２５以下であることが好ましい。これにより、通常材料同士の組み合わせでありながら、二次色収差を良好に補正できる。またアッベ数の小さい材料は比較的着色度の大きい材料が多いため、ズームレンズなど構成枚数の多い他の交換レンズと分光特性をそろえることにも効果がある。

本撮像レンズにおいて、最も物体側に配置される材料としては、具体的にはガラスを用いることが好ましく、あるいは透明なセラミックスを用いてもよい。

また、本撮像レンズが厳しい環境において使用される場合には、保護用の多層膜コートが施されることが好ましい。さらに、保護用コート以外にも、使用時のゴースト光低減等のための反射防止コートを施すようにしてもよい。

また、図１および図２に示す例では、レンズ系と像面Ｓｉｍとの間に光学部材ＰＰ１，ＰＰ２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レンズ系と像面Ｓｉｍとの間に配置する代わりに、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、本発明の撮像レンズの数値実施例について説明する。なお、以下の表１〜１１に示す数値および図７〜１１の収差図は、無限遠物体に合焦時の全系の焦点距離が１．０となるように規格化されたものである。

まず、実施例１の撮像レンズについて説明する。実施例１の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図を図１に示す。なお、図１および後述の実施例２〜５に対応した図３〜６においては、光学部材ＰＰ１，ＰＰ２も合わせて示しており、左側が物体側、右側が像側であり、図示されている開口絞り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。

実施例１の撮像レンズは、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する前群Ｇ１と、全体として正の屈折力を有する後群Ｇ２とからなり、前群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた平凸レンズＬ１１と、２枚の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２，Ｌ１３と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１４と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１５および像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１６からなる接合レンズと、開口絞りＳｔと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１７および像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１８からなる接合レンズと、両凸レンズＬ１９とから構成され、後群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１と、両凹レンズＬ２２とから構成される。

前群Ｇ１の最も物体側のレンズＬ１１を物体側に凸面を向けた平凸レンズとすることで、比較的球面収差の発生を抑えられる。

また、物体側から２番目のレンズＬ１２と３番目のレンズＬ１３を物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとすることで、球面収差、非点収差の補正に有利となる。なお、物体側から２番目のレンズＬ１２にはアッベ数が８１．５４、θｇＦが０．５３７４８の異常分散材料を用いているため、二次色収差の補正に効果がある。

続く負レンズＬ１４を像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとすることにより、非点収差の補正、球面収差の波長による差を防止するために有利となる。このレンズのアッベ数は４４．２７、θｇＦは０．５６３４と異常分散材料を用いている。

続く接合レンズも負レンズＬ１６に上記と同じ異常分散材料を用いており、２番目のレンズＬ１２の材料と組み合わせることにより、二次色収差の補正に効果がある。

開口絞りＳｔを挟んで続く接合レンズは高分散材料同士の接合になっており、正レンズＬ１８のθｇＦのほうがわずかに大きいので、通常ガラスの組み合わせながら二次色収差の補正に効果がある。また、この接合レンズはいずれも着色度の大きい材料のため、ズームレンズなど構成枚数の多い他の交換レンズと分光特性をそろえることにも効果がある。

続く両凸レンズＬ１９は直前の正レンズＬ１８の屈折力を分担しており、球面収差の軽減に効果がある。

後群Ｇ２の両凸レンズＬ２１は高屈折率の材料であり、ペッツバール和を改善し、像面湾曲の改善に効果がある。両凹レンズＬ２２は直前の両凸レンズＬ２１に較べて低屈折率の材料であり、ペッツバール和を改善し、像面湾曲の改善に効果がある。

前群Ｇ１を繰り出してフォーカシングすることにより、フォーカシングに伴う像面湾曲の変動を押さえることができる。

実施例１の撮像レンズの基本レンズデータを表１に、諸元に関するデータを表２に示す。

以下では、表中の記号の意味について、実施例１のものを例にとり説明するが、実施例２〜５についても基本的に同様である。

表１のレンズデータにおいて、Ｓｉの欄には最も物体側の構成要素の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、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、Ｎｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の媒質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄には最も物体側の光学要素を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、…）の光学要素のｄ線に対するアッベ数を示し、θｇＦｊの欄には最も物体側の光学要素を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、…）の光学要素の部分分散比を示している。

なお、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。基本レンズデータには、開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰも含めて示している。開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号とともに（絞り）という語句を記載している。

表２の諸元に関するデータに、焦点距離ｆ´、Ｆ値Ｆｎｏ．および全画角２ωの値を示す。

基本レンズデータおよび諸元に関するデータにおいて、角度の単位としては度を用いているが、その他については規格化をしているため単位はない。

実施例１の撮像レンズの各収差図を図７（Ａ）〜（Ｅ）に示す。図７（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ球面収差、正弦条件、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。

球面収差、正弦条件、非点収差、歪曲収差を表す各収差図には、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図にはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線(波長６５６．３ｎｍ)、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）についての収差をそれぞれ実線、長破線、短破線、点線で示す。非点収差図にはサジタル方向、タンジェンシャル方向の収差をそれぞれ実線と破線で示す。倍率色収差図にはＣ線(波長６５６．３ｎｍ)、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）についての収差をそれぞれ長破線、短破線、点線で示す。なお、球面収差図および正弦条件図のＦｎｏ．はＦ値、その他の収差図のωは半画角を意味する。

次に、実施例２の撮像レンズについて説明する。実施例２の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図を図３に示す。

実施例２の撮像レンズは、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する前群Ｇ１と、全体として正の屈折力を有する後群Ｇ２とからなり、前群Ｇ１は、物体側から順に、両凸レンズＬ１１と、２枚の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２，Ｌ１３と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１４と、両凸レンズＬ１５および両凹レンズＬ１６からなる接合レンズと、開口絞りＳｔと、両凹レンズＬ１７および両凸レンズＬ１８からなる接合レンズと、両凸レンズＬ１９とから構成され、後群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１および両凹レンズＬ２２からなる接合レンズで構成される。

最も物体側のレンズＬ１１は実施例１と異なり両凸レンズであるが、物体側に曲率半径の絶対値の小さい面を向けており、像側の面の曲率半径の絶対値が物体側の面に較べて大きいため、比較的球面収差の発生を抑えられる。このレンズに高分散のアッベ数が２３．８３、θｇＦが０．６１６０３の材料を用いることで二次色収差の補正に効果がある。

また、物体側から２番目のレンズＬ１２と３番目のレンズＬ１３を物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとすることで、球面収差、非点収差の補正に有利となる。

続く負レンズＬ１４を像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとすることにより、非点収差の補正、球面収差の波長による差を防止するために有利となる。

続く接合レンズは、凸レンズＬ１５にアッベ数が６７．７４、θｇＦが０．５４４２６の異常分散材料を用いており、二次色収差の補正に効果がある。

開口絞りＳｔを挟んで続く接合レンズは高分散材料同士の接合になっており、正レンズＬ１８のθｇＦの方がわずかに大きいので、通常ガラスの組み合わせながら二次色収差の補正に効果がある。また、この接合レンズはいずれも着色度の大きい材料のため、ズームレンズなど構成枚数の多い他の交換レンズと分光特性をそろえることにも効果がある。

続く両凸レンズＬ１９は、直前の正レンズＬ１８の屈折力を分担しており球面収差の軽減に効果がある。

後群Ｇ２の接合レンズは軸上色収差の補正に効果がある。

前群Ｇ１を繰り出してフォーカシングすることにより、フォーカシングに伴う像面湾曲の変動を押さえることができる。

また、実施例２の撮像レンズの基本レンズデータを表３に、諸元に関するデータを表４に、各収差図を図８（Ａ）〜（Ｅ）に示す。

次に、実施例３の撮像レンズについて説明する。実施例３の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図を図４に示す。

実施例３の撮像レンズは、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する前群Ｇ１と、全体として正の屈折力を有する後群Ｇ２とからなり、前群Ｇ１は、物体側から順に、３枚の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１４と、両凸レンズＬ１５および両凹レンズＬ１６からなる接合レンズと、開口絞りＳｔと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１７および像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１８からなる接合レンズと、両凸レンズＬ１９とから構成され、後群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１および両凹レンズＬ２２からなる接合レンズで構成される。

最も物体側のレンズＬ１１に高分散のアッベ数が２３．８３、θｇＦが０．６１６０３の材料を用いることで、二次色収差の補正に効果がある。

また、物体側から１番目のレンズＬ１１から３番目のレンズＬ１３を、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとすることで、球面収差、非点収差の補正に有利となる。

続く負レンズＬ１４を像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとすることにより、非点収差の補正、球面収差の波長による差を防止するために有利となる。

続く接合レンズは軸上色収差の補正に効果がある。

開口絞りＳｔを挟んで続く接合レンズは高分散材料同士の接合になっており、正レンズＬ１７のθｇＦの方がわずかに大きいので、通常ガラスの組み合わせながら二次色収差の補正に効果がある。また、この接合レンズはいずれも着色度の大きい材料のため、ズームレンズなど構成枚数の多い他の交換レンズと分光特性をそろえることにも効果がある。

続く両凸レンズＬ１９は直前の正レンズＬ１８の屈折力を分担しており球面収差の軽減に効果がある。

後群Ｇ２の接合レンズは軸上色収差の補正に効果がある。

前群Ｇ１を繰り出してフォーカシングすることにより、フォーカシングに伴う像面湾曲の変動を押さえることが出来る。

また、実施例３の撮像レンズの基本レンズデータを表５に、諸元に関するデータを表６に、各収差図を図９（Ａ）〜（Ｅ）に示す。

次に、実施例４の撮像レンズについて説明する。実施例４の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図を図５に示す。

実施例４の撮像レンズは、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する前群Ｇ１と、全体として正の屈折力を有する後群Ｇ２とからなり、前群Ｇ１は、物体側から順に、両凸レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、両凸レンズＬ１４および両凹レンズＬ１５からなる接合レンズと、開口絞りＳｔと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１６および像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１７からなる接合レンズと、両凸レンズＬ１８とから構成され、後群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２からなる接合レンズで構成される。

最も物体側のレンズＬ１１は実施例１と異なり両凸レンズであるが、物体側に曲率半径の絶対値の小さい面を向けており、像側の面の曲率半径の絶対値が物体側の面に較べて大きいため、比較的球面収差の発生を抑えられる。このレンズに高分散のアッベ数が３２．２５、θｇＦが０．５９３８８の材料を用いることで二次色収差の補正に効果がある。

また、物体側から２番目のレンズＬ１２を物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとすることで、球面収差、非点収差の補正に有利となる。

続く負レンズＬ１３を像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとすることにより、非点収差の補正、球面収差の波長による差を防止するために有利となる。

続く接合レンズは凸レンズＬ１４にアッベ数が６７．７４、θｇＦが０．５４４２６の異常分散材料を用いているため、二次色収差の補正に効果がある。

開口絞りＳｔを挟んで続く接合レンズは高分散材料同士の接合になっており、正レンズＬ１７のθｇＦの方がわずかに大きいので、通常ガラスの組み合わせながら二次色収差の補正に効果がある。また、この接合レンズはいずれも着色度の大きい材料のため、ズームレンズなど構成枚数の多い他の交換レンズと分光特性をそろえることにも効果がある。

続く両凸レンズＬ１８は直前の正レンズＬ１７の屈折力を分担しており球面収差の軽減に効果がある。

後群Ｇ２の接合レンズは、両凸レンズＬ２１にアッベ数が８１．５４、θｇＦが０．５３７４８の異常分散材料を用いており、軸上色収差、二次色収差の補正に効果がある。

前群Ｇ１を繰り出してフォーカシングすることにより、フォーカシングに伴う像面湾曲の変動を押さえることが出来る。

また、実施例４の撮像レンズの基本レンズデータを表７に、諸元に関するデータを表８に、各収差図を図１０（Ａ）〜（Ｅ）に示す。

次に、実施例５の撮像レンズについて説明する。実施例５の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図を図６に示す。

実施例５の撮像レンズは、本発明の５つの実施例のうち最も画角が広いものであり、他の実施例に較べて非点収差の除去に注意を払った形状となっている。

本実施例の撮像レンズは、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する前群Ｇ１と、全体として正の屈折力を有する後群Ｇ２とからなり、前群Ｇ１は、物体側から順に、２枚の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１，Ｌ１２と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と、両凹レンズＬ１５と、開口絞りＳｔと、両凹レンズＬ１６および両凸レンズＬ１７からなる接合レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１８とから構成され、後群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２からなる接合レンズで構成される。

最も物体側の２枚のレンズＬ１１，Ｌ１２を物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとすることで、球面収差、非点収差の補正に有利となる。

続く負レンズＬ１３を像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとすることにより、非点収差の補正、球面収差の波長による差を防止するために有利となる。また、アッベ数が３６．２６、θｇＦが０．５８８００と通常材料ながら部分分散比の比較的小さなものを用いているため、二次色収差の補正に効果がある。

続く正レンズＬ１４は物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとすることで、球面収差、非点収差の補正に有利である。

続く両凹レンズＬ１５はアッベ数が３５．３１、θｇＦが０．５９３３６と通常材料ながら部分分散比の比較的小さなものを用いているため、二次色収差の補正に効果がある。

開口絞りＳｔを挟んで続く接合レンズは、両凹レンズＬ１６に比較的低分散のアッベ数が５８．９０、θｇＦが０．５４５６７の材料、両凸レンズＬ１７にアッベ数が８１．５４、θｇＦが０．５３７４８の異常分散材料を用いているため、軸上色収差、二次色収差の補正に効果がある。

続く正メニスカスレンズＬ１８は、非点収差の補正に効果がある。

後群Ｇ２の接合レンズは、軸上色収差の補正に効果がある。

前群Ｇ１を繰り出してフォーカシングすることにより、フォーカシングに伴う像面湾曲の変動を押さえることができる。

また、実施例５の撮像レンズの基本レンズデータを表９に、諸元に関するデータを表１０に、各収差図を図１１（Ａ）〜（Ｅ）に示す。

実施例１〜５の撮像レンズの条件式（１）〜（４）に対応する値を表１１に示す。なお、全実施例ともｄ線を基準波長としており、下記の表１１に示す値はこの基準波長におけるものである。

以上のデータから、実施例１〜５の撮像レンズは全て、条件式（１）〜（４）を満たしており、Ｆ値が１．９０〜２．２７と明るく、また諸収差が良好に補正された撮像レンズであることが分かる。

次に、本発明の実施形態にかかる撮像装置について説明する。図１２に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態の撮像レンズを用いた撮像装置の概略構成図を示す。なお、図１２では各レンズ群を概略的に示している。この撮像装置としては、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を記録媒体とするビデオカメラや電子スチルカメラ等を挙げることができる。

図１２に示す撮像装置１０は、撮像レンズ１と、撮像レンズ１の像側に配置されたローパスフィルタ等の機能を有するフィルタ６と、フィルタ６の像側に配置された撮像素子７と、信号処理回路８とを備えている。撮像素子７は撮像レンズ１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えば、撮像素子７としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を用いることができる。撮像素子７は、その撮像面が撮像レンズ１の像面に一致するように配置される。

撮像レンズ１により撮像された像は撮像素子７の撮像面上に結像し、その像に関する撮像素子７からの出力信号が信号処理回路８にて演算処理され、表示装置９に像が表示される。

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、屈折率、アッベ数等の値は、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 (20)

1. 物体側から順に、全体として正の屈折力を有する前群と、後群とからなり、
   前記前群は、物体側から順に、２枚もしくは３枚の正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと、絞りと、物体側に凹面を向けた負レンズと、複数の正レンズとからなり、
   前記後群は、正の屈折力を有し、物体側から順に、正レンズと、負レンズとからなる
   ことを特徴とする撮像レンズ。
2. 少なくとも前記前群を光軸方向に移動することによりフォーカシングを行う
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
3. 前記前群内の最も物体側の２枚もしくは３枚の正レンズは、いずれも物体側に凸面を向けている
   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. 前記前群内の前記絞りより像側にある複数の正レンズの枚数は２枚である
   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。
5. 前記前群内の前記絞りより像側にある複数の正レンズの枚数は２枚であり、
   該２枚の正レンズはいずれも像側に凸面を向けている
   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. 前記前群内の物体側から数えて最初の負レンズは、下記条件式を満足する
   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。
   −４＜ｆ／ｆ１ｎ＜−１ …（１）
   ただし、
   ｆ：全系の焦点距離
   ｆ１ｎ：前記前群内の物体側から数えて最初の負レンズの焦点距離
   とする。
7. 前記前群内の物体側から数えて最初の負レンズと該負レンズの直後の正レンズとの間の空気レンズは、下記条件式を満足する
   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。
   −０．４＜（Ｒｎｒ−Ｒｐｆ）／（Ｒｎｒ＋Ｒｐｆ）＜０．２ …（２）
   ただし、
   Ｒｎｒ：前記前群内の物体側から数えて最初の負レンズの像側の面の曲率半径
   Ｒｐｆ：前記前群内の物体側から数えて最初の負レンズの直後の正レンズの物体側の面の曲率半径
   とする。
8. 前記前群は、下記条件式を満足する
   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。
   ０．６＜ｆ／ｆ１＜１．０ …（３）
   ただし、
   ｆ：全系の焦点距離
   ｆ１：前記前群の焦点距離
   とする。
9. 前記後群は、下記条件式を満足する
   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。
   ０．１＜ｆ／ｆ２＜０．５ …（４）
   ただし、
   ｆ：全系の焦点距離
   ｆ２：前記後群の焦点距離
   とする。
10. 前記後群内の正レンズは、像側に凸面を向けている
    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。
11. 前記前群内の物体側から数えて最初の負レンズは、下記条件式を満足する
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    −３＜ｆ／ｆ１ｎ＜−１．５ …（１）’
    ただし、
    ｆ：全系の焦点距離
    ｆ１ｎ：前記前群内の物体側から数えて最初の負レンズの焦点距離
    とする。
12. 前記前群内の物体側から数えて最初の負レンズと該負レンズの直後の正レンズとの間の空気レンズは、下記条件式を満足する
    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。
    −０．２５＜（Ｒｎｒ−Ｒｐｆ）／（Ｒｎｒ＋Ｒｐｆ）＜０．１ …（２）’
    ただし、
    Ｒｎｒ：前記前群内の物体側から数えて最初の負レンズの像側の面の曲率半径
    Ｒｐｆ：前記前群内の物体側から数えて最初の負レンズの直後の正レンズの物体側の面の曲率半径
    とする。
13. 前記前群は、下記条件式を満足する
    ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ０．７＜ｆ／ｆ１＜０．９５ …（３）’
    ただし、
    ｆ：全系の焦点距離
    ｆ１：前記前群の焦点距離
    とする。
14. 前記後群は、下記条件式を満足する
    ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ０．１５＜ｆ／ｆ２＜０．４ …（４）’
    ただし、
    ｆ：全系の焦点距離
    ｆ２：前記後群の焦点距離
    とする。
15. 前記前群内の前記絞りより物体側にあるすべての負レンズのアッベ数が３５以上である
    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. 前記前群内の前記絞りより物体側にあるすべての負レンズの部分分散比が０．６以下である
    ことを特徴とする請求項１５記載の撮像レンズ。
17. 前記前群内の最も物体側のレンズのアッベ数が３５以下である
    ことを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項記載の撮像レンズ。
18. 前記前群内の最も物体側のレンズの部分分散比が０．５８以上である
    ことを特徴とする請求項１７記載の撮像レンズ。
19. 物体側から数えて前記前群内の前記絞りの直後には、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負レンズと像側に凸面を向けた正レンズとからなる接合レンズを有し、
    該接合レンズを構成するいずれのレンズもアッベ数が２５以下である
    ことを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項記載の撮像レンズ。
20. 請求項１記載の撮像レンズを備えたことを特徴とする撮像装置。

Images