JP6090650B2 - 結像レンズ、撮像装置および情報装置 - Google Patents
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Description
この種の撮像装置に用いられる固体撮像素子は、高画素数化が進み、それに伴って撮像レンズとして用いられる結像レンズについても、より高い光学性能が求められている。また、撮像装置の携帯性が考慮されてコンパクト化も進み、市場では、高性能化とコンパクト化を両立させた撮像装置が求められるようになり、撮像レンズにも高性能化およびコンパクト化が求められている。さらに、撮影速度の高速化も進められており、高速撮影に適する撮像レンズとして、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ようなある程度の広角が好まれており、35mm判(いわゆるライカ判)フィルム写真の場合に換算して35mm相当の焦点距離に相当する半画角:32度が求められる画角の目安の一つとなっている。
従来、大口径で、しかも35mm判換算で50mmよりも焦点距離の短い(つまり広角側)レンズとしては、例えば、特許文献1(特許第3541983号)、特許文献2(特開2009−258157号)および特許文献3(特開2010−39088号)等が知られている。
これら特許文献1、特許文献2および特許文献3に開示されたレンズは、いずれも、物体(被写体)への合焦操作、すなわちフォーカシングの際に光学系の全長が変化しない、いわゆるインナーフォーカスタイプまたはリアフォーカスタイプの光学系である。
すなわち、特許文献1には、インナーフォーカスタイプの光学系であって、F値(Fナンバー)がF2.8相当、35mm判換算の焦点距離が28mm相当の広角系であるが、レンズ全長が最大像高比で約3倍強のレンズが開示されている。
さらに、特許文献3には、インナーフォーカスタイプの光学系であって、35mm判換算の焦点距離が28mm相当の広角系で、F値がF1.9と大口径で明るいが、レンズ全長が最大像高比で9倍以上のレンズが開示されている。
これら特許文献1、特許文献2および特許文献3のレンズは、いずれも主に小型化の面で、充分ではない。
光学系の全系を7枚以下のレンズで構成する結像レンズであって、
物体側から像面側へ向かって、順次、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レンズ群とを配置して構成し、
前記第1レンズ群は、それぞれ1枚以上の負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズとで構成し、
前記第2レンズ群は、それぞれ1枚ずつの負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズとを接合した接合レンズで構成し、
前記第3レンズ群は、1枚の物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するレンズで構成し、そして、
前記第1レンズ群内に、開口絞りを配設してなり、
前記第2レンズ群を、フォーカシングレンズとして、無限遠側から近距離側へのフォーカシングに際し、前記第2レンズ群を像面側から物体側へ移動させることを特徴としている。
物体側から像面側へ向かって、順次、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レンズ群とを配置して構成し、
前記第1レンズ群は、それぞれ1枚以上の負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズとで構成し、
前記第2レンズ群は、それぞれ1枚ずつの負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズとを接合した接合レンズで構成し、
前記第3レンズ群は、1枚の物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するレンズで構成し、そして、
前記第1レンズ群内に、開口絞りを配設してなり、
前記第2レンズ群を、フォーカシングレンズとして、無限遠側から近距離側へのフォーカシングに際し、前記第2レンズ群を像面側から物体側へ移動させることにより、広角であって、明るく、高速でのフォーカシングが可能で、小型で、高性能なインナーフォーカスタイプの光学系を得ることが可能となる。
本発明の第1の実施の形態は、物体の光学像を結像させる光学系を構成する結像レンズとしての実施の形態である。
本発明の第1の実施の形態に係る結像レンズは、フォーカシングに伴って光学系全長が変化することのない、いわゆるインナーフォーカスタイプとして構成した光学系であり、半画角が約29度〜約33度の広角で、F値がF2.5程度相当と明るく、光学系全長が像高に対して2.3倍程度と小型で、フォーカシング時に移動させるフォーカシングレンズも2枚と少なく、そしてフォーカシングに伴う収差の変動が小さい、高性能な結像レンズ系である。
光学系の全系を7枚以下のレンズで構成する結像レンズであって、
物体側から像面側へ向かって、順次、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レンズ群とを配置して構成し、
前記第1レンズ群は、それぞれ1枚以上の負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズとで構成し、
前記第2レンズ群は、それぞれ1枚ずつの負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズとを接合した接合レンズで構成し、
前記第3レンズ群は、1枚の物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するレンズで構成し、そして、
前記第1レンズ群内に、開口絞りを配設してなり、
前記第2レンズ群を、フォーカシングレンズとして、無限遠側から近距離側へのフォーカシングに際し、前記第2レンズ群を像面側から物体側へ移動させる構成とすることによって、小型で、高性能な結像レンズとするようにした(請求項1に対応する)。
また、上述した結像レンズは、
次の条件式〔1〕を満足する構成とすることによって、よりコンパクトで高性能な結像レンズとするようにしても良い(請求項2に対応する)。
〔1〕 2.3<L/Y′<2.8
ここで、Lは前記第1レンズ群の最も物体側に位置するレンズの物体側の面から結像面までの距離を、そしてY′は最大像高をそれぞれあらわしている。
上述した結像レンズは、
次の条件式〔2〕を満足する構成とすることによって、より高性能な結像レンズとするようにしても良い(請求項3に対応する)。
〔2〕 0.0[mm]<|(AX1−AX2)/β|<1.6[mm]
ここで、AX1は撮影距離無限遠時におけるd線に対するg線の軸上色収差量を、βは有限撮影距離の物体に合焦したときの結像倍率を、そしてAX2は結像倍率がβのときのd線に対するg線の軸上色収差量を、それぞれあらわしている。
この条件式〔2〕の|(AX1−AX2)/β|が、下限を下回ると、軸上色収差的には改善されるが、倍率色収差が大きくなり、条件式〔2〕の|(AX1−AX2)/β|が、上限を超えると、軸上色収差が大きくなって、いずれも結像性能に影響を与えるため、そのような構成は、望ましくない。
次の条件式〔3〕を満足する構成とすることによって、より高性能な結像レンズとするようにしても良い(請求項4に対応する)。
〔3〕 0.9<f2/f<1.5
ここで、f2は前記第2レンズ群の焦点距離を、そしてfは撮影距離を無限遠としたときの前記光学系の全系の焦点距離をそれぞれあらわしている。
この条件式〔3〕は、第2レンズ群、すなわち、フォーカシングレンズの焦点距離についての最適条件を規制するものである。この条件式〔3〕のf2/fが、下限を下回ると、第2レンズ群のパワーが大きくなり、特に像面湾曲が増大する傾向となるため、そのような構成は、望ましくない。また、条件式〔3〕のf2/fが、上限を超えると、コマ収差が大きくなるため、そのような構成は、望ましくない。
上述した結像レンズは、 次の条件式〔4〕を満足する構成とすることによって、より高性能な結像レンズとするようにしても良い(請求項5に対応する)。
〔4〕 1.1<|f2n/f2p|<4.6
ここで、f2nは前記第2レンズ群内の負の屈折力を有するレンズの焦点距離を、そしてf2pは前記第2レンズ群内の正の屈折力を有するレンズの焦点距離をそれぞれあらわしている。
このような構成は、特に、フォーカシングレンズの焦点距離についての最適解を提供する。
上述した結像レンズは、
次の条件式〔5〕を満足する構成とすることによって、より高性能な結像レンズとするようにしても良い(請求項6に対応する)。
〔5〕 11.7[mm]<|ΔDf/β|<32.3[mm]
ここで、ΔDfは撮影距離無限遠から有限距離にある物体に合焦させるまでのフォーカシング動作に伴う前記第2レンズ群の移動量を、そしてβは物体に合焦した際の結像倍率をそれぞれあらわしている。
このような構成は、特に、有限距離にある物体に合焦させる際の結像倍率とフォーカシングレンズの移動量についての最適解を提供する。
上述した結像レンズは、
次の条件式〔6〕を満足する構成とすることによって、より高性能な結像レンズとするようにしても良い(請求項7に対応する)。
〔6〕 0.7<R2o/R2i<2.0
ここで、R2oは前記第2レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の曲率半径Rを、R2iは前記第2レンズ群の最も像面側のレンズの像面側の曲率半径Rをそれぞれあらわしている。
上述した結像レンズは、
前記第2レンズ群を、1組の接合レンズで構成することによって、より高性能な結像レンズとするようにしても良い。
すなわち、フォーカシングレンズを接合レンズ1組のみとすることにより、レンズ構成上の機構を簡易化することができ、また、接合レンズ1組のみとすることにより、レンズ相互間の偏心の発生を抑えることが可能となる。また、フォーカシングレンズを接合レンズ1組のみとすれば、結果的に部品点数も低減されて、組み立て工数の低減にも寄与することができる。
上述した結像レンズは、
前記第2レンズ群における前記負の屈折力を有するレンズと前記正の屈折力を有するレンズとの間に空気間隔を介在させて、前記第2レンズ群を構成することによって、より高性能な結像レンズとするようにしても良い(請求項8に対応する)。
上述した結像レンズは、
次の条件式〔7〕を満足する構成とすることによって、より高性能な結像レンズとするようにしても良い(請求項9に対応する)。
〔7〕 1.7≦(Nd2n,Nd2p)
ここで、Nd2nは、前記第2レンズ群内の負レンズの屈折率を、そしてNd2pは、前記第2レンズ群の正レンズの屈折率をそれぞれあらわしている。
この条件式〔7〕を満たさないと、特に至近側にフォーカシングした場合に、軸上色収差が大きくなる傾向となるため、そのような構成は望ましくない。
上述した結像レンズは、
前記第1レンズ群および前記第3レンズ群は、フォーカシングに際して固定して移動させないレンズ群とし、次の条件式〔8〕を満足する構成とすることによって、より高性能な結像レンズとするようにしても良い(請求項10に対応する)。
ここで、f1は前記第1レンズ群の焦点距離を、そしてf3は前記第3レンズ群の焦点距離をそれぞれあらわしている。
この条件式〔8〕のf1/f3が、下限を下回ると、特に撮影距離が至近になったときに、倍率色収差が大きく発生するため、そのような構成は望ましくない。また、条件式〔8〕のf1/f3が、上限を超えると、前記第3レンズ群のパワーが弱くなり、非点隔差が大きくなるため、そのような構成は望ましくない。
上述した結像レンズは、
次の条件式〔9〕を満足する構成とすることによって、より高性能な結像レンズとするようにしても良い(請求項11に対応する)。
〔9〕 0.5<LD1/LD3<0.9
ここで、LD1は、前記第1レンズ群内の最も大きいレンズの最大有効径を、LD3は、前記第3レンズ群内の最も大きいレンズの最大有効径をそれぞれあらわしている。
上述した結像レンズは、
前記第1レンズ群内のレンズ間に機械式シャッタを配置するためのシャッタスペースを設けており、次の条件式〔10〕を満足する構成とすることによって、より高性能な結像レンズとしてもよい(請求項12に対応する)。
〔10〕 SD>3.0[mm]
ここで、SDは、前記レンズ間に設けられるシャッタスペースの光軸方向寸法をあらわしている。
この場合は、前記第1レンズ群内開口絞りの前後のレンズ間にシャッタースペースを設けている。光線束の直径が最も大きくなる箇所、すなわち開口絞りの前後にシャッタを設けることが最も効率的であり、最低でも3.0mmというシャッタスペースを確保する。
光学系の全系を7枚以下のレンズで構成する結像レンズであって、
前記光学系内のレンズ間に開口絞りを配置し、
前記開口絞りよりも物体側は、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとをそれぞれ少なくとも1枚ずつ配して、合計3枚以下のレンズで構成し、
前記開口絞りよりも像面側は、4枚以上のレンズで構成し、
前記開口絞りよりも像面側の4枚以上のレンズは、
正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとが接合された接合レンズを少なくとも1組含み、フォーカシングの際には、像面側の4枚以上のレンズの最も物体側のレンズと最も像面側のレンズを、少なくともフォーカシングの間は固定して移動させることなく、前記少なくとも1組の接合レンズのみを、フォーカシングに伴って移動させることにより合焦を行うようにすることによって、明るく、小型で、高性能な結像レンズとしてもよい(請求項13に対応する)。
このような構成とすることにより、半画角が約29〜33°の広角で、F値がF2.5相当と明るく、フォーカシングレンズが2枚と少なくて、小型で、高性能なインナーフォーカスタイプの光学系とすることが可能となる。
光学系の全系を6枚のレンズで構成する結像レンズであって、
前記光学系内のレンズ間に開口絞りを配し、
前記開口絞りよりも物体側は、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとをそれぞれ1枚ずつ配して、合計2枚のレンズで構成し、
前記開口絞りよりも像面側は、接合されていない正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズを少なくとも1組含み、フォーカシングの際には、像面側の4枚以上のレンズの最も物体側のレンズと最も像面側のレンズを、少なくともフォーカシングの間は固定して移動させることなく、前記少なくとも1組の接合されていない正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズを、フォーカシングに伴って移動させることにより合焦を行うようにすることによって、明るく、小型で、高性能な結像レンズとしてもよい(請求項14に対応する)。
さらに、
本発明の実施の形態に係るその他の結像レンズは、
光学系の全系を7枚のレンズで構成する結像レンズであって、
前記光学系内のレンズ間に開口絞りを配し、
前記開口絞りよりも物体側は、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとをそれぞれ1枚ずつ配して構成し、
前記開口絞りよりも像面側は、
前記開口絞りから像面側へ向かって、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとが接合された接合レンズと、接合されていない正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズと、負の屈折力を有するレンズを配してなり、フォーカシングの際には、像面側の4枚以上のレンズの最も物体側のレンズと最も像面側のレンズを、少なくともフォーカシングの間は固定して移動させることなく、前記少なくとも1組の接合されていない正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズを、フォーカシングに伴って移動させることにより合焦を行うことによって、明るく、小型で、高性能な結像レンズとしてもよい(請求項15に対応する)。
このような構成とすることにより、半画角が約29〜33°の広角で、F値がF2.5相当と明るく、フォーカシングレンズが2枚と少なくて、小型で、高性能なインナーフォーカスタイプの光学系とすることが可能となる。
そして、本発明の第11の実施の形態は、いわゆるデジタルカメラ等の撮像装置または撮像機能を有する情報装置としての実施の形態である。
すなわち、本発明の第11の実施の形態に係る撮像装置は、上述した結像レンズを、撮像用光学系として用いて構成する(請求項16に対応する)。
また、本発明の第11の実施の形態に係る情報装置は、撮像機能を有し、上述した結像レンズを、撮像用光学系として用いて構成する(請求項17に対応する)。
このような構成により、小型で且つ高性能の撮像機能を有する情報装置を実現することができる。
図1〜図3は、本発明の第1の実施の形態に係る実施例1における結像レンズを説明するためのものである。図4〜図6は、本発明の第2の実施の形態に係る実施例2における結像レンズを説明するためのものである。図7〜図9は、本発明の第3の実施の形態に係る実施例3における結像レンズを説明するためのものである。図10〜図12は、本発明の第4の実施の形態に係る実施例4における結像レンズを説明するためのものである。図13〜図15は、本発明の第5の実施の形態に係る実施例5における結像レンズを説明するためのものである。
実施例1〜実施例10の各結像レンズにおける収差は、高いレベルで補正されており、球面収差、非点収差、像面湾曲および倍率色収差も充分に補正されている。本発明のように結像レンズを構成することにより、半画角が29〜33度で、且つF値(Fナンバー)がF2.5程度と大口径であって、しかも非常に良好な結像性能を確保し得ることは、これら実施例1〜実施例10の各実施例から明らかである。
f:光学系全体の焦点距離
F:F値(Fナンバ−)
R:曲率半径(非球面については近軸曲率半径)
D:面間隔
Nd:屈折率
νd:アッベ数
SD:シャッタスペース[mm]
ω:半画角[度]
また、実施例1〜実施例10において、いくつかのレンズ面を非球面としている。非球面を形成するには、いわゆるモールド非球面レンズのように、各レンズ面を直接非球面とする構成と、いわゆるハイブリッド非球面レンズのように、球面レンズのレンズ面に非球面を形成する樹脂薄膜を敷設して非球面を得る構成とがあるが、それらのいずれを用いても良い。このような非球面形状は、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Xが、非球面の円錐係数をk、4次、6次、8次、10次、12次、…、18次の非球面係数をそれぞれA4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18、…とし、近軸曲率半径Rの逆数をRCとして、次の式〔11〕で定義される。
すなわち、本発明の第1の実施の形態であり、且つ実施例1に係る結像レンズの光学系は、図1に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、開口絞り(または光学絞り)AD、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、そして第7レンズL7を配置している、第3レンズL3と第4レンズL4、並びに第5レンズL5と第6レンズL6は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群7枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第4レンズL4により正の屈折力を有する第1レンズ群Gr1を構成し、そして第5レンズL5と第6レンズL6により正の屈折力を有する第2レンズ群Gr2を構成し、第7レンズL7により負の屈折力を有する第3レンズ群Gr3を構成している。つまり、図1に示す結像レンズの光学系は、これら開口絞りADを中間部に含む第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2、そして第3レンズ群Gr3を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
なお、この第1レンズ群Gr1における第2レンズL2と第3レンズL3との間に開口絞りADを配置している。
第2レンズ群Gr2は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状の負レンズからなる第5レンズL5と、像面側に非球面を形成して像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第6レンズL6とを配置して、第2レンズ群Gr2として正の屈折力を示すように構成している。この第2レンズ群Gr2における第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
さらに、これら第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2および第3レンズ群Gr3の後方、すなわち像面側、にはバック挿入ガラスBGが配置される。
いわゆるデジタルスティルカメラのように、CCD(電荷結合素子)撮像素子またはCMOS(相補型金属酸化物半導体)撮像素子等の固体撮像素子を用いるタイプの撮像光学系では、バック挿入ガラス、ローパスフィルタ、赤外カットガラスおよび固体撮像素子の受光面を保護するためのカバーガラス等の少なくとも何れかを介挿するが、本実施例ではこれらを代表して上述したバック挿入ガラスBGとして、等価的に1枚の平行平面板として示している。なお、実施例2〜実施例10においても等価的に1枚の平行平面板としてバック挿入ガラスBGを示しているが、本実施例におけるバック挿入ガラスBGと同様に、バック挿入ガラス、ローパスフィルタ、赤外カットガラスおよびカバーガラス等の少なくとも何れかを代表してあらわしている。
図1には、結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図1に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図4、図7、図10、図13、図16、図19、図22、図25および図28等と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とは必ずしも共通の構成ではない。
この実施例1においては、全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω[°]が、それぞれf=22.9[mm]、F=2.57(すなわちF2.57)およびω=32.9[°]であり、この実施例1における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Ndおよびアッベ数νd等の光学特性は、次表1の通りである。
すなわち、表1においては、「*」が付された第1レンズL1の物体側の光学面である第1面、第6レンズL6の像面側の光学面である第11面がそれぞれ非球面であり、式〔11〕における非球面係数(非球面パラメータ)は、次表2の通りである。なお、非球面係数において、「En」は、「10のべき乗」すなわち「×10n」をあらわし、例えば「E−05」は、「×10−5」をあらわしている。他の実施例についても同様である。
したがって、この実施例1における先に述べた条件式〔1〕〜条件式〔10〕に係る数値は、それぞれ各条件式の範囲内であり、条件式〔1〕〜条件式〔10〕を満足している。
また、図2に、実施例1に係る結像レンズが無限遠物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、そして図3に、実施例1に係る結像レンズが結像倍率が約1/20倍(撮影距離≒500mm)で物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、それぞれ示している。
なお、これら図2および図3の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
すなわち、本発明の実施例2に係る結像レンズの光学系は、図4に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、光学絞りAD、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、そして第7レンズL7を配置しており、第3レンズL3と第4レンズL4、並びに第5レンズL5と第6レンズL6は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群7枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第4レンズL4により正の屈折力を有する第1レンズ群Gr1を構成し、そして第5レンズL5と第6レンズL6により正の屈折力を有する第2レンズ群Gr2を構成し、第7レンズL7により負の屈折力を有する第3レンズ群Gr3を構成している。つまり、図4に示す結像レンズの光学系は、これら開口絞りADを中間部に含む第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2、そして第3レンズ群Gr3を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
この第1レンズ群Gr1における第2レンズL2と第3レンズL3との間に開口絞りADを配置している。
第2レンズ群Gr2は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状の負レンズからなる第5レンズL5と、像面側に非球面を形成して像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第6レンズL6とを配置して、第2レンズ群Gr2として正の屈折力を示すように構成している。この第2レンズ群Gr2における第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
さらに、これら第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2および第3レンズ群Gr3の後方、すなわち像面側、には、実施例1(図1)とほぼ同様のバック挿入ガラスBGが配置される。
開口絞りADが内在する第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2および第3レンズ群Gr3は、少なくとも使用時には、フォーカシングレンズとしての第2レンズ群Gr2を除き、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されている。すなわち、撮影距離を無限遠とした状態から有限距離物体へ合焦させるフォーカシングに際しては、第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズからなる第2ンレンズ群Gr2を、フォーカシングレンズとして、光軸に沿って像面側から物体側へ一体的に移動させてフォーカシングを行う。
この実施例2においては、全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω[°]が、それぞれf=24.7[mm]、F=2.57(すなわちF2.57)およびω=31.0[°]であり、この実施例2における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Ndおよびアッベ数νd等の光学特性は、次表5の通りである。
すなわち、表5においては、「*」が付された第1レンズL1の物体側の光学面である第1面、第6レンズL6の像面側の光学面である第11面がそれぞれ非球面であり、式〔11〕における非球面係数(非球面パラメータ)は次表6の通りである。なお、実施例1(表2)の場合と同様に、非球面係数において、「En」は、「10のべき乗」すなわち「×10n」をあらわし、例えば「E−05」は、「×10−5」をあらわしている。このことは他の実施例についても同様である。
したがって、この実施例2における先に述べた条件式〔1〕〜条件式〔10〕に係る数値は、それぞれ各条件式の範囲内であり、条件式〔1〕〜条件式〔10〕を満足している。
また、図5に、実施例2に係る結像レンズが無限遠物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、そして図6に、実施例2に係る結像レンズが結像倍率が約1/20倍(撮影距離≒500mm)で物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、それぞれ示している。
なお、これら図5および図6の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
すなわち、本発明の実施例3に係る結像レンズの光学系は、図7に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、光学絞りAD、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、そして第7レンズL7を配置しており、第3レンズL3と第4レンズL4、並びに第5レンズL5と第6レンズL6は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群7枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第4レンズL4により正の屈折力を有する第1レンズ群Gr1を構成し、そして第5レンズL5と第6レンズL6により正の屈折力を有する第2レンズ群Gr2を構成し、第7レンズL7により負の屈折力を有する第3レンズ群Gr3を構成している。つまり、図7に示す結像レンズの光学系は、これら開口絞りADを中間部に含む第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2、そして第3レンズ群Gr3を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
この第1レンズ群Gr1における第2レンズL2と第3レンズL3との間に開口絞りADを配置している。
第2レンズ群Gr2は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状の負レンズからなる第5レンズL5と、像面側に非球面を形成して像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第6レンズL6とを配置して、第2レンズ群Gr2として正の屈折力を示すように構成している。この第2レンズ群Gr2における第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
さらに、これら第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2および第3レンズ群Gr3の後方、すなわち像面側、には、実施例1(図1)および実施例2(図4)とほぼ同様のバック挿入ガラスBGが配置される。
開口絞りADが内在する第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2および第3レンズ群Gr3は、少なくとも使用時には、フォーカシングレンズとしての第2レンズ群Gr2を除き、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されている。すなわち、撮影距離を無限遠とした状態から有限距離物体へ合焦させるフォーカシングに際しては、第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズからなる第2ンレンズ群Gr2を、フォーカシングレンズとして、光軸に沿って像面側から物体側へ一体的に移動させてフォーカシングを行う。
この実施例3においては、全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω[°]が、それぞれf=24.9[mm]、F=2.56およびω=30.5[°]であり、この実施例3における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Ndおよびアッベ数νd等の光学特性は、次表9の通りである。
すなわち、表9においては、「*」が付された第2レンズL2の物体側の光学面である第3面、第6レンズL6の像面側の光学面である第11面がそれぞれ非球面であり、式〔11〕における非球面係数(非球面パラメータ)は次表10の通りである。なお、実施例1(表2)および実施例2(表6)の場合と同様に、非球面係数において、「En」は、「10のべき乗」すなわち「×10n」をあらわし、例えば「E−05」は、「×10−5」をあらわしている。このことは他の実施例についても同様である。
したがって、この実施例3における先に述べた条件式〔1〕〜条件式〔10〕に係る数値は、それぞれ各条件式の範囲内であり、条件式〔1〕〜条件式〔10〕を満足している。
また、図8に、実施例3に係る結像レンズが無限遠物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、そして図9に、実施例3に係る結像レンズが結像倍率が約1/20倍(撮影距離≒500mm)で物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、それぞれ示している。
なお、これら図8および図9の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
すなわち、本発明の実施例4に係る結像レンズの光学系は、図10に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、光学絞りAD、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、そして第7レンズL7を配置しており、第2レンズL2と第3レンズL3、並びに第5レンズL5と第6レンズL6は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群7枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第4レンズL4により正の屈折力を有する第1レンズ群Gr1を構成し、そして第5レンズL5と第6レンズL6により正の屈折力を有する第2レンズ群Gr2を構成し、第7レンズL7により負の屈折力を有する第3レンズ群Gr3を構成している。つまり、図10に示す結像レンズの光学系は、これら開口絞りADを中間部に含む第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2、そして第3レンズ群Gr3を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
この第1レンズ群Gr1における第3レンズL3と第4レンズL4との間に開口絞りADを配置している。
第2レンズ群Gr2は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状の負レンズからなる第5レンズL5と、像面側に非球面を形成して像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第6レンズL6とを配置して、第2レンズ群Gr2として正の屈折力を示すように構成している。この第2レンズ群Gr2における第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
さらに、これら第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2および第3レンズ群Gr3の後方、すなわち像面側、には、実施例1〜実施例3とほぼ同様のバック挿入ガラスBGが配置される。
開口絞りADが内在する第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2および第3レンズ群Gr3は、少なくとも使用時には、フォーカシングレンズとしての第2レンズ群Gr2を除き、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されている。すなわち、撮影距離を無限遠とした状態から有限距離物体へ合焦させるフォーカシングに際しては、第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズからなる第2ンレンズ群Gr2を、フォーカシングレンズとして、光軸に沿って像面側から物体側へ一体的に移動させてフォーカシングを行う。
この実施例4においては、全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω[°]が、それぞれf=22.9[mm]、F=2.56およびω=32.9[°]であり、この実施例4における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Ndおよびアッベ数νd等の光学特性は、次表13の通りである。
すなわち、表13においては、「*」が付された第1レンズL1の像面側の光学面である第2面、第6レンズL6の像面側の光学面である第11面がそれぞれ非球面であり、式〔11〕における非球面係数(非球面パラメータ)は次表14の通りである。
したがって、この実施例4における先に述べた条件式〔1〕〜条件式〔10〕に係る数値は、それぞれ各条件式の範囲内であり、条件式〔1〕〜条件式〔10〕を満足している。
また、図11に、実施例4に係る結像レンズが無限遠物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、そして図12に、実施例4に係る結像レンズが結像倍率が約1/20倍(撮影距離≒500mm)で物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、それぞれ示している。
なお、これら図11および図12の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
すなわち、本発明の実施例5に係る結像レンズの光学系は、図13に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、光学絞りAD、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、そして第7レンズL7を配置しており、第2レンズL2と第3レンズL3、並びに第5レンズL5と第6レンズL6は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群7枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第4レンズL4により正の屈折力を有する第1レンズ群Gr1を構成し、そして第5レンズL5と第6レンズL6により正の屈折力を有する第2レンズ群Gr2を構成し、第7レンズL7により負の屈折力を有する第3レンズ群Gr3を構成している。つまり、図13に示す結像レンズの光学系は、開口絞りADを中間部に含む第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2、そして第3レンズ群Gr3を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
この第1レンズ群Gr1における第3レンズL3と第4レンズL4との間に開口絞りADを配置している。
第2レンズ群Gr2は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状の負レンズからなる第5レンズL5と、像面側に非球面を形成して像面側に物体側の面より曲率の大きい凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第6レンズL6とを配置して、第2レンズ群Gr2として正の屈折力を示すように構成している。この第2レンズ群Gr2における第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
さらに、これら第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2および第3レンズ群Gr3の後方、すなわち像面側、には、実施例1〜実施例4とほぼ同様のバック挿入ガラスBGが配置される。
開口絞りADが内在する第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2および第3レンズ群Gr3は、少なくとも使用時には、フォーカシングレンズとしての第2レンズ群Gr2を除き、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されている。すなわち、撮影距離を無限遠とした状態から有限距離物体へ合焦させるフォーカシングに際しては、第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズからなる第2ンレンズ群Gr2を、フォーカシングレンズとして、光軸に沿って像面側から物体側へ一体的に移動させてフォーカシングを行う。
この実施例5においては、全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω[°]が、それぞれf=22.9[mm]、F=2.57およびω=32.8[°]であり、この実施例5における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Ndおよびアッベ数νd等の光学特性は、次表17の通りである。
すなわち、表17においては、「*」が付された第1レンズL1の像面側の光学面である第2面、第6レンズL6の像面側の光学面である第11面がそれぞれ非球面であり、式〔11〕における非球面係数(非球面パラメータ)は次表18の通りである。
したがって、この実施例5における先に述べた条件式〔1〕〜条件式〔10〕に係る数値は、それぞれ各条件式の範囲内であり、条件式〔1〕〜条件式〔10〕を満足している。
また、図14に、実施例5に係る結像レンズが無限遠物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、そして図15に、実施例5に係る結像レンズが結像倍率が約1/20倍(撮影距離≒500mm)で物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、それぞれ示している。
なお、これら図14および図15の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
すなわち、本発明の実施例6に係る結像レンズの光学系は、図16に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、光学絞りAD、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、そして第7レンズL7を配置しており、第3レンズL3と第4レンズL4は、接合レンズを構成しており、いわゆる6群7枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第4レンズL4により正の屈折力を有する第1レンズ群Gr1を構成し、そして第5レンズL5と第6レンズL6により正の屈折力を有する第2レンズ群Gr2を構成し、第7レンズL7により負の屈折力を有する第3レンズ群Gr3を構成している。つまり、図16に示す結像レンズの光学系は、開口絞りADを中間部に含む第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2、そして第3レンズ群Gr3を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
この第1レンズ群Gr1における第2レンズL2と第3レンズL3との間に開口絞りADを配置している。
第2レンズ群Gr2は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に凸面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第5レンズL5と、像面側に非球面を形成して像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第6レンズL6とを配置して、第2レンズ群Gr2として正の屈折力を示すように構成している。
第3レンズ群Gr3は、像面側に凸面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第7レンズL7のみで構成し、第3レンズ群Gr3として負の屈折力を示すように構成している。
さらに、これら第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2および第3レンズ群Gr3の後方、すなわち像面側、には、実施例1〜実施例5とほぼ同様のバック挿入ガラスBGが配置される。
開口絞りADが内在する第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2および第3レンズ群Gr3は、少なくとも使用時には、フォーカシングレンズとしての第2レンズ群Gr2を除き、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されている。すなわち、撮影距離を無限遠とした状態から有限距離物体へ合焦させるフォーカシングに際しては、第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズからなる第2ンレンズ群Gr2を、フォーカシングレンズとして、光軸に沿って像面側から物体側へ一体的に移動させてフォーカシングを行う。
この実施例6においては、全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω[°]が、それぞれf=24.4[mm]、F=2.56およびω=30.9[°]であり、この実施例6における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Ndおよびアッベ数νd等の光学特性は、次表21の通りである。
すなわち、表21においては、「*」が付された第1レンズL1の像面側の光学面である第2面、そして第6レンズL6の像面側の光学面である第12面がそれぞれ非球面であり、式〔11〕における非球面係数(非球面パラメータ)は次表22の通りである。
また、この実施例6における先に述べた条件式〔1〕〜条件式〔10〕に対応する値は、それぞれ次表24の通りとなる。ただし、条件式〔2〕および条件式〔5〕の数値については、結像倍率β=1/20として計算している。
また、図17に、実施例6に係る結像レンズが無限遠物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、そして図18に、実施例6に係る結像レンズが結像倍率が約1/20倍(撮影距離≒500mm)で物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、それぞれ示している。
なお、これら図17および図18の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
すなわち、本発明の実施例7に係る結像レンズの光学系は、図19に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、光学絞りAD、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、そして第6レンズL6を配置しており、接合レンズは含まれておらず、いわゆる6群6枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第3レンズL3により正の屈折力を有する第1レンズ群Gr1を構成し、そして第4レンズL4と第5レンズL5により正の屈折力を有する第2レンズ群Gr2を構成し、第6レンズL6により負の屈折力を有する第3レンズ群Gr3を構成している。つまり、図19に示す結像レンズの光学系は、開口絞りADを中間部に含む第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2、そして第3レンズ群Gr3を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
この第1レンズ群Gr1における第2レンズL2と第3レンズL3との間に開口絞りADを配置している。
第2レンズ群Gr2は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に凸面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第4レンズL4と、両面に非球面を形成して像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第5レンズL5とを配置して、第2レンズ群Gr2として正の屈折力を示すように構成している。この第2レンズ群Gr2における第4レンズL4と第5レンズL5の2枚のレンズは、接合されておらず、両レンズ間に、いわゆる空気レンズとしての空気間隔を形成している。
第3レンズ群Gr3は、物体側に像面側より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状をなす負レンズからなる第6レンズL6のみで構成し、第3レンズ群Gr3として負の屈折力を示すように構成している。
開口絞りADが内在する第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2および第3レンズ群Gr3は、少なくとも使用時には、フォーカシングレンズとしての第2レンズ群Gr2を除き、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されている。すなわち、撮影距離を無限遠とした状態から有限距離物体へ合焦させるフォーカシングに際しては、第4レンズL4と第5レンズL5の2枚のレンズからなる第2ンレンズ群Gr2を、フォーカシングレンズとして、光軸に沿って像面側から物体側へ一体的に移動させてフォーカシングを行う。
図19には、実施例1(図1)、実施例2(図4)、実施例3(図7)、実施例4(図10)、実施例5(図13)および実施例6(図16)の場合とほぼ同様に結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図19に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図1、図4、図7、図10、図13、図16、図22、図25および図28等と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
すなわち、表25においては、「*」が付された第5レンズL5の物体側の光学面である第10面、そして第5レンズL5の像面側の光学面である第11面がそれぞれ非球面であり、式〔11〕における非球面係数(非球面パラメータ)は次表26の通りである。なお、実施例1(表2)、実施例2(表6)、実施例3(表10)、実施例4(表14)、実施例5(表18)および実施例6(表22)の場合と同様に、非球面係数において、「En」は、「10のべき乗」すなわち「×10n」をあらわし、例えば「E−05」は、「×10−5」をあらわしている。このことは他の実施例についても同様である。
また、図20に、実施例7に係る結像レンズが無限遠物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、そして図21に、実施例7に係る結像レンズが結像倍率が約1/20倍(撮影距離≒500mm)で物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、それぞれ示している。
なお、これら図20および図21の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
すなわち、本発明の実施例8に係る結像レンズの光学系は、図22に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、光学絞りAD、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、そして第6レンズL6を配置しており、接合レンズは含まれておらず、いわゆる6群6枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第3レンズL3により正の屈折力を有する第1レンズ群Gr1を構成し、そして第4レンズL4と第5レンズL5により正の屈折力を有する第2レンズ群Gr2を構成し、第6レンズL6により負の屈折力を有する第3レンズ群Gr3を構成している。つまり、図22に示す結像レンズの光学系は、開口絞りADを中間部に含む第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2、そして第3レンズ群Gr3を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
詳細には、第1レンズ群Gr1は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に非球面を形成し物体側に像面側より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状をなす負レンズからなる第1レンズL1と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第2レンズL2と、像面側に凸面を向けた正メニスカス形状をなす正レンズからなる第3レンズL3とを配置して、第1レンズ群Gr1として正の屈折力を示すように構成している。
第2レンズ群Gr2は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に凸面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第4レンズL4と、像面側に非球面を形成し像面側に凸面を向けた正メニスカス形状をなす正レンズからなる第5レンズL5とを配置して、第2レンズ群Gr2として正の屈折力を示すように構成している。この第2レンズ群Gr2における第4レンズL4と第5レンズL5の2枚のレンズは、接合されておらず、両レンズ間に、いわゆる空気レンズとしての空気間隔を形成している。
第3レンズ群Gr3は、物体側に像面側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹形状をなす負レンズからなる第6レンズL6のみで構成し、第3レンズ群Gr3として負の屈折力を示すように構成している。
さらに、これら第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2および第3レンズ群Gr3の後方、すなわち像面側、には、実施例1〜実施例7とほぼ同様のバック挿入ガラスBGが配置される。
開口絞りADが内在する第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2および第3レンズ群Gr3は、少なくとも使用時には、フォーカシングレンズとしての第2レンズ群Gr2を除き、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されている。
図22には、実施例1(図1)、実施例2(図4)、実施例3(図7)、実施例4(図10)、実施例5(図13)、実施例6(図16)および実施例7(図19)の場合とほぼ同様に結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図22に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図1、図4、図7、図10、図13、図16、図19、図25および図28等と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
この実施例8においては、全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω[°]が、それぞれf=23.7[mm]、F=2.56およびω=32.1[°]であり、この実施例8における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Ndおよびアッベ数νd等の光学特性は、次表29の通りである。
すなわち、表29においては、「*」が付された第1レンズL1の像面側の光学面である第2面、そして第5レンズL5の像面側の光学面である第11面がそれぞれ非球面であり、式〔11〕における非球面係数(非球面パラメータ)は次表30の通りである。なお、実施例1(表2)、実施例2(表6)、実施例3(表10)、実施例4(表14)、実施例5(表18)、実施例6(表22)および実施例7(表26)の場合と同様に、非球面係数において、「En」は、「10のべき乗」すなわち「×10n」をあらわし、例えば「E−05」は、「×10−5」をあらわしている。このことは他の実施例についても同様である。
また、図23に、実施例8に係る結像レンズが無限遠物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、そして図24に、実施例8に係る結像レンズが結像倍率が約1/20倍(撮影距離≒500mm)で物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、それぞれ示している。
なお、これら図23および図24の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
すなわち、本発明の実施例9に係る結像レンズの光学系は、図25に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、光学絞りAD、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、そして第7レンズL7を配置しており、第3レンズL3と第4レンズL4は、接合レンズを構成しており、いわゆる6群7枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第4レンズL4により正の屈折力を有する第1レンズ群Gr1を構成し、そして第5レンズL5と第6レンズL6により正の屈折力を有する第2レンズ群Gr2を構成し、第7レンズL7により負の屈折力を有する第3レンズ群Gr3を構成している。つまり、図25に示す結像レンズの光学系は、開口絞りADを中間部に含む第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2、そして第3レンズ群Gr3を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
この第1レンズ群Gr1における第2レンズL2と第3レンズL3との間に開口絞りADを配置している。
第2レンズ群Gr2は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第5レンズL5と、像面側に非球面を形成して像面側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第6レンズL6とを配置して、第2レンズ群Gr2として正の屈折力を示すように構成している。この第2レンズ群Gr2における第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、接合されておらず、両レンズ間に、いわゆる空気レンズとしての空気間隔を形成している。
さらに、これら第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2および第3レンズ群Gr3の後方、すなわち像面側、には、実施例1〜実施例8とほぼ同様のバック挿入ガラスBGが配置される。
開口絞りADが内在する第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2および第3レンズ群Gr3は、少なくとも使用時には、フォーカシングレンズとしての第2レンズ群Gr2を除き、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されている。すなわち、撮影距離を無限遠とした状態から有限距離物体へ合焦させるフォーカシングに際しては、第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズからなる第2ンレンズ群Gr2を、フォーカシングレンズとして、光軸に沿って像面側から物体側へ一体的に移動させてフォーカシングを行う。
この実施例9においては、全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω[°]が、それぞれf=26.0[mm]、F=2.56およびω=28.6[°]であり、この実施例9における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Ndおよびアッベ数νd等の光学特性は、次表33の通りである。
すなわち、表33においては、「*」が付された第1レンズL1の物体側の光学面である第1面、そして第6レンズL6の像面側の光学面である第12面がそれぞれ非球面であり、式〔11〕における非球面係数(非球面パラメータ)は、次表34の通りである。
また、図26に、実施例9に係る結像レンズが無限遠物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、そして図27に、実施例9に係る結像レンズが結像倍率が約1/20倍(撮影距離≒500mm)で物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、それぞれ示している。
なお、これら図26および図27の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
すなわち、本発明の実施例10に係る結像レンズの光学系は、図28に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、光学絞りAD、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、そして第7レンズL7を配置しており、第3レンズL3と第4レンズL4は、接合レンズを構成しており、いわゆる6群7枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第4レンズL4により正の屈折力を有する第1レンズ群Gr1を構成し、そして第5レンズL5と第6レンズL6により正の屈折力を有する第2レンズ群Gr2を構成し、第7レンズL7により負の屈折力を有する第3レンズ群Gr3を構成している。つまり、図28に示す結像レンズの光学系は、開口絞りADを中間部に含む第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2、そして第3レンズ群Gr3を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
この第1レンズ群Gr1における第2レンズL2と第3レンズL3との間に開口絞りADを配置している。
第3レンズ群Gr3は、物体側に非球面を形成し物体側に凹面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第7レンズL7のみで構成し、第3レンズ群Gr3として負の屈折力を示すように構成している。
さらに、これら第1レンズ群Gr1、第2レンズ群Gr2および第3レンズ群Gr3の後方、すなわち像面側、には、実施例1〜実施例9とほぼ同様のバック挿入ガラスBGが配置される。
図28には、実施例1(図1)、実施例2(図4)、実施例3(図7)、実施例4(図10)、実施例5(図13)、実施例6(図16)、実施例7(図19)、実施例8(図22)および実施例9(図25)の場合とほぼ同様に結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図28に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図1、図4、図7、図10、図13、図16、図19、図22および図25等と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とは必ずしも共通の構成ではない。
すなわち、表37においては、「*」が付された第5レンズL5の物体側の光学面である第9面、そして第7レンズL7の物体側の光学面である第13面がそれぞれ非球面であり、式〔11〕における非球面係数(非球面パラメータ)は、次表38の通りである。なお、実施例1(表2)、実施例2(表6)、実施例3(表10)、実施例4(表14)、実施例5(表18)、実施例6(表22)、実施例7(表26)、実施例8(表30)および実施例9(表34)の場合と同様に、非球面係数において、「En」は、「10のべき乗」すなわち「×10n」をあらわし、例えば「E−05」は、「×10−5」をあらわしている。
この実施例10においては、実施例1〜実施例9の場合とほぼ同様に、第5レンズL5と第6レンズL6からなる第2レンズ群Gr2をフォーカシングレンズとして、フォーカシング時に移動させるので、表37に示した第1レンズ群Gr1の第4レンズL4と第2レンズ群Gr2の第5レンズL5との間の可変間隔D8、そして第2レンズ群Gr2の第6レンズL6と第3レンズ群Gr3の第7レンズL7との間の可変間隔D12は、結像倍率が変化して物体距離が無限遠(INF)と結像倍率1/20(撮像距離≒500mm)とに変化した際に、次表39の通りに変化する。
また、図29に、実施例10に係る結像レンズが無限遠物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、そして図30に、実施例10に係る結像レンズが結像倍率が約1/20倍(撮影距離≒500mm)で物体に合焦した状態でのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を、それぞれ示している。
なお、これら図29および図30の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
次に、上述した本発明の第1の実施の形態〜第10の実施例であって、それぞれ実施例1〜実施例10等のような結像レンズを撮像用光学系として採用して構成した本発明の第11の実施の形態に係る撮像装置について図31〜図23を参照して説明する。
図31は、本発明の第11の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラを被写体側(すなわち物体側である前面側)から見た外観構成を模式的に示しており、(a)は本発明の各実施の形態に従って構成した結像レンズからなる撮像レンズがデジタルカメラのボディー内に沈胴埋没している状態を示す斜視図、そして(b)は撮像レンズがデジタルカメラのボディーから突出している状態を示す斜視図である。図32は、当該デジタルカメラを撮影者側(すなわち背面側)から見た外観構成を模式的に示す斜視図である。また、図33は、当該デジタルカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。
図31および図32に示すように、デジタルカメラは、撮像レンズ101、シャッタボタン102、ズームボタン103、ファインダ104、ストロボ105、液晶モニタ106、操作ボタン107、電源スイッチ108、メモリカードスロット109および通信カードスロット110等を備えている。さらに、図33に示すように、デジタルカメラは、受光素子111、信号処理装置112、画像処理装置113、中央演算装置(CPU)114、半導体メモリ115および通信カード等116も備えている。
受光素子111の出力は、中央演算装置114によって制御される信号処理装置112によって処理され、デジタル画像情報に変換される。信号処理装置112によってデジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置114によって制御される画像処理装置113において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ115に記録される。この場合、半導体メモリ115は、メモリカードスロット109に装填されたメモリカードでもよく、デジタルカメラ本体に内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ106には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ115に記録されている画像を表示することもできる。
撮像レンズ101は、デジタルカメラの携帯時には図31の(a)に示すように沈胴状態にあってデジタルカメラのボディー内に埋没しており、ユーザが電源スイッチ108を操作して電源を投入すると、図31の(b)に示すように鏡胴が繰り出され、デジタルカメラのボディーから突出する構成とする。ズームボタン103を操作することによって、被写体画像の切り出し範囲を変更して擬似的に変倍する、いわゆるデジタルズーム方式のズーミングを行うこともできる。このとき、ファインダ104の光学系も有効画角の変化に連動して変倍するようにすることが望ましい。
多くの場合、シャッタボタン102の半押し操作により、フォーカシングがなされる。
シャッタボタン102をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
半導体メモリ115に記録した画像を液晶モニタ106に表示させたり、通信カード等116を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン107を所定のごとく操作する。半導体メモリ115および通信カード等116は、メモリカードスロット109および通信カードスロット110等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
Gr2 第2レンズ群
Gr3 第3レンズ群
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
L5 第5レンズ
L6 第6レンズ
L7 第7レンズ
AD 光学絞り
BG バック挿入ガラス
101 撮像レンズ(結像レンズ)
102 シャッタボタン
103 ズームボタン
104 ファインダ
105 ストロボ
106 液晶モニタ
107 操作ボタン
108 電源スイッチ
109 メモリカードスロット
110 通信カードスロット
111 受光素子(エリアセンサ)
112 信号処理装置
113 画像処理装置
114 中央演算装置(CPU)
115 半導体メモリ
116 通信カード等
Claims (17)
- 光学系の全系を7枚以下のレンズで構成する結像レンズであって、
物体側から像面側へ向かって、順次、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レンズ群とを配置して構成し、
前記第1レンズ群は、それぞれ1枚以上の負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズとで構成し、
前記第2レンズ群は、それぞれ1枚ずつの負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズとを接合した接合レンズで構成し、
前記第3レンズ群は、1枚の物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するレンズで構成し、そして、
前記第1レンズ群内に、開口絞りを配設してなり、
前記第2レンズ群を、フォーカシングレンズとして、無限遠側から近距離側へのフォーカシングに際し、前記第2レンズ群を像面側から物体側へ移動させることを特徴とする結像レンズ。 - 前記第1レンズ群の最も物体側に位置するレンズの物体側の面から結像面までの距離をL、そして最大像高をY′として、
条件式:
〔1〕 2.3 < L/Y′ < 2.8
を満足することを特徴とする請求項1に記載の結像レンズ。 - 撮影距離無限遠時におけるd線に対するg線の軸上色収差量をAX1、物体に合焦した際の結像倍率をβ、そして結像倍率β時におけるd線に対するg線の軸上色収差量をAX2として、
条件式:
〔2〕 0.0[mm] < |(AX1−AX2)/β| < 1.6[mm]
を満足することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の結像レンズ。 - 前記第2レンズ群の焦点距離をf2、そして撮影距離を無限遠としたときの前記光学系の全系の焦点距離をfとして、
条件式:
〔3〕 0.9 < f2/f < 1.5
を満足することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の結像レンズ。 - 前記第2レンズ群内の負の屈折力を有するレンズの焦点距離をf2n、そして前記第2レンズ群内の正の屈折力を有するレンズの焦点距離をf2pとして、
条件式:
〔4〕 1.1 < |f2n/f2p| < 4.6
を満足することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の結像レンズ。 - 撮影距離無限遠から物体へ合焦させるまでのフォーカシング動作に伴う前記第2レンズ群の移動距離をΔDf、そして物体に合焦した際の結像倍率をβとして、
条件式:
〔5〕 11.7[mm] < |ΔDf/β| < 32.3[mm]
を満足することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の結像レンズ。 - 前記第2レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の曲率半径RをR2o、そして前記第2レンズ群の最も像面側のレンズの像面側の曲率半径RをR2iとして、
条件式:
〔6〕 0.7 < R2o/R2i < 2.0
を満足することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の結像レンズ。 - 前記第2レンズ群は、前記負の屈折力を有するレンズと前記正の屈折力を有するレンズとの間に空気間隔を介在させていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の結像レンズ。
- 前記第2レンズ群内の負の屈折力を有するレンズの屈折率をNd2n、そして前記第2レンズ群内の正の屈折力を有するレンズの屈折率をNd2pとして、
はあらわす。
条件式:
〔7〕 1.7 ≦ (Nd2n,Nd2p)
を満足することを特徴とする請求項8に記載の結像レンズ。 - 前記第1レンズ群および前記第3レンズ群は、フォーカシングに際して固定して移動させないレンズ群とし、
前記第1レンズ群の焦点距離をf1、そして前記第3レンズ群の焦点距離をf3として、
条件式:
〔8〕 −1.1 < f1/f3 < −0.6
を満足することを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の結像レンズ。 - 前記第1レンズ群内の最も径の大きいレンズの最大有効径をLD1、そして前記第3レンズ群内の最も径の大きいレンズの最大有効径をLD3として、
条件式:
〔9〕 0.5 < LD1/LD3 < 0.9
を満足することを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の結像レンズ。 - 前記第1レンズ群内のレンズ間に機械式シャッタを配置するためのシャッタスペースを設けてなり、
前記レンズ間に設けられるシャッタスペースの光軸方向寸法をSDとして、
〔10〕 SD > 3.0[mm]
を満足することを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の結像レンズ。 - 光学系の全系を7枚以下のレンズで構成する結像レンズであって、
前記光学系内のレンズ間に開口絞りを配し、
前記開口絞りよりも物体側は、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとをそれぞれ少なくとも1枚ずつ配して、合計3枚以下のレンズで構成し、
前記開口絞りよりも像面側は、4枚以上のレンズで構成し、
前記開口絞りよりも像面側の4枚以上のレンズは、
正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとが接合された接合レンズを少なくとも1組含み、フォーカシングの際には、像面側の4枚以上のレンズの最も物体側のレンズと最も像面側のレンズを、少なくともフォーカシングの間は固定して移動させることなく、前記少なくとも1組の接合レンズのみを、フォーカシングに伴って移動させることにより合焦を行うことを特徴とする結像レンズ。 - 光学系の全系を6枚のレンズで構成する結像レンズであって、
前記光学系内のレンズ間に開口絞りを配し、
前記開口絞りよりも物体側は、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとをそれぞれ1枚ずつ配して、合計2枚のレンズで構成し、
前記開口絞りよりも像面側は、接合されていない正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズを少なくとも1組含み、フォーカシングの際には、像面側の4枚以上のレンズの最も物体側のレンズと最も像面側のレンズを、少なくともフォーカシングの間は固定して移動させることなく、前記少なくとも1組の接合されていない正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズを、フォーカシングに伴って移動させることにより合焦を行うことを特徴とする結像レンズ。 - 光学系の全系を7枚のレンズで構成する結像レンズであって、
前記光学系内のレンズ間に開口絞りを配し、
前記開口絞りよりも物体側は、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとをそれぞれ1枚ずつ配して構成し、
前記開口絞りよりも像面側は、
前記開口絞りから像面側へ向かって、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとが接合された接合レンズと、接合されていない正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズと、負の屈折力を有するレンズを配してなり、フォーカシングの際には、像面側の4枚以上のレンズの最も物体側のレンズと最も像面側のレンズを、少なくともフォーカシングの間は固定して移動させることなく、前記少なくとも1組の接合されていない正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズを、フォーカシングに伴って移動させることにより合焦を行うことを特徴とする結像レンズ。 - 撮像用光学系として、請求項1〜請求項15のうちのいずれか1項の結像レンズを用いることを特徴とする撮像装置。
- 撮像機能を有し、撮像用光学系として、請求項1〜請求項15のうちのいずれか1項の結像レンズを用いることを特徴とする情報装置。
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