JP6297476B2 - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、ビデオカメラや映画撮影用カメラ、デジタルカメラ、監視用カメラ等の電子カメラに好適な撮像レンズ、およびこの撮像レンズを備えた撮像装置に関するものである。

近年、映画撮影用カメラやデジタルカメラでは４Ｋ化や８Ｋ化が進み、これらのカメラに用いられる撮像レンズについてもより高画素に対応して諸収差が良好に補正された高性能なレンズが求められてきている。

このような映画撮影用カメラを初め、デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視用カメラ等の電子カメラに用いられる撮像レンズに関して、特許文献１、２が知られている。特許文献１、２では、いずれも３群構成の撮像レンズが開示されている。

特許第５１０４０８４号公報 特開昭６３―６１２１３号公報

しかしながら、特許文献１，２の撮像レンズは、Ｆ値が小さいレンズであるが、画角２ωが約６４°とあまり広くない。また諸収差の補正が十分とは言えない。従って、画角が広く、かつ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。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、画角が広く、諸収差が良好に補正された撮像レンズおよびこの撮像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、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、絞り、および、正または負の屈折力を有する第３レンズ群から実質的になり、第１レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズを有し、この２枚の正レンズの中の１枚の第１正レンズが最も物体側に配置され、第１正レンズの像側に隣接して３枚の負レンズを連続的に有し、第１レンズ群を像面に対して固定し、第２レンズ群と第３レンズ群を移動させることにより、合焦が行われ、第２レンズ群中で最も像側の正レンズを第２正レンズとし、下記条件式（５）を満足することを特徴とするものである。
なお、下記条件式（５−１）を満足することが好ましい。
−１．７＜（Ｒ２ｆ−Ｒ２ｒ）／（Ｒ２ｆ＋Ｒ２ｒ）＜−０．８ …（５）
−１．６５＜（Ｒ２ｆ−Ｒ２ｒ）／（Ｒ２ｆ＋Ｒ２ｒ）＜−０．９ …（５−１）
ただし、
Ｒ２ｆ：第２正レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２ｒ：第２正レンズの像側の面の曲率半径

本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式（１）を満足することが好ましい。なお、下記条件式（１−１）を満足することがより好ましい。
−１．２＜（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）＜０ …（１）
−０．８＜（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）＜−０．１ …（１−１）
ただし、
Ｒ１ｆ：第１正レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ１ｒ：第１正レンズの像側の面の曲率半径

また、下記条件式（２）を満足することが好ましい。なお、下記条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
−２．５＜ｆ１／ｆ３＜２．５ …（２）
−１．５＜ｆ１／ｆ３＜１．５ …（２−１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離

また、下記条件式（３）を満足することが好ましい。なお、下記条件式（３−１）を満足することがより好ましい。
−１．５＜ｆ２／ｆ３＜１．２ …（３）
−１．２＜ｆ２／ｆ３＜１ …（３−１）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離

また、下記条件式（４）を満足することが好ましい。なお、下記条件式（４−１）を満足することがより好ましい。
０．１＜ｆ／ｆ２３＜０．６ …（４）
０．２＜ｆ／ｆ２３＜０．５ …（４−１）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ２３：第２レンズ群と第３レンズ群の合成焦点距離

また、第３レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズを物体側からこの順に接合した第１接合レンズ、正レンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズを物体側からこの順に接合した第２接合レンズを有し、下記条件式（６）を満足することが好ましい。なお、下記条件式（６−１）を満足することがより好ましい。
４０＜νｐ３−νｎ３ …（６）
５０＜νｐ３−νｎ３ …（６−１）
ただし、
νｐ３：第２接合レンズ中の正レンズのｄ線に対するアッベ数
νｎ３：第２接合レンズ中の負メニスカスレンズのｄ線に対するアッベ数

また、下記条件式（７）および（８）を満足することが好ましい。なお、下記条件式（７−１）および（８）を満足することがより好ましい。
−０．００５νｄ１＋２．０１≦ｎｄ１ …（７）
−０．００５９νｄ１＋２．０６１≦ｎｄ１ …（７−１）
νｄ１＜５３ …（８）
ただし、
νｄ１：第１正レンズのｄ線に対するアッベ数
ｎｄ１：第１正レンズのｄ線に対する屈折率

また、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第２レンズ群と第３レンズ群が近づくように移動するようにしてもよいし、合焦の際に、第２レンズ群、絞り、および、第３レンズ群が一体的に移動するようにしてもよい。

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。

なお、上記「〜から実質的になる」とは、構成要素として挙げたもの以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやマスクやカバーガラスやフィルタ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、等を含んでもよいことを意図するものである。

また、上記のレンズの面形状や曲率半径や屈折力の符号は、非球面が含まれている場合は近軸領域で考えるものとする。

本発明の撮像レンズは、物体側から順に、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、絞り、および、正または負の屈折力を有する第３レンズ群から実質的になり、第１レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズを有し、この２枚の正レンズの中の１枚の第１正レンズが最も物体側に配置され、第１正レンズの像側に隣接して３枚の負レンズを連続的に有し、第１レンズ群を像面に対して固定し、第２レンズ群と第３レンズ群を移動させることにより、合焦が行われるものとしたので、画角が広く、諸収差が良好に補正された撮像レンズと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、高画角かつ高画質の画像を取得することができる。

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 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６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７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８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の撮像レンズの光路図 本発明の実施例１の撮像レンズの各収差図 本発明の実施例２の撮像レンズの各収差図 本発明の実施例３の撮像レンズの各収差図 本発明の実施例４の撮像レンズの各収差図 本発明の実施例５の撮像レンズの各収差図 本発明の実施例６の撮像レンズの各収差図 本発明の実施例７の撮像レンズの各収差図 本発明の実施例８の撮像レンズの各収差図 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のレンズ構成を示す断面図、図９は上記撮像レンズの光路図である。図１、９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、９は、無限遠物体合焦時のレンズ配置状態を示しており、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上の絞りの位置を示すものである。また、図９では軸上光束ｗａおよび最大画角の光束ｗｂも合わせて示している。

図１、９に示すように、この撮像レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳｔ、および、正または負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３からなるものである。

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、９では、これらを想定した平行平面板状の光学部材ＰＰをレンズ系と像面Ｓｉｍとの間に配置した例を示している。

第１レンズ群Ｇ１は、少なくとも２枚の正レンズを有し、この２枚の正レンズの中の１枚の第１正レンズＬ１１が最も物体側に配置され、第１正レンズＬ１１の像側に隣接して３枚の負レンズＬ１２〜Ｌ１４を連続的に有する。

また、第１レンズ群Ｇ１を像面に対して固定し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を移動させることにより、合焦が行われるように構成されている。

このように、第１レンズ群Ｇ１に負の屈折力を持たせることにより、広角化に有利となる。また、第２レンズ群Ｇ２に正の屈折力を持たせることにより、第１レンズ群Ｇ１で発生した非点収差の補正に有利となる。また、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間に開口絞りＳｔを配置することにより、合焦時の球面収差の変動を抑えることができる。

また、第１レンズ群Ｇ１について、最も物体側に第１正レンズＬ１１を配置することにより、歪曲収差、倍率色収差を補正することができる。その後、連続して３枚の負レンズＬ１２〜Ｌ１４を配置することにより、収差を抑えながら更に広角化を図ることができる。また、第１正レンズＬ１１の他にさらに１枚の正レンズを配置することにより、第１正レンズＬ１１とあわせて歪曲収差と球面収差のバランス、および倍率色収差と軸上色収差のバランスを取るのが容易になる。

また、合焦時に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を移動させることにより、球面収差、非点収差を補正することができる。

本実施形態の撮像レンズにおいては、下記条件式（１）を満足することが好ましい。この条件式（１）は、第１正レンズＬ１１の形を規定するものであり、条件式（１）の下限以下とならないようにすることで、球面収差を抑えることができる。また、条件式（１）の上限以上とならないようにすることで、歪曲収差、倍率色収差の補正を容易にすることができる。なお、下記条件式（１−１）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。
−１．２＜（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）＜０ …（１）
−０．８＜（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）＜−０．１ …（１−１）
ただし、
Ｒ１ｆ：第１正レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ１ｒ：第１正レンズの像側の面の曲率半径

また、下記条件式（２）を満足することが好ましい。この条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３の屈折力の比を規定するものであり、条件式（２）の下限以下とならないようにすることで、像面湾曲や倍率色収差を抑えることができる。また、条件式（２）の上限以上とならないようにすることで、第１レンズ群Ｇ１の負の屈折力が弱くなりすぎるのを防ぐことができるため非点収差を抑えることができる、もしくは、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が強くなりすぎるのを防ぐことができるためレンズ全長を抑えることができる。なお、下記条件式（２−１）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。
−２．５＜ｆ１／ｆ３＜２．５ …（２）
−１．５＜ｆ１／ｆ３＜１．５ …（２−１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離

また、下記条件式（３）を満足することが好ましい。この条件式（３）は、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の屈折力の比を規定するものであり、条件式（３）の下限以下とならないようにすることで、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が弱くなりすぎるのを防ぐことができるため、非点収差を抑えることができる。また、条件式（３）の上限以上とならないようにすることで、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が強くなりすぎるのを防ぐことができるため、レンズ全長を抑えることができる、もしくは、第３レンズ群Ｇ３で生じる球面収差を抑えることができる。なお、下記条件式（３−１）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。
−１．５＜ｆ２／ｆ３＜１．２ …（３）
−１．２＜ｆ２／ｆ３＜１ …（３−１）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離

また、下記条件式（４）を満足することが好ましい。この条件式（４）は、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の合成焦点距離を規定するものであり、条件式（４）の下限以下とならないようにすることで、レンズ全長を抑えることができるとともに、前玉径の拡大を抑えることができる。また、条件式（４）の上限以上とならないようにすることで、バックフォーカスの確保が容易になり、さらに球面収差の補正も容易になる。なお、下記条件式（４−１）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。
０．１＜ｆ／ｆ２３＜０．６ …（４）
０．２＜ｆ／ｆ２３＜０．５ …（４−１）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ２３：第２レンズ群と第３レンズ群の合成焦点距離

また、第２レンズ群Ｇ２中で最も像側の正レンズを第２正レンズ（図１中のレンズＬ２１）とし、下記条件式（５）を満足することが好ましい。この条件式（５）は、第２レンズ群Ｇ２の正の屈折力に主に貢献する第２正レンズの形を規定するものであり、条件式（５）の下限以下とならないようにすることで、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強くなりすぎるのを防ぐことができ、これにより第１レンズ群Ｇ１によって発散された光束の急激な収束を抑えることができるため、球面収差を抑えることができる。また、条件式（５）の上限以上とならないようにすることで、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が弱くなりすぎるのを防ぐことができるため、非点収差と像面湾曲を抑えることができる。なお、下記条件式（５−１）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。
−１．７＜（Ｒ２ｆ−Ｒ２ｒ）／（Ｒ２ｆ＋Ｒ２ｒ）＜−０．８ …（５）
−１．６５＜（Ｒ２ｆ−Ｒ２ｒ）／（Ｒ２ｆ＋Ｒ２ｒ）＜−０．９ …（５−１）
ただし、
Ｒ２ｆ：第２正レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２ｒ：第２正レンズの像側の面の曲率半径

また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と正レンズＬ３２を物体側からこの順に接合した第１接合レンズ（図１中接合レンズＣ３１）、正レンズＬ３３と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３４を物体側からこの順に接合した第２接合レンズ（図１中接合レンズＣ３２）を有し、下記条件式（６）を満足することが好ましい。第３レンズ群Ｇ３に上記のような２組の接合レンズを配置することにより、軸上色収差の補正に有利になる。特に、像側の第２接合レンズについて条件式（６）を満足すれば、各収差の発生量を抑えることができ、特に軸上色収差の良好な補正に有利となる。なお、下記条件式（６−１）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。
４０＜νｐ３−νｎ３ …（６）
５０＜νｐ３−νｎ３ …（６−１）
ただし、
νｐ３：第２接合レンズ中の正レンズのｄ線に対するアッベ数
νｎ３：第２接合レンズ中の負メニスカスレンズのｄ線に対するアッベ数

また、下記条件式（７）および（８）を満足することが好ましい。この条件式（７）は、像面湾曲および倍率色収差を補正するための条件式であり、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に配置される第１正レンズＬ１１について、条件式（７）を満足するような、高屈折率で比較的分散の大きな材料を選択することで、像面湾曲および倍率色収差を補正することができる。また、条件式（８）を満足することで、倍率色収差を抑えることができる。なお、下記条件式（７−１）および（８）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。
−０．００５νｄ１＋２．０１≦ｎｄ１ …（７）
−０．００５９νｄ１＋２．０６１≦ｎｄ１ …（７−１）
νｄ１＜５３ …（８）
ただし、
νｄ１：第１正レンズのｄ線に対するアッベ数
ｎｄ１：第１正レンズのｄ線に対する屈折率

また、無限遠物体から近距離物体への合焦の際は、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３が近づくように移動するようにしてもよく、これにより、合焦時の収差変動、特に非点収差を補正することができる。また、合焦の際は、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳｔ、および、第３レンズ群Ｇ３が一体的に移動するようにしてもよく、これにより、合焦用の機構が簡単になるため、合焦精度を向上させることができる。

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に示す例では、レンズ系と像面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、もしくは、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。
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２〜８に対応した図２〜８においては、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上の絞りの位置を示すものである。

実施例１の撮像レンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、レンズＬ１１〜Ｌ１７の７枚のレンズで構成されており、合焦の際に像面に対して固定されるように構成されている。最も物体側に正レンズＬ１１（第１正レンズ）を配置することにより、歪曲収差、倍率色収差を補正することができる。続いて３枚の負レンズＬ１２〜Ｌ１４を連続して配置することにより、第１レンズ群Ｇ１の負の屈折力を物体側に集中させつつ各負レンズの屈折力を抑制できるので、歪曲収差を抑えながら広角化することができる。続いて物体側から２枚目の正レンズＬ１５が配置される。正レンズＬ１１と比較すると軸上マージナル光線の高さが高く、最大画角の主光線の高さが低い。このため、歪曲収差、倍率色収差については正レンズＬ１１のほうが補正効果が高く、球面収差、軸上色収差については正レンズＬ１５の方が補正効果が高い。このような配置とすることで、歪曲収差と球面収差のバランス、および倍率色収差と軸上色収差のバランスを取るのが容易となっている。続いてアッベ数の小さい正レンズＬ１６とアッベ数の大きい負レンズＬ１７からなる接合レンズを配置することにより、負レンズＬ１２〜Ｌ１４で発生する軸上色収差、倍率色収差を補正している。

第２レンズ群Ｇ２は、正レンズＬ２１のみからなる。第２レンズ群Ｇ２は第１レンズ群Ｇ１による発散光束を収束光束とする主な作用を有する。開口絞りＳｔより物体側に正の屈折力を配することで開口絞りＳｔの有効径を小さく抑えることができるため、絞り機構の小型化に寄与する。

第３レンズ群Ｇ３は、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と両凸形状の正レンズＬ３２を接合した接合レンズＣ３１（第１接合レンズ）、両凸形状の正レンズＬ３３と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３４を接合した接合レンズＣ３２（第２接合レンズ）からなる。接合レンズＣ３１は接合面が像側に凹面を向けており、接合面への軸上マージナル光線の入射角が小さいため、高次の球面収差、波長による球面収差の差が発生しにくい。接合レンズＣ３２は接合面が物体側に凹面を向けており、接合面への軸外主光線の入射角が小さいため、非点収差の発生や高い像高で生じることがある倍率色収差の反転（補正過剰）が起きにくい。２つの接合レンズのうち、物体側の接合レンズＣ３１の方が軸上マージナル光線の高さが高く、像側の接合レンズＣ３２の方が最大画角の主光線の高さが高いため、前述の接合面の作用を有効に使うことができる。第３レンズ群Ｇ３は全体として正の屈折力を有しており、正の屈折力を第２レンズ群Ｇ２と分担することにより、球面収差の補正に有利となる。

実施例１の撮像レンズは、合焦の際に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３が一体となって物体側に移動する。これにより、合焦用の機構の簡素化を図ることができる。また、全体繰り出しの場合と較べ、収差補正上の利点の他に、合焦用レンズの軽量化が図れるため、オートフォーカス化が容易となる。

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、移動面の間隔に関するデータを表３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２〜８についても基本的に同様である。なお、以下の表１〜２５に示す数値および図１０〜１７の収差図は、無限遠物体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。

表１のレンズデータにおいて、面番号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面番号を示し、曲率半径の欄には各面の曲率半径を示し、面間隔の欄には各面とその次の面との光軸Ｚ上の間隔を示す。また、ｎｄの欄には各光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄの欄には各光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数を示す。

ここで、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（開口絞り）という語句を記載している。また、表１のレンズデータにおいて、変倍時に間隔が変化する面間隔の欄にはそれぞれＤＤ[ｉ]と記載している。このＤＤ[ｉ]に対応する数値は表３に示している。

表２の諸元に関するデータに、無限遠物体合焦時、中間位置物体合焦時、最至近物体合焦時の各々の、角倍率β、バックフォーカスＢｆ´、Ｆ値ＦＮｏ．、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１０に示す。なお、図１０中の上段左側から順に無限遠物体合焦時の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示し、図１０中の中段左側から順に中間位置物体合焦時の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示し、図１０中の下段左側から順に最至近物体合焦時の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。球面収差、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)についての収差をそれぞれ実線、長破線、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点線で示す。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、点線、一点鎖線で示す。球面収差の収差図のＦＮｏ．はＦ値、その他の収差図のωは半画角を意味する。

上記の実施例１の説明で述べた各データの記号、意味、記載方法は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様であるので、以下では重複説明を省略する。

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２に示す。また、実施例２の撮像レンズの基本レンズデータを表４に、諸元に関するデータを表５に、移動面の間隔に関するデータを表６に、各収差図を図１１に示す。実施例２の撮像レンズの各レンズの作用は、実施例１と同様である。実施例２の撮像レンズは、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３が異なる軌跡で物体側に移動する。この際に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３は近づくように移動する。これにより、フォーカシング時の非点収差の変動を抑えることができる。

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３に示す。また、実施例３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、移動面の間隔に関するデータを表９に、各収差図を図１２に示す。実施例３の撮像レンズは、正レンズＬ１６と負レンズＬ１７が接合レンズではなく互いに分離している以外は、実施例１と同様である。正レンズＬ１６と負レンズＬ１７を分離することで収差補正の自由度を増やすことができる。

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４に示す。また、実施例４の撮像レンズの基本レンズデータを表１０に、諸元に関するデータを表１１に、移動面の間隔に関するデータを表１２に、各収差図を図１３に示す。実施例４の撮像レンズは、正レンズＬ１６と負レンズＬ１７が接合レンズではなく互いに分離している以外は、実施例２と同様である。正レンズＬ１６と負レンズＬ１７の間隔を大きく取ることにより、正レンズＬ１５の軸外主光線の高さを高くできるため、歪曲収差、倍率色収差の補正に有利となる。

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５に示す。また、実施例５の撮像レンズの基本レンズデータを表１３に、諸元に関するデータを表１４に、移動面の間隔に関するデータを表１５に、各収差図を図１４に示す。実施例５の撮像レンズは、実施例１と比較して、レンズＬ１６を像側に凸面を向けた負メニスカスレンズにしたことで、正レンズを一枚減らすことができるため、レンズ全長を短くするのに有利となる。

次に、実施例６の撮像レンズについて説明する。実施例６の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図を図６に示す。また、実施例６の撮像レンズの基本レンズデータを表１６に、諸元に関するデータを表１７に、移動面の間隔に関するデータを表１８に、各収差図を図１５に示す。実施例６の撮像レンズは、第３レンズ群Ｇ３が負の屈折力を有する点、負メニスカスレンズＬ３４の像側に、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３５を配した点以外は、実施例１と同様である。第３レンズ群Ｇ３を負の屈折力とすることで、開口絞りＳｔに対して第１レンズ群Ｇ１と対称に近いパワー配置になるため、歪曲収差、倍率色収差の補正に有利となる。また、正メニスカスレンズＬ３５を追加することで球面収差の補正に有利になる他、レンズ全長も短くすることができる。

次に、実施例７の撮像レンズについて説明する。実施例７の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図を図７に示す。また、実施例７の撮像レンズの基本レンズデータを表１９に、諸元に関するデータを表２０に、移動面の間隔に関するデータを表２１に、各収差図を図１６に示す。実施例７の撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１において負レンズＬ１４の像側に隣接して両凹レンズＬ１５と両凸レンズＬ１６による接合レンズを挿入した点、第２レンズ群Ｇ２を３枚のレンズから構成した点以外は、実施例１と同様である。第１レンズ群Ｇ１に両凹レンズＬ１５と両凸レンズＬ１６による接合レンズを挿入したことにより、倍率色収差の補正に有利となる。また、第２レンズ群Ｇ２に両凸レンズＬ２１と両凹レンズＬ２２による接合レンズを配置することにより、フォーカシングによる軸上色収差の変動を抑えるのに有利となる。

次に、実施例８の撮像レンズについて説明する。実施例８の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図を図８に示す。また、実施例８の撮像レンズの基本レンズデータを表２２に、諸元に関するデータを表２３に、移動面の間隔に関するデータを表２４に、各収差図を図１７に示す。実施例８の撮像レンズのレンズ構成は実施例３と同様であるが、最も物体側に配置される正レンズＬ１１と、最も像側に配置された負メニスカスレンズＬ３４の材料を変更したものである。

実施例１〜８の撮像レンズの条件式（１）〜（８）に対応する値を表２５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２５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１〜８の撮像レンズは全て、条件式（１）〜（８）を満たしており、無限遠物体合焦時の全画角が９５°程度以上と画角が広く、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１８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１８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（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）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１８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やＣＭＯＳ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。

この撮像装置１０は、本発明の実施形態の撮像レンズ１を備えているため、高画角かつ高画質の画像を取得することができる。

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。

１ 撮像レンズ
６ フィルタ
７ 撮像素子
８ 信号処理回路
９ 表示装置
１０ 撮像装置
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
ＰＰ 光学部材
Ｌ１１〜Ｌ３５ レンズ
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (17)

1. 物体側から順に、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、絞り、および、正または負の屈折力を有する第３レンズ群から実質的になり、
   前記第１レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズを有し、該２枚の正レンズの中の１枚の第１正レンズが最も物体側に配置され、該第１正レンズの像側に隣接して３枚の負レンズを連続的に有し、
   前記第１レンズ群を像面に対して固定し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群を移動させることにより、合焦が行われ、
   前記第２レンズ群中で最も像側の正レンズを第２正レンズとし、
   下記条件式（５）を満足する
   ことを特徴とする撮像レンズ。
   −１．７＜（Ｒ２ｆ−Ｒ２ｒ）／（Ｒ２ｆ＋Ｒ２ｒ）＜−０．８ …（５）
   ただし、
   Ｒ２ｆ：前記第２正レンズの物体側の面の曲率半径
   Ｒ２ｒ：前記第２正レンズの像側の面の曲率半径
2. 下記条件式（１）を満足する
   請求項１記載の撮像レンズ。
   −１．２＜（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）＜０ …（１）
   ただし、
   Ｒ１ｆ：前記第１正レンズの物体側の面の曲率半径
   Ｒ１ｒ：前記第１正レンズの像側の面の曲率半径
3. 下記条件式（２）を満足する
   請求項１または２記載の撮像レンズ。
   −２．５＜ｆ１／ｆ３＜２．５ …（２）
   ただし、
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
4. 下記条件式（３）を満足する
   請求項１から３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   −１．５＜ｆ２／ｆ３＜１．２ …（３）
   ただし、
   ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
5. 下記条件式（４）を満足する
   請求項１から４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   ０．１＜ｆ／ｆ２３＜０．６ …（４）
   ただし、
   ｆ：全系の焦点距離
   ｆ２３：前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合成焦点距離
6. 前記第３レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズを物体側からこの順に接合した第１接合レンズ、正レンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズを物体側からこの順に接合した第２接合レンズを有し、
   下記条件式（６）を満足する
   請求項１から５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   ４０＜νｐ３−νｎ３ …（６）
   ただし、
   νｐ３：前記第２接合レンズ中の正レンズのｄ線に対するアッベ数
   νｎ３：前記第２接合レンズ中の負メニスカスレンズのｄ線に対するアッベ数
7. 下記条件式（７）および（８）を満足する
   請求項１から６のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   −０．００５νｄ１＋２．０１≦ｎｄ１ …（７）
   νｄ１＜５３ …（８）
   ただし、
   νｄ１：前記第１正レンズのｄ線に対するアッベ数
   ｎｄ１：前記第１正レンズのｄ線に対する屈折率
8. 無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群が近づくように移動する
   請求項１から７のいずれか１項記載の撮像レンズ。
9. 合焦の際に、前記第２レンズ群、前記絞り、および、前記第３レンズ群が一体的に移動する
   請求項１から７のいずれか１項記載の撮像レンズ。
10. 下記条件式（１−１）を満足する
    請求項１から９のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    −０．８＜（Ｒ１ｆ−Ｒ１ｒ）／（Ｒ１ｆ＋Ｒ１ｒ）＜−０．１ …（１−１）
    ただし、
    Ｒ１ｆ：前記第１正レンズの物体側の面の曲率半径
    Ｒ１ｒ：前記第１正レンズの像側の面の曲率半径
11. 下記条件式（２−１）を満足する
    請求項１から１０のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    −１．５＜ｆ１／ｆ３＜１．５ …（２−１）
    ただし、
    ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
    ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
12. 下記条件式（３−１）を満足する
    請求項１から１１のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    −１．２＜ｆ２／ｆ３＜１ …（３−１）
    ただし、
    ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
    ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
13. 下記条件式（４−１）を満足する
    請求項１から１２のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ０．２＜ｆ／ｆ２３＜０．５ …（４−１）
    ただし、
    ｆ：全系の焦点距離
    ｆ２３：前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合成焦点距離
14. 前記第２レンズ群中で最も像側の正レンズを第２正レンズとし、
    下記条件式（５−１）を満足する
    請求項１から１３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    −１．６５＜（Ｒ２ｆ−Ｒ２ｒ）／（Ｒ２ｆ＋Ｒ２ｒ）＜−０．９ …（５−１）
15. 前記第３レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズを物体側からこの順に接合した第１接合レンズ、正レンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズを物体側からこの順に接合した第２接合レンズを有し、
    下記条件式（６−１）を満足する
    請求項１から１４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ５０＜νｐ３−νｎ３ …（６−１）
    ただし、
    νｐ３：前記第２接合レンズ中の正レンズのｄ線に対するアッベ数
    νｎ３：前記第２接合レンズ中の負メニスカスレンズのｄ線に対するアッベ数
16. 下記条件式（７−１）および（８）を満足する
    請求項１から１５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    −０．００５９νｄ１＋２．０６１≦ｎｄ１ …（７−１）
    νｄ１＜５３ …（８）
    ただし、
    νｄ１：前記第１正レンズのｄ線に対するアッベ数
    ｎｄ１：前記第１正レンズのｄ線に対する屈折率
17. 請求項１から１６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。