JP6392153B2 - 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、特に、デジタルカメラ、ビデオカメラ等に好適な撮像レンズ、およびこ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。

従来、デジタルカメラ等の撮像装置に用いられる撮像レンズとして、２つ以上のレンズ群を互いに異なる軌跡で移動させることによって合焦を行うフローティングフォーカスタイプのレンズ系が提案されている。例えば、下記特許文献１、２には、最も物体側に合焦の際に固定されている第１レンズ群を配置し、この第１レンズ群より像側の２つのレンズ群を合焦の際に移動するフォーカス群とし、合焦の際にこれら２つのレンズ群の間隔が変化するよう移動させる光学系が記載されている。

特開２０００−１４７３７３号公報 特開２００９−２０３４１号公報

上記分野の撮像装置には、コンパクトな構成を有し、広角で、Ｆ値が小さいことが求められている。また、近年では、より近接した撮影が可能なことも求められている。広角でＦ値の小さい撮像レンズは、レンズ系全長を変えずにより近接した距離の物体に合焦しようとすると収差が発生しやすい。収差を抑えながら合焦するためにはフローティングフォーカスタイプのレンズ系は有利である。

しかしながら、上記特許文献１、２に記載のフローティングフォーカスタイプの光学系では第１レンズ群は負の屈折力を持つレンズ群であり、この第１レンズ群の後続に位置するフォーカス群が大径であるため、鏡胴も大径になりやすい。また、大径のフォーカス群は重量が重くなるため、駆動系への負荷が大きくなりフォーカス速度を高速にすることが困難になるという不具合もある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、フォーカス群の大径化を抑えながら、広角で、Ｆ値が小さく、レンズ系を大型化させることなく至近距離物体に合焦でき、良好な性能を保持可能な撮像レンズ、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にある。

本発明の撮像レンズは、最も物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、第３レンズ群とを連続して有し、第１レンズ群は固定された状態で、第２レンズ群と第３レンズ群とが光軸方向の相互間隔を変化させて移動することによって無限遠物体から至近距離物体への合焦が行われ、第１レンズ群が、最も物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズと、負の屈折力を持つ第２レンズとを連続して有し、第２レンズ群が、最も物体側に正レンズを有し、第２レンズ群の最も物体側の該正レンズの像側の面から第２レンズ群の最も像側の面までの間に絞りを有し、
第２レンズ群が絞りより像側に有するレンズは、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズの４枚のみであることを特徴とする。

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く、下記条件式（１−１）を満足することがより好ましく、下記条件式（１−２）を満足することがさらにより好ましい。
−１．５＜ｆ１ａｂ／ｆ１＜−０．１ （１）
−１．０＜ｆ１ａｂ／ｆ１＜−０．２ （１−１）
−０．７＜ｆ１ａｂ／ｆ１＜−０．３ （１−２）
ただし、
ｆ１ａｂ：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離

第３レンズ群が１枚の単レンズのみから実質的に構成されることが好ましい。なお、「単レンズ」とは、接合されていない１枚のレンズからなるものを意味する。

本発明の撮像レンズは、下記条件式（２）を満足することが好ましく、下記条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
０．１＜ｆ２／｜ｆ３｜＜０．７ （２）
０．１＜ｆ２／｜ｆ３｜＜０．５ （２−１）
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

第２レンズ群は最も物体側に正レンズを有することが好ましい。第２レンズ群が最も物体側に正レンズを有する場合、下記条件式（３）を満足することが好ましく、下記条件式（３−１）を満足することがより好ましい。
０．３＜ｆ２／ｆ２ａ＜２ （３）
０．６＜ｆ２／ｆ２ａ＜１．７ （３−１）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ２ａ：第２レンズ群の最も物体側の正レンズの焦点距離

第２レンズ群が最も物体側に正レンズを有する場合、第２レンズ群は、第２レンズ群の最も物体側の正レンズの像側の面から第２レンズ群の最も像側の面までの間に絞りを有することが好ましい。さらにその場合、第２レンズ群が絞りより像側に有するレンズは、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズの４枚のみとなるように構成してもよい。

第１レンズ群は２枚の正レンズを有することが好ましい。また、第１レンズ群は、第２レンズの像側に第２レンズに連続して負の屈折力を持つ第３レンズを有することが好ましい。

本発明の撮像レンズは、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群とから実質的に構成されていてもよい。あるいは、本発明の撮像レンズは、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第３レンズ群の像側に配置され合焦の際に固定されている第４レンズ群とから実質的に構成されていてもよい。

本発明の撮像装置は、本発明の撮像レンズを備えたものである。

なお、上記の「〜から実質的に構成され」の「実質的に」は、挙げた構成要素以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞り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、手ぶれ補正機構等の機構部分、等が含まれていてもよいことを意図するものである。

なお、上記の「〜第３レンズ群とを連続して有し」、「〜第２レンズとを連続して有する」、「〜連続して負の屈折力を持つ第３レンズ」の「連続して」は、レンズ群やレンズに関するものであり、その他の部材は対象外とする。

なお、「レンズ群」は、必ずしも複数のレンズから構成されるものだけでなく、１枚のレンズのみで構成されるものも含む。また、上記の各レンズ群の屈折力の符号は、対応する群全体としての屈折力の符号をそれぞれ表すものである。さらにまた、上記の屈折力の符号は、非球面が含まれているものについては近軸領域で考えるものとする。

本発明によれば、少なくとも３つのレンズ群からなるフローティングフォーカスタイプのレンズ系において、最も物体側に合焦の際に固定されている正の第１レンズ群を配置し、第１レンズ群の像側に第１レンズ群に連続してフォーカス群を配置し、第１レンズ群の構成を好適に設定しているため、フォーカス群の大径化を抑えながら、広角で、Ｆ値が小さく、レンズ系を大型化させることなく至近距離物体に合焦でき、良好な性能を保持可能な撮像レンズ、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ができる。

本発明の実施例１の撮像レンズの構成と光路を示す断面図である。 本発明の実施例２の撮像レンズの構成と光路を示す断面図である。 本発明の実施例３の撮像レンズの構成と光路を示す断面図である。 本発明の実施例４の撮像レンズの構成と光路を示す断面図である。 本発明の実施例１の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。 本発明の実施例２の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。 本発明の実施例３の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。 本発明の実施例４の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。 本発明の一実施形態に係る撮像装置の前側の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る撮像装置の背面側の斜視図である。

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〜図４は、本発明の実施形態に係る撮像レンズの構成と光路を示す断面図であり、それぞれ後述の実施例１〜４に対応している。図１〜図４に示す例の基本構成や図示方法は同様であるため、以下では主に図１に示す例を参照しながら説明する。

図１では、左側が物体側、右側が像側である。図１の無限遠という語句を付した上段には無限遠物体に合焦した状態を示し、至近という語句を付した下段には至近距離物体に合焦した状態を示す。図１では光路は軸上光束２、最大画角の軸外光束３について示している。

この撮像レンズは、光軸Ｚに沿って物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とを連続して有する。図１の例では、第１レンズ群Ｇ１は物体側から順に第１レンズレンズＬ１１、第２レンズＬ１２、第３レンズＬ１３、レンズＬ１４〜Ｌ１６が配されてなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２１、Ｌ２２、開口絞りＳｔ、レンズＬ２３〜Ｌ２６が配されてなり、第３レンズ群Ｇ３はレンズＬ３１のみからなる。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。

この撮像レンズを撮像装置に適用する際には、撮像装置の構成に応じて、レンズ系と像面Ｓｉｍの間に赤外線カットフィルタ、ローパスフィルタなどの各種フィルタやカバーガラス等を配置することが考えられるため、図１ではこれらを想定した平行平板状の光学部材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。しかし、光学部材ＰＰの位置は図１に示すものに限定されないし、光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。

この撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１が像面Ｓｉｍに対し固定された状態で、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが光軸方向の相互間隔を変化させて移動することによって無限遠物体から至近距離物体への合焦が行われる。図１では上段と下段の間に、無限遠物体から至近距離物体への合焦の際に移動する各レンズ群の移動方向を模式的に示す矢印を記入している。

第１レンズ群Ｇ１を正の屈折力を持つレンズ群とすることで、第１レンズ群Ｇ１から第２レンズ群Ｇ２へ入射する光束を収束光にでき、第２レンズ群Ｇ２および第２レンズ群Ｇ２より像側のレンズの大径化を抑えることができ、すなわちフォーカス群である第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の大径化を抑えることができる。また、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を異なる軌跡で移動させて合焦を行うフローティングフォーカスタイプの構成を採ることにより、広角で、Ｆ値が小さなレンズ系において収差の発生を抑えながら至近距離物体への合焦が可能となる。

第１レンズ群Ｇ１は、最も物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズＬ１１と、負の屈折力を持つ第２レンズＬ１２とを連続して有する。これにより、第１レンズ群Ｇ１の大径化を抑えながら広角化を実現することができる。

この撮像レンズは、第１レンズＬ１１、第２レンズＬ１２に関して、下記条件式（１）を満足するように構成されている。
−１．５＜ｆ１ａｂ／ｆ１＜−０．１ （１）
ただし、
ｆ１ａｂ：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離

条件式（１）の下限以下にならないようにすることで、第１レンズＬ１１、第２レンズＬ１２の屈折力を確保でき、第１レンズ群Ｇ１の大径化を抑えることが容易になる。条件式（１）の上限以上にならないようにすることで、第１レンズ群Ｇ１の屈折力を確保でき、第２レンズ群Ｇ２以降のレンズ群の大径化を抑えることが容易になる。条件式（１）に関する上記効果をより高めるために下記条件式（１−１）を満足することがより好ましく、下記条件式（１−２）を満足することがさらにより好ましい。
−１．０＜ｆ１ａｂ／ｆ１＜−０．２ （１−１）
−０．７＜ｆ１ａｂ／ｆ１＜−０．３ （１−２）

第１レンズ群Ｇ１は、第２レンズＬ１２の像側に第２レンズＬ１２に連続して負の屈折力を持つ第３レンズＬ１３を有することが好ましい。このようにした場合は、第１レンズ群Ｇ１の大径化を抑えながら広角化を実現することがより容易になる。

また、第１レンズ群Ｇ１は、２枚の正レンズを有することが好ましい。このようにした場合は、球面収差を悪化させずに第１レンズ群Ｇ１の正の屈折力を確保することが容易になる。

第１レンズ群Ｇ１は例えば図１の例のように、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、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、負レンズ、正レンズからなるように構成することができる。このように、第１レンズ群Ｇ１を、４枚の負レンズと２枚の正レンズで構成し、負、負、負、正、負、正のパワー配列とした場合は、広角化と正の屈折力の確保の両立に有利となる。

また、フォーカス群について、下記条件式（２）を満足することが好ましい。
０．１＜ｆ２／｜ｆ３｜＜０．７ （２）
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

条件式（２）の下限以下とならないようにすることで、第３レンズ群Ｇ３の収差補正効果を確実なものとすることができ、至近距離物体へ合焦した際の収差の発生を抑えることができる。条件式（２）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の収差補正効果が過剰となるのを防ぐことができる。これにより、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との相対的な位置の誤差の許容量を大きくすることができ、製造誤差による性能劣化を抑制でき、良好な性能の実現に有利となる。条件式（２）の下限に関する上記効果を得ながら、条件式（２）の上限に関する上記効果をより高めるために下記条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
０．１＜ｆ２／｜ｆ３｜＜０．５ （２−１）

また、この撮像レンズは、図１の例のように第２レンズ群Ｇ２が最も物体側に正レンズを有することが好ましい。このようにした場合は、第２レンズ群Ｇ２の大径化を抑えることが可能となる。

第２レンズ群Ｇ２が最も物体側に正レンズを有する場合、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
０．３＜ｆ２／ｆ２ａ＜２ （３）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ２ａ：第２レンズ群の最も物体側の正レンズの焦点距離

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の最も物体側の正レンズの屈折力が不足しないようにすることができ、第２レンズ群Ｇ２の大径化を抑えることが容易になる。条件式（３）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の最も物体側の正レンズの屈折力が過剰とならないようにすることができ、球面収差の発生を抑えることが容易になる。条件式（３）に関する上記効果をより高めるために下記条件式（３−１）を満足することがより好ましい。
０．６＜ｆ２／ｆ２ａ＜１．７ （３−１）

第２レンズ群Ｇ２が最も物体側に正レンズを有する場合、第２レンズ群Ｇ２は、この正レンズの像側の面から第２レンズ群Ｇ２の最も像側の面までの間に開口絞りＳｔを有することが好ましい。このようにした場合は、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の正レンズで光束を収束させることができ、開口絞りＳｔの大径化を抑えることができる。

第２レンズ群Ｇ２が最も物体側に正レンズを有し、開口絞りＳｔを上記範囲に有する場合、第２レンズ群Ｇ２が開口絞りＳｔより像側に有するレンズは図１の例のように、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズの４枚のみとすることが好ましい。これら４枚のレンズのうち、最も物体側のレンズは球面収差の良好な補正に有利となり、２番目および３番目のレンズは倍率色収差の良好な補正に有利となり、最も像側のレンズは射出瞳位置をより物体側にすることに有利となる。

また、第２レンズ群Ｇ２が開口絞りＳｔより像側に上記４枚のレンズのみ有する場合、第２レンズ群Ｇ２が開口絞りＳｔより物体側に有するレンズは図１の例のように、物体側から順に、正レンズ、負レンズの２枚のみとしてもよい。このようにした場合は、良好な倍率色収差の補正にさらに有利となる。

第３レンズ群Ｇ３は図１の例のように１枚の単レンズのみから実質的に構成されることが好ましい。このようにした場合は、第３レンズ群Ｇ３の屈折力を抑えることが容易となり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との相対的な位置の誤差の許容量を大きくすることができ、製造誤差による性能劣化を抑制でき、良好な性能の実現に有利となる。なお、第３レンズ群Ｇ３は図１、図３、図４の例のように負の屈折力を持つレンズ群としてもよく、図２の例のように正の屈折力を持つレンズ群としてもよい。

撮像レンズは図１の例のように、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３との３つのレンズ群から実質的に構成されるようにしてもよい。このようにした場合は、レンズ枚数を抑えることができ、レンズ系全長を維持しながらフォーカス群が移動するスペースを確保することができ、小型化、低コスト化に有利となり、また、装置構成を簡易化できる。

あるいは、図３の例のよう、撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、合焦の際に像面Ｓｉｍに対し固定されている第４レンズ群Ｇ４の４つのレンズ群から実質的に構成されるようにしてもよい。移動するレンズ群に比べて固定されているレンズ群は製造誤差による性能への影響が少ないため、このようなレンズ群を像面Ｓｉｍの近傍に配置することで、製造誤差による性能劣化を抑えながら合焦の際の収差変動を抑制することができる。また、最も像側に合焦の際に固定されているレンズ群を配置することで防塵に有利となる。

以上述べた好ましい構成や可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。上記構成を適宜採用することにより、広角、小さなＦ値、コンパクトな構成、良好な性能を実現することが可能となる。なお、ここでいう広角とは全画角が８０°以上のことを意味し、ここでいう小さなＦ値とは無限遠物体に合焦した状態でのＦ値が１．５以下のことを意味する。

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。
［実施例１］
実施例１の撮像レンズの構成は図１に示した通りである。なお、図１の構成における各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、ここでは重複説明は省略する。実施例１の撮像レンズの詳細構成を示す数値データを下記表１〜表３に示す。表１に基本レンズデータを示し、表２に非球面係数を示し、表３に諸元と可変面間隔の値を示す。

表１のＳｉの欄には最も物体側の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の面に面番号を付した場合の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、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）に関する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目の構成要素のｄ線基準のアッベ数を示す。

ここで、曲率半径の符号は、物体側に凸面を向けた面形状のものを正とし、像側に凸面を向けた面形状のものを負としている。表１には、開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰも合わせて示している。表１では、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号と（Ｓｔ）という語句を記載している。Ｄｉの最下欄の値は光学部材ＰＰと像面Ｓｉｍとの間隔である。

表１では、非球面の面番号には＊印を付しており、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記載している。表２に、実施例１の各非球面の非球面係数を示す。表２の非球面係数の数値の「Ｅ−ｎ」（ｎ：整数）は「×１０^−ｎ」を意味する。非球面係数は、下式で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝３、４、５、…２０）の値である。

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
ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝３、４、５、…２０）：非球面係数

また、表１では、合焦の際に間隔が変化する可変面間隔はＤＤ［ ］という記号を用い、［ ］の中にこの間隔の物体側の面番号を記入している。表３に、これら可変面間隔の値と、全系の焦点距離ｆ、横倍率β、Ｆ値ＦＮｏ．、最大全画角２ωをｄ線基準で示す。２ωの欄の［°］は単位が度であることを意味する。表３では、無限遠物体に合焦した状態、中間距離物体に合焦した状態、至近距離物体に合焦した状態の各値をそれぞれ無限遠、中間、至近と表記した欄に示している。

各表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍを用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。また、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。

図５に、実施例１の撮像レンズの各収差図を示す。図５の上段に左から順に無限遠物体に合焦した状態での球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差（倍率の色収差）を示し、中段に左から順に中間距離物体に合焦した状態での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示し、下段に左から順に至近距離物体に合焦した状態での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。図５に関する中間距離物体に合焦した状態、至近距離物体に合焦した状態での横倍率は、表３に示す各状態のものと同じである。球面収差図では、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）に関する収差をそれぞれ黒の実線、長破線、短破線で示す。非点収差図では、サジタル方向、タンジェンシャル方向のｄ線に関する収差をそれぞれ実線、短破線で示す。歪曲収差図では、ｄ線に関する収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、Ｆ線に関する収差をそれぞれ長破線、短破線で示す。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。

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ため、以下では重複説明を省略する。

［実施例２］
実施例２の撮像レンズの構成は図２に示した通りである。実施例２の撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３の３つのレンズ群からなる。合焦の際には、第１レンズ群Ｇ１は固定されており、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３が光軸方向の相互間隔を変化させて移動する。第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３それぞれが有するレンズの枚数は実施例１と同様である。実施例２の撮像レンズの基本レンズデータを表４に、非球面係数を表５に、諸元と可変面間隔の値を表６にそれぞれ示す。図６に、実施例２の撮像レンズの各収差図を示す。

［実施例３］
実施例３の撮像レンズの構成は図３に示した通りである。実施例３の撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の４つのレンズ群からなる。合焦の際には、第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４は固定されており、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３が光軸方向の相互間隔を変化させて移動する。第４レンズ群Ｇ４はレンズＬ４１のみからなる。第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３それぞれが有するレンズの枚数は実施例１と同様である。実施例３の撮像レンズの基本レンズデータを表７に、非球面係数を表８に、諸元と可変面間隔の値を表９にそれぞれ示す。図７に、実施例３の撮像レンズの各収差図を示す。

［実施例４］
実施例４の撮像レンズの構成は図４に示した通りである。実施例４の撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３の３つのレンズ群からなる。合焦の際には、第１レンズ群Ｇ１は固定されており、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３が光軸方向の相互間隔を変化させて移動する。第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３それぞれが有するレンズの枚数は実施例１と同様である。実施例４の撮像レンズの基本レンズデータを表１０に、非球面係数を表１１に、諸元と可変面間隔の値を表１２にそれぞれ示す。図８に、実施例４の撮像レンズの各収差図を示す。

表１３に実施例１〜４の撮像レンズの条件式（１）〜（３）の対応値を示す。なお、全実施例ともｄ線を基準波長としており、表１３に示す値はこの基準波長におけるものである。

以上のデータからわかるように、実施例１〜４の撮像レンズは、フォーカス群の大径化が抑えられ、小型化が図られ、最大全画角が約８０°〜８５°の範囲にあり広角に構成され、１．５以下の小さなＦ値を有し、無限遠から至近距離までの物体距離について諸収差が良好に補正されて高い光学性能を達成している。

次に、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。図９Ａ、図９Ｂに、本発明の一実施形態に係る撮像装置であるカメラ３０の外観図を示す。図９Ａは、カメラ３０を前側から見た斜視図を示し、図９Ｂは、カメラ３０を背面側から見た斜視図を示す。カメラ３０は、交換レンズ２０が取り外し自在に装着される、レフレックスファインダーを持たない一眼形式のデジタルカメラである。交換レンズ２０は、本発明の実施形態に係る撮像レンズ１を鏡筒内に収納したものである。

このカメラ３０はカメラボディ３１を備え、カメラボディ３１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、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、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。

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を押すことにより静止画または動画の撮影が可能であり、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。

このようなカメラ３０に用いられる交換レンズ２０に、本発明の実施形態に係る撮像レンズ１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、小型に構成可能であり、広い画角を有し、無限遠から至近距離までの物体距離について良好な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、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、非球面係数の値は、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。

また、撮像装置の実施形態では、レフレックスファインダーを持たない一眼形式のデジタルカメラに適用した例について図を示して説明したが、本発明はこの用途に限定されるものではなく、例えば、一眼レフ形式のカメラや、フィルムカメラ、ビデオカメラ等に適用することも可能である。

１ 撮像レンズ
２ 軸上光束
３ 最大画角の軸外光束
２０ 交換レンズ
３０ カメラ
３１ カメラボディ
３２ シャッターボタン
３３ 電源ボタン
３４、３５ 操作部
３６ 表示部
３７ マウント
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｌ１１ 第１レンズ
Ｌ１２ 第２レンズ
Ｌ１３ 第３レンズ
レンズ Ｌ１４〜Ｌ１６、Ｌ２１〜Ｌ２６、Ｌ３１、Ｌ４１ レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (14)

1. 最も物体側から順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、第３レンズ群とを連続して有し、
   前記第１レンズ群は固定された状態で、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とが光軸方向の相互間隔を変化させて移動することによって無限遠物体から至近距離物体への合焦が行われ、
   前記第１レンズ群が、最も物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズと、負の屈折力を持つ第２レンズとを連続して有し、
   前記第２レンズ群が、最も物体側に正レンズを有し、前記第２レンズ群の最も物体側の該正レンズの像側の面から前記第２レンズ群の最も像側の面までの間に絞りを有し、
   前記第２レンズ群が前記絞りより像側に有するレンズは、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズの４枚のみであることを特徴とする撮像レンズ。
2. 下記条件式（１）を満足する請求項１記載の撮像レンズ。
   −１．５＜ｆ１ａｂ／ｆ１＜−０．１ （１）
   ただし、
   ｆ１ａｂ：前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
3. 前記第３レンズ群が１枚の単レンズのみから実質的に構成される請求項１または２記載の撮像レンズ。
4. 下記条件式（２）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。
   ０．１＜ｆ２／｜ｆ３｜＜０．７ （２）
   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（３）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。
   ０．３＜ｆ２／ｆ２ａ＜２ （３）
   ただし、
   ｆ２ａ：前記第２レンズ群の最も物体側の正レンズの焦点距離
6. 前記第１レンズ群が２枚の正レンズを有する請求項１から５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
7. 前記第１レンズ群が、前記第２レンズの像側に該第２レンズに連続して負の屈折力を持つ第３レンズを有する請求項１から６のいずれか１項記載の撮像レンズ。
8. 下記条件式（１−１）を満足する請求項１から７のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   −１．０＜ｆ１ａｂ／ｆ１＜−０．２ （１−１）
   ただし、
   ｆ１ａｂ：前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
9. 下記条件式（１−２）を満足する請求項８記載の撮像レンズ。
   −０．７＜ｆ１ａｂ／ｆ１＜−０．３ （１−２）
10. 下記条件式（２−１）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。
    ０．１＜ｆ２／｜ｆ３｜＜０．５ （２−１）
    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
11. 下記条件式（３−１）を満足する請求項５記載の撮像レンズ。
    ０．６＜ｆ２／ｆ２ａ＜１．７ （３−１）
12. 前記第１レンズ群と、前記第２レンズ群と、前記第３レンズ群とから実質的に構成される請求項１から１１のいずれか１項記載の撮像レンズ。
13. 前記第１レンズ群と、前記第２レンズ群と、前記第３レンズ群と、該第３レンズ群の像側に配置され合焦の際に固定されている第４レンズ群とから実質的に構成される請求項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撮像装置。