JP6548590B2 - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラ、および／またはビデオカメラ等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。

従来、上記分野のカメラに使用可能な撮像レンズとして、例えば下記特許文献１および特許文献２に記載のものが提案されている。特許文献１には、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、開口絞りの物体側直前に接合レンズを配置したレンズ系が記載されている。

特許文献２には、物体側のレンズ群を移動させて合焦を行うフロントフォーカス方式の撮像レンズが記載されている。特許文献２の実施例４〜５の撮像レンズは、合焦の際に、最も像側のレンズ群を固定し、それより物体側のレンズ群を移動群として一体的に移動させて合焦を行っている。特許文献２の実施例１〜３の撮像レンズは、合焦の際の移動群は実施例１〜３のものと同じであるが、その移動群をさらに２つの群に分け、これら２つの群の相互間隔が変化するように移動させるフローティングシステムを採っている。

特開２０１３−０１９９９４号公報 特開２０１３−２１８０１５号公報

昨今では撮像レンズのさらなる小型化が望まれており、特に、イメージサイズに対してレンズ全長が短い撮像レンズが望まれている。しかしながら、特許文献１に記載のレンズ系は、レンズ全長が十分短いとは言えない。特許文献２の実施例１〜５のレンズ系も、無限遠物体に合焦している状態でのイメージサイズに対するレンズ全長の比が大きく、小型化という昨今の要望を十分満たしていない。また、特許文献２の実施例１〜３のレンズ系は、フローティングシステムを採用しているため、レンズ群を移動させるための機構が複雑になり、レンズ鏡筒の大型化や製造コスト高につながってしまう。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、小型で、良好な光学性能を有し、装置構成の簡易化が可能なフロントフォーカス方式の撮像レンズ、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。

本発明の第１の撮像レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とから実質的になり、第１レンズ群は３枚以上のレンズから実質的になり、第１レンズ群の最も物体側には正レンズが配置され、第１レンズ群の像側から２番目のレンズは像側に凹面を向けた正レンズであり、第２レンズ群は３枚以上のレンズから実質的になり、第２レンズ群の最も物体側には物体側に凹面を向けたメニスカスレンズが配置され、第３レンズ群は３枚以上のレンズから実質的になり、無限遠物体から至近距離物体への合焦の際に、第１レンズ群と絞りと第２レンズ群とが一体的に物体側へ移動し、第３レンズ群は像面に対して固定されており、下記条件式（１）を満足することを特徴とする。
１．０１＜Ｒ１Ｙｒ／Ｒ１Ｚｆ （１）
ただし、
Ｒ１Ｙｒ：第１レンズ群の像側から２番目のレンズの像側の面の曲率半径
Ｒ１Ｚｆ：第１レンズ群の最も像側のレンズの物体側の面の曲率半径
本発明の第２の撮像レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とから実質的になり、第１レンズ群は３枚以上のレンズから実質的になり、第１レンズ群の最も物体側には正レンズが配置され、第２レンズ群は３枚以上のレンズから実質的になり、第２レンズ群の最も物体側には物体側に凹面を向けたメニスカスレンズが配置され、第３レンズ群は３枚以上のレンズから実質的になり、無限遠物体から至近距離物体への合焦の際に、第１レンズ群と絞りと第２レンズ群とが一体的に物体側へ移動し、第３レンズ群は像面に対して固定されており、下記条件式（１−１）を満足することを特徴とする。
１．０５＜Ｒ１Ｙｒ／Ｒ１Ｚｆ＜１．７ （１−１）
ただし、
Ｒ１Ｙｒ：第１レンズ群の像側から２番目のレンズの像側の面の曲率半径
Ｒ１Ｚｆ：第１レンズ群の最も像側のレンズの物体側の面の曲率半径
以下では、本発明の第１および第２の撮像レンズを総括して本発明の撮像レンズと称する。

本発明の撮像レンズにおいては、第１レンズ群の最も像側のレンズは、像側に凹面を向けた負レンズであることが好ましい。

本発明の第２の撮像レンズにおいては、第１レンズ群の像側から２番目のレンズは、像側に凹面を向けた正レンズであることが好ましい。

本発明の撮像レンズにおいては、第２レンズ群の物体側から２番目のレンズは、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであることが好ましい。

本発明の撮像レンズにおいては、第３レンズ群は３枚のレンズから実質的になるように構成してもよい。

本発明の撮像レンズにおいては、第１レンズ群は、物体側から順に、２枚の正レンズと、１枚の負レンズとから実質的になるように構成してもよい。

本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式（２）〜（７）、（２−１）〜（７−１）のうちの少なくとも１つを満足することが好ましい。
｜ｆ／ｆ３｜＜０．４５ （２）
２０＜ν１Ｙ−ν１Ｚ （３）
０．４＜ｆ／ｆ２＜１．５ （４）
０．２＜ｆ／ｆ１＜１ （５）
−０．５＜Ｒ２１ｆ／ｆ２＜−０．１ （６）
０．２＜Ｂｆ／ｆ＜０．６ （７）
｜ｆ／ｆ３｜＜０．３５ （２−１）
２８＜ν１Ｙ−ν１Ｚ＜４２ （３−１）
０．５＜ｆ／ｆ２＜１．２ （４−１）
０．３＜ｆ／ｆ１＜０．７ （５−１）
−０．４＜Ｒ２１ｆ／ｆ２＜−０．１５ （６−１）
０．３＜Ｂｆ／ｆ＜０．６ （７−１）
ただし、
ｆ：無限遠物体に合焦した状態の全系の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ν１Ｙ：第１レンズ群の像側から２番目のレンズのｄ線基準のアッベ数
ν１Ｚ：第１レンズ群の最も像側のレンズのｄ線基準のアッベ数
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
Ｒ２１ｆ：第２レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の曲率半径
Ｂｆ：最も像側のレンズの像側の面から像面までの空気換算長
Ｒ１Ｙｒ：第１レンズ群の像側から２番目のレンズの像側の面の曲率半径
Ｒ１Ｚｆ：第１レンズ群の最も像側のレンズの物体側の面の曲率半径

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「〜から実質的になり」および「〜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、絞りおよび／またはカバーガラス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、および／または手振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。

なお、上記の「正の屈折力を有する〜レンズ群」とはレンズ群全体として正の屈折力を有することを意味する。レンズ群の屈折力の符号、レンズの屈折力の符号、レンズの面形状、およびレンズの面の曲率半径は、非球面が含まれているものは近軸領域で考えることとする。曲率半径の符号は、物体側に凸を向けた面形状のものを正とし、像側に凸を向けた面形状のものを負とする。また、上記条件式は全て断りがない限り、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に関するものである。

本発明によれば、物体側から順に、正の第１レンズ群、絞り、正の第２レンズ群、および第３レンズ群から実質的になるレンズ系において、無限遠物体から至近距離物体への合焦の際に第１レンズ群から第２レンズ群までは一体的に物体側へ移動し第３レンズ群は固定されているようにし、各レンズ群の構成を好適に設定し、さらに所定の条件式を満足するようにしているため、小型で、良好な光学性能を有し、装置構成の簡易化が可能なフロントフォーカス方式の撮像レンズ、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を示す断面図である。 本発明の実施例５の撮像レンズの構成を示す断面図である。 本発明の実施例６の撮像レンズの構成を示す断面図である。 本発明の実施例７の撮像レンズの構成を示す断面図である。 本発明の実施例８の撮像レンズの構成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、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図である。 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、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図である。 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、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図である。 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、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図である。 本発明の実施例５の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図である。 本発明の実施例６の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図である。 本発明の実施例７の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図である。 本発明の実施例８の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図である。 本発明の一実施形態に係る撮像装置の正面側の斜視図である。 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は、本発明の一実施形態に係る撮像レンズの構成を示す断面図であり、後述の実施例１に対応している。図１では、無限遠物体に合焦している状態を示し、左側が物体側、右側が像側である。

この撮像レンズは、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳｔと、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、全体として正または負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから実質的になる。なお、図１に示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさおよび／または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。

図１に示す例では、第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１３の３枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２１〜Ｌ２４の４枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３３の３枚のレンズからなる。しかし、各レンズ群は図１に示す例と異なる枚数のレンズで構成することも可能である。

この撮像レンズを撮像装置に適用する際には、撮像装置の仕様に応じた各種フィルタおよび／または保護用のカバーガラスを備えることが好ましいため、図１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。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、フロントフォーカス方式のレンズ系である。フロントフォーカス方式のレンズ系は、光学系の光軸方向の長さを小型化しやすく、かつ機構的に比較的シンプルに構成可能であり、例えば、レンズ交換式のデジタルカメラ用のレンズ系として適用可能である。この撮像レンズは、無限遠物体から至近距離物体への合焦の際に、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳｔと第２レンズ群Ｇ２とが一体的に像側から物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面Ｓｉｍに対して固定されている。このように構成することで、レンズ径を小型化することができ、かつ、レンズ全長を好適に短縮することができ、また、フローティングシステムを用いたレンズ系と比べて、合焦の際のレンズ群を移動させるための機構等をシンプルにできるため、装置の簡易化を図ることができる。

第１レンズ群Ｇ１は３枚以上のレンズから実質的になり、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側には正レンズが配置される。最も物体側のレンズを正レンズとすることで、レンズ全長を短縮することに有利となる。

この撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１のレンズに関して下記条件式（１）を満足するように構成される。
１．０１＜Ｒ１Ｙｒ／Ｒ１Ｚｆ （１）
ただし、
Ｒ１Ｙｒ：第１レンズ群の像側から２番目のレンズの像側の面の曲率半径
Ｒ１Ｚｆ：第１レンズ群の最も像側のレンズの物体側の面の曲率半径

条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズと第１レンズ群Ｇ１の像側から２番目のレンズとの間に形成される空気レンズに関する式である。条件式（１）の下限以下とならないようにすることで、第１レンズ群Ｇ１の像側から１番目のレンズと２番目のレンズの間に、物体側の面の曲率半径の絶対値より像側の面の曲率半径の絶対値が小さいメニスカス形状の空気レンズを配置することになり、像面湾曲を好適に補正することができる。

さらに、下記条件式（１−１）満足することが好ましい。
１．０５＜Ｒ１Ｙｒ／Ｒ１Ｚｆ＜１．７ （１−１）
条件式（１−１）の下限以下とならないようにすることで、条件式（１）に関する効果を高めることが可能となる。条件式（１−１）の上限以上とならないようにすることで、像面湾曲に加え、その他の諸収差、特に球面収差を同時に補正することが容易となる。

第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズは、像側に凹面を向けた負レンズであることが好ましい。このようにした場合は、球面収差の発生を好適に補正すると同時に、非点収差と像面湾曲を好適に補正することができる。

第１レンズ群Ｇ１の像側から２番目のレンズは、像側に凹面を向けた正レンズであることが好ましい。このようにした場合は、非点収差、像面湾曲、および色収差を好適に補正することに有利となる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、２枚の正レンズと、１枚の負レンズとから実質的になるように構成してもよい。第１レンズ群Ｇ１に２枚の正レンズを用いることで、各正レンズの屈折力が強くなりすぎることがなく、球面収差の補正に有利になる。それに加えて負レンズを１枚用いることで、色収差を補正することができる。

例えば、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、２枚の像側に凹面を向けた正メニスカスレンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなるように構成することができる。第１レンズ群Ｇ１のレンズは全て接合されていない単レンズとすることができる。

開口絞りＳｔは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置される。このようにすることにより、第２レンズ群Ｇ２よりも像側に開口絞りＳｔを配置する場合に比べて、開口絞りＳｔに対する光学系の対称性が良くなり、諸収差を好適に補正できる。

第２レンズ群Ｇ２は３枚以上のレンズから実質的になり、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側には物体側に凹面を向けたメニスカスレンズが配置される。第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズの形状をこのようにすることで、球面収差の発生を好適に補正すると同時に、非点収差と像面湾曲を好適に補正することができる。

第２レンズ群Ｇ２の物体側から２番目のレンズは、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであることが好ましい。このようにした場合は、非点収差の発生を抑えることができ、画角を確保することができる。

第２レンズ群Ｇ２は３枚もしくは４枚のレンズから実質的になるように構成してもよく、このようにした場合は、良好な性能の実現とレンズ全長の短縮との両立に有利となる。

例えば、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズおよび物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズが接合された接合レンズと、２枚の物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなるように構成することができる。あるいは、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、２枚の物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなるように構成してもよい。

第３レンズ群Ｇ３は３枚以上のレンズから実質的になるように構成される。このようにすることで、無限遠物体から至近距離物体への合焦の際に、諸収差の変動を抑えることができる。第３レンズ群Ｇ３は３枚のレンズから実質的になるように構成してもよく、このようにした場合は、レンズ全長の短縮に有利となる。

例えば、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側のレンズは像側に凸面を向けた正レンズとすることができ、第３レンズ群Ｇ３の物体側から２番目のレンズは物体側に凹面を向けた負レンズとすることができる。

また、この撮像レンズは下記条件式（２）〜（７）の少なくとも１つ、または任意の組合せを満足することが好ましい。
｜ｆ／ｆ３｜＜０．４５ （２）
２０＜ν１Ｙ−ν１Ｚ （３）
０．４＜ｆ／ｆ２＜１．５ （４）
０．２＜ｆ／ｆ１＜１ （５）
−０．５＜Ｒ２１ｆ／ｆ２＜−０．１ （６）
０．２＜Ｂｆ／ｆ＜０．６ （７）
ただし、
ｆ：無限遠物体に合焦した状態の全系の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ν１Ｙ：第１レンズ群の像側から２番目のレンズのｄ線基準のアッベ数
ν１Ｚ：第１レンズ群の最も像側のレンズのｄ線基準のアッベ数
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
Ｒ２１ｆ：第２レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の曲率半径
Ｂｆ：最も像側のレンズの像側の面から像面までの空気換算長

条件式（２）を満足することで、ペッツバール和を抑えることができ、像面湾曲が増大するのを防ぐことができる。また、条件式（２）を満足することで、無限遠物体から至近距離物体への合焦の際に、諸収差の変動を抑えることができる。条件式（２）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
｜ｆ／ｆ３｜＜０．３５ （２−１）

条件式（３）を満足することで、色収差を好適に補正することに有利となる。さらに、下記条件式（３−１）を満足することがより好ましい。
２８＜ν１Ｙ−ν１Ｚ＜４２ （３−１）
条件式（３−１）の下限以下とならないようにすることで、条件式（３）に関する効果を高めることが可能となる。条件式（３−１）の上限以上とならないようにすることで、色収差の補正が過剰となるのを防ぐことが可能となる。

条件式（４）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の正の屈折力を確保でき、レンズ全長を抑えることができる。条件式（４）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の正の屈折力が強くなりすぎるのを防ぐことができ、球面収差および／または非点収差を抑えることが容易となる。条件式（４）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（４−１）を満足することがより好ましい。
０．５＜ｆ／ｆ２＜１．２ （４−１）

条件式（５）の下限以下とならないようにすることで、第１レンズ群Ｇ１の正の屈折力を確保でき、レンズ全長を抑えることができる。条件式（５）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の正の屈折力が強くなりすぎるのを防ぐことができ、球面収差および／または非点収差を抑えることが容易となる。条件式（５）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（５−１）を満足することがより好ましい。
０．３＜ｆ／ｆ１＜０．７ （５−１）

条件式（６）の下限以下とならないようにすることで、球面収差が補正過剰となるのを防ぐことができる。条件式（６）の上限以上とならないようにすることで、球面収差が補正不足となるのを防ぐことができる。条件式（６）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（６−１）を満足することがより好ましい。
−０．４＜Ｒ２１ｆ／ｆ２＜−０．１５ （６−１）

条件式（７）のＢｆは空気換算距離でのバックフォーカスに相当するものである。条件式（７）の下限以下とならないようにすることで、カメラの交換レンズに必要なバックフォーカスを得ることが容易となる。条件式（７）の上限以上とならないようにすることで、レンズ全長の増大を抑制することができる。条件式（７）の上限に関する効果を得ながら、条件式（７）の下限に関する効果をより高めるためには、下記条件式（７−１）を満足することがより好ましい。
０．３＜Ｂｆ／ｆ＜０．６ （７−１）

条件式に関する構成も含め、以上述べた好ましい構成および／または可能な構成は、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、フローティングシステムを用いずに、小型で、良好な光学性能を有するフロントフォーカス方式の撮像レンズを実現することが可能である。なお、ここでいう「小型」とは、レンズ全長（最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、空気換算距離でのバックフォーカスとの和）をＴＬとし、最大像高をＩＨとしたとき、ＴＬ／ＩＨが３．５未満となることを意味する。

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の撮像レンズの断面図は図１に示したものであり、その構成および図示方法は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。実施例１の撮像レンズは群構成として、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とからなる３群構成を採っている。無限遠物体から至近距離物体へ合焦する際、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳｔと第２レンズ群Ｇ２とが一体的に物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面Ｓｉｍに対して固定されている。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１３の３枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２１〜Ｌ２４の４枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３３の３枚のレンズからなる。ここで述べた合焦の際の挙動は後述の実施例２〜８の撮像レンズについても同様である。

実施例１の撮像レンズの基本レンズデータを表１に、諸元を表２に示す。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上の面間隔を示す。表１の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および光学部材ＰＰも含めて示している。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の最下欄の値は表中の最も像側の面と像面Ｓｉｍとの間隔である。表１の値は無限遠物体に合焦した状態におけるものである。

表２に、全系の焦点距離ｆ、空気換算距離でのバックフォーカスＢｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、および最大全画角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。

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、光学系は比例拡大また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９に実施例１の撮像レンズの無限遠物体に合焦した状態での各収差図を示す。図９では左から順に球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、および倍率色収差（倍率の色収差）を示す。球面収差図では、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）、およびＦ線（波長４８６．１ｎｍ）に関する収差をそれぞれ実線、長破線、および短破線で示す。非点収差図では、サジタル方向のｄ線に関する収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のｄ線に関する収差を短破線で示す。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、およびＦ線に関する収差をそれぞれ長破線、および短破線で示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバーを意味し、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、および記載方法は、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。また、以下の実施例の断面図の図示方法についても実施例１のものと同様であるため、以下ではこれらの図の図示方法に関する重複説明を省略する。

［実施例２］
実施例２の撮像レンズの断面図を図２に示す。実施例２の撮像レンズの群構成は実施例１のものと同様である。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１３の３枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２１〜Ｌ２４の４枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３３の３枚のレンズからなる。実施例２の撮像レンズの基本レンズデータを表３に、諸元を表４に、各収差図を図１０に示す。

［実施例３］
実施例３の撮像レンズの断面図を図３に示す。実施例３の撮像レンズの群構成は実施例１のものと同様である。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１３の３枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２１〜Ｌ２４の４枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３３の３枚のレンズからなる。実施例３の撮像レンズの基本レンズデータを表５に、諸元を表６に、各収差図を図１１に示す。

［実施例４］
実施例４の撮像レンズの断面図を図４に示す。実施例４の撮像レンズの群構成は実施例１のものと同様である。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１３の３枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２１〜Ｌ２４の４枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３３の３枚のレンズからなる。実施例４の撮像レンズの基本レンズデータを表７に、諸元を表８に、各収差図を図１２に示す。

［実施例５］
実施例５の撮像レンズの断面図を図５に示す。実施例５の撮像レンズの群構成は実施例１のものと同様である。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１３の３枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２１〜Ｌ２４の４枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３３の３枚のレンズからなる。実施例５の撮像レンズの基本レンズデータを表９に、諸元を表１０に、各収差図を図１３に示す。

［実施例６］
実施例６の撮像レンズの断面図を図６に示す。実施例６の撮像レンズの群構成は、第３レンズ群Ｇ３が負の屈折力を有する点以外は実施例１のものと同様である。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１３の３枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２１〜Ｌ２４の４枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３３の３枚のレンズからなる。実施例６の撮像レンズの基本レンズデータを表１１に、諸元を表１２に、各収差図を図１４に示す。

［実施例７］
実施例７の撮像レンズの断面図を図７に示す。実施例７の撮像レンズの群構成は実施例１のものと同様である。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１３の３枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２１〜Ｌ２３の３枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３３の３枚のレンズからなる。実施例７の撮像レンズの基本レンズデータを表１３に、諸元を表１４に、各収差図を図１５に示す。

［実施例８］
実施例８の撮像レンズの断面図を図８に示す。実施例８の撮像レンズの群構成は実施例１のものと同様である。第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１３の３枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２１〜Ｌ２３の３枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３３の３枚のレンズからなる。実施例８の撮像レンズの基本レンズデータを表１５に、諸元を表１６に、各収差図を図１６に示す。

表１７に実施例１〜８の撮像レンズの条件式（１）〜（７）の対応値と、上述したＴＬ／ＩＨを示す。表１７に示す値はｄ線を基準とするものである。

以上のデータからわかるように、実施例１〜８の撮像レンズは、ＴＬ／ＩＨが２．８５〜３．２１の範囲にあり小型に構成され、各収差が良好に補正されて、高い光学性能が実現されている。

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１７Ａおよび図１７Ｂ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１７Ａはカメラ３０を正面側から見た斜視図を示し、図１７Ｂ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、撮像された画像および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（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子（不図示）、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（不図示）、およびその生成された画像を記録するための記録媒体（不図示）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および／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、小型の構成、および良好な画像の取得が可能である。

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、およびアッベ数等は、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、および／または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
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
Ｌ１１〜Ｌ１３、Ｌ２１〜Ｌ２４、Ｌ３１〜Ｌ３３ レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (20)

1. 物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とから実質的になり、
   前記第１レンズ群は３枚以上のレンズから実質的になり、前記第１レンズ群の最も物体側には正レンズが配置され、前記第１レンズ群の像側から２番目のレンズは像側に凹面を向けた正レンズであり、
   前記第２レンズ群は３枚以上のレンズから実質的になり、前記第２レンズ群の最も物体側には物体側に凹面を向けたメニスカスレンズが配置され、
   前記第３レンズ群は３枚以上のレンズから実質的になり、
   無限遠物体から至近距離物体への合焦の際に、前記第１レンズ群と前記絞りと前記第２レンズ群とが一体的に物体側へ移動し、前記第３レンズ群は像面に対して固定されており、
   下記条件式（１）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
   １．０１＜Ｒ１Ｙｒ／Ｒ１Ｚｆ （１）
   ただし、
   Ｒ１Ｙｒ：前記第１レンズ群の像側から２番目のレンズの像側の面の曲率半径
   Ｒ１Ｚｆ：前記第１レンズ群の最も像側のレンズの物体側の面の曲率半径
2. 物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とから実質的になり、
   前記第１レンズ群は３枚以上のレンズから実質的になり、前記第１レンズ群の最も物体側には正レンズが配置され、
   前記第２レンズ群は３枚以上のレンズから実質的になり、前記第２レンズ群の最も物体側には物体側に凹面を向けたメニスカスレンズが配置され、
   前記第３レンズ群は３枚以上のレンズから実質的になり、
   無限遠物体から至近距離物体への合焦の際に、前記第１レンズ群と前記絞りと前記第２レンズ群とが一体的に物体側へ移動し、前記第３レンズ群は像面に対して固定されており、
   下記条件式（１−１）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
   １．０５＜Ｒ１Ｙｒ／Ｒ１Ｚｆ＜１．７ （１−１）
   ただし、
   Ｒ１Ｙｒ：前記第１レンズ群の像側から２番目のレンズの像側の面の曲率半径
   Ｒ１Ｚｆ：前記第１レンズ群の最も像側のレンズの物体側の面の曲率半径
3. 前記第１レンズ群の最も像側のレンズは、像側に凹面を向けた負レンズである請求項１または２記載の撮像レンズ。
4. 前記第１レンズ群の像側から２番目のレンズは、像側に凹面を向けた正レンズである請求項２記載の撮像レンズ。
5. 前記第２レンズ群の物体側から２番目のレンズは、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである請求項１から４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
6. 下記条件式（２）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。
   ｜ｆ／ｆ３｜＜０．４５ （２）
   ただし、
   ｆ：無限遠物体に合焦した状態の全系の焦点距離
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
7. 前記第３レンズ群は３枚のレンズから実質的になる請求項１から６のいずれか１項記載の撮像レンズ。
8. 前記第１レンズ群は、物体側から順に、２枚の正レンズと、１枚の負レンズとから実質的になる請求項１から７のいずれか１項記載の撮像レンズ。
9. 下記条件式（３）を満足する請求項１から８のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   ２０＜ν１Ｙ−ν１Ｚ （３）
   ただし、
   ν１Ｙ：前記第１レンズ群の像側から２番目のレンズのｄ線基準のアッベ数
   ν１Ｚ：前記第１レンズ群の最も像側のレンズのｄ線基準のアッベ数
10. 下記条件式（４）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。
    ０．４＜ｆ／ｆ２＜１．５ （４）
    ただし、
    ｆ：無限遠物体に合焦した状態の全系の焦点距離
    ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
11. 下記条件式（５）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。
    ０．２＜ｆ／ｆ１＜１ （５）
    ただし、
    ｆ：無限遠物体に合焦した状態の全系の焦点距離
    ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
12. 下記条件式（６）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。
    −０．５＜Ｒ２１ｆ／ｆ２＜−０．１ （６）
    ただし、
    Ｒ２１ｆ：前記第２レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の曲率半径
    ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
13. 下記条件式（７）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＜Ｂｆ／ｆ＜０．６ （７）
    ただし、
    Ｂｆ：最も像側のレンズの像側の面から像面までの空気換算長
    ｆ：無限遠物体に合焦した状態の全系の焦点距離
14. 下記条件式（２−１）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。
    ｜ｆ／ｆ３｜＜０．３５ （２−１）
    ただし、
    ｆ：無限遠物体に合焦した状態の全系の焦点距離
    ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
15. 下記条件式（３−１）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。
    ２８＜ν１Ｙ−ν１Ｚ＜４２ （３−１）
    ただし、
    ν１Ｙ：前記第１レンズ群の像側から２番目のレンズのｄ線基準のアッベ数
    ν１Ｚ：前記第１レンズ群の最も像側のレンズのｄ線基準のアッベ数
16. 下記条件式（４−１）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。
    ０．５＜ｆ／ｆ２＜１．２ （４−１）
    ただし、
    ｆ：無限遠物体に合焦した状態の全系の焦点距離
    ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
17. 下記条件式（５−１）を満足する請求項１から１６のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ０．３＜ｆ／ｆ１＜０．７ （５−１）
    ただし、
    ｆ：無限遠物体に合焦した状態の全系の焦点距離
    ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
18. 下記条件式（６−１）を満足する請求項１から１７のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    −０．４＜Ｒ２１ｆ／ｆ２＜−０．１５ （６−１）
    ただし、
    Ｒ２１ｆ：前記第２レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の曲率半径
    ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
19. 下記条件式（７−１）を満足する請求項１から１８のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ０．３＜Ｂｆ／ｆ＜０．６ （７−１）
    ただし、
    Ｂｆ：最も像側のレンズの像側の面から像面までの空気換算長
    ｆ：無限遠物体に合焦した状態の全系の焦点距離
20. 請求項１から１９のいずれか１項記載の撮像レンズを備えた撮像装置。