JP6695294B2 - 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、ＦＡ（factory automation）用カメラ、ＭＶ（Machine Vision）用カメラ、デジタルカメラ、監視用カメラ、および／または、車載用カメラ等に好適な単焦点の撮像レンズ、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。

ＦＡ（factory automation）用カメラ、ＭＶ（Machine Vision）用カメラ、デジタルカメラ、監視用カメラ、および／または、車載用カメラ等に使用可能な単焦点の撮像レンズとして、例えば下記特許文献１に記載のレンズ系が知られている。

特開２００６−２７６６０９号公報

上記のような撮像レンズでは、全長が短い撮像レンズが望まれているが、特許文献１のレンズ系では、全長が十分に短いとは言えない。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、全長が短い撮像レンズ、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、正の屈折力を有する第１レンズ群と、第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、第１レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、もしくは、物体側から順に、正レンズと、正レンズと負レンズを物体側から順に接合してなり物体側に凸面を向け像側に凹面を向けた接合レンズとからなり、第２レンズ群は、１枚もしくは２枚のレンズと、絞りとを有し、第３レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、正レンズと負レンズを物体側から順に接合してなり物体側に凸面を向け像側に凸面を向けた接合レンズとからなり、もしくは、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、正レンズと、正レンズと負レンズを物体側から順に接合してなり物体側に凸面を向け像側に凸面を向けた接合レンズとからなり、全体として９枚以下のレンズからなり、全系の焦点距離をｆ、第１レンズ群の焦点距離をｆＧ１としたとき、条件式（１）を満足することを特徴とする。
０．２５＜ｆ／ｆＧ１＜１．０ …（１）

なお、条件式（１−１）を満足することが好ましい。
０．２５＜ｆ／ｆＧ１＜０．７５ …（１−１）

本発明の撮像レンズにおいては、全系の焦点距離をｆ、第２レンズ群の焦点距離をｆＧ２としたとき、条件式（２）を満足することが好ましく、条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
−１＜ｆ／ｆＧ２＜０．４ …（２）
−０．４＜ｆ／ｆＧ２＜０．４ …（２−１）

また、全系の焦点距離をｆ、第３レンズ群の焦点距離をｆＧ３としたとき、条件式（３）を満足することが好ましく、条件式（３−１）を満足することがより好ましい。
０．４＜ｆ／ｆＧ３＜３ …（３）
０．８＜ｆ／ｆＧ３＜１．８ …（３−１）

また、全系の焦点距離をｆ、第１レンズ群の最も物体側の正レンズの焦点距離をｆＬ１ａとしたとき、条件式（４）を満足することが好ましく、条件式（４−１）を満足することがより好ましい。
０．４＜ｆ／ｆＬ１ａ＜３ …（４）
０．６＜ｆ／ｆＬ１ａ＜１．３ …（４−１）

また、第２レンズ群は、屈折力を有するレンズとして、２枚の球面レンズを接合してなる接合レンズ、もしくは、物体側および像側のいずれも曲率半径の絶対値が中心よりも有効径端において小さい両面非球面レンズのみを有し、屈折力を有するレンズの物体側もしくは像側に絞りを有することが好ましい。

また、第３レンズ群は、物体側から順に、負レンズと正レンズを物体側から順に接合してなる第３ａ接合レンズと、正レンズと負レンズを物体側から順に接合してなる第３ｂ接合レンズとを有することが好ましい。

また、第３レンズ群の物体側の負レンズのｄ線におけるアッベ数をνＬ３ｎ１、第３レンズ群の物体側の負レンズの像側に隣接する正レンズのｄ線におけるアッベ数をνＬ３ｐ１、第３レンズ群の像側の負レンズのｄ線におけるアッベ数をνＬ３ｎ２、第３レンズ群の像側の負レンズの物体側に隣接する正レンズのｄ線におけるアッベ数をνＬ３ｐ２としたとき、条件式（５）を満足することが好ましく、下記条件式（５−１）を満足することがより好ましい。
０＜（νＬ３ｐ１−νＬ３ｎ１）／（νＬ３ｐ２−νＬ３ｎ２）＜２ …（５）
０＜（νＬ３ｐ１−νＬ３ｎ１）／（νＬ３ｐ２−νＬ３ｎ２）＜１ …（５−１）

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。

なお、上記「〜からなる」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、パワーを有さないミラーや絞りやマスクやカバーガラスやフィルタなどのレンズ以外の光学要素などを含んでもよいことを意図するものである。

また、上記「レンズ群」とは、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ものとする。また、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。また、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。また、焦点距離については、無限遠物体合焦時で考えることとする。

本発明によれば、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、第１レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとからなり、もしくは、物体側から順に、正レンズと、正レンズと負レンズを物体側から順に接合してなり物体側に凸面を向け像側に凹面を向けた接合レンズとからなり、第２レンズ群は、絞りを有し、第３レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、正レンズと、負レンズとからなり、もしくは、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、正レンズと、正レンズと、負レンズとからなり、全系の焦点距離をｆ、第１レンズ群の焦点距離をｆＧ１としたとき、条件式（１）を満足するものとしたので、全長が短い撮像レンズ、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。
０．２５＜ｆ／ｆＧ１＜１．０ …（１）

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）の構成を示す断面図 本発明の実施例２の撮像レンズの構成を示す断面図 本発明の実施例３の撮像レンズの構成を示す断面図 本発明の実施例４の撮像レンズの構成を示す断面図 本発明の実施例１の撮像レンズの各収差図 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 本発明の一実施形態に係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である。図１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は、無限遠物体に合焦した状態を示しており、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は必ずしも大きさおよび／または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、軸上光束ａおよび最大画角の光束ｂも合わせて示している。

本実施形態の撮像レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、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。

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、および／または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、物体側から順に、正レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとからなり、もしくは、物体側から順に、正レンズと、正レンズと負レンズを物体側から順に接合してなり物体側に凸面を向け像側に凹面を向けた接合レンズとからなる。このように、第１レンズ群Ｇ１において、物体側から順に、正レンズを配置した後、像側に凹面を向けたレンズ成分を配置するテレフォトタイプの構成とすることによって、主点が前に出て全長を短くするのに有利となる。

第２レンズ群Ｇ２は、開口絞りＳｔを有する。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、正レンズと、負レンズとからなり、もしくは、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、正レンズと、正レンズと、負レンズとからなる。像面Ｓｉｍへの周辺画角の主光線の入射角を小さくするためには強い正の屈折力が必要であり、また球面収差の発生を抑えるためにも、第３レンズ群Ｇ３における正レンズの枚数は複数であることが好ましいが、４枚以上になると全長が長くなってしまう。そのため、本実施形態のように正レンズの枚数を２枚もしくは３枚に抑えることによって、全長を短くするのに有利となる。また、離れた位置に負レンズを配置することによって、軸上色収差と倍率色収差のバランスをとることができる。

全系の焦点距離をｆ、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆＧ１としたとき、条件式（１）を満足するように構成されている。条件式（１）の下限以下とならないようにすることによって、レンズ全長を短く抑えることができる。条件式（１）の上限以上とならないようにすることによって、十分なバックフォーカスを確保することができる。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。
０．２５＜ｆ／ｆＧ１＜１．０ …（１）
０．２５＜ｆ／ｆＧ１＜０．７５ …（１−１）

本実施形態の撮像レンズにおいては、全系の焦点距離をｆ、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆＧ２としたとき、条件式（２）を満足することが好ましい。条件式（２）を満足することによって、開口絞りＳｔ付近の屈折力が弱くなるため、光線の光路を大きく曲げずに収差のみを補正することができる。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。
−１＜ｆ／ｆＧ２＜０．４ …（２）
−０．４＜ｆ／ｆＧ２＜０．４ …（２−１）

また、全系の焦点距離をｆ、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆＧ３としたとき、条件式（３）を満足することが好ましい。条件式（３）の下限以下とならないようにすることによって、像面Ｓｉｍへの周辺画角の主光線の入射角を小さくすることができる。条件式（３）の上限以上とならないようにすることによって、周辺光量を確保することができる。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。
０．４＜ｆ／ｆＧ３＜３ …（３）
０．８＜ｆ／ｆＧ３＜１．８ …（３−１）

また、全系の焦点距離をｆ、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の正レンズＬ１ａの焦点距離をｆＬ１ａとしたとき、条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）の下限以下とならないようにすることによって、レンズ全長を短く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によって、バックフォーカスを確保することができる。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。
０．４＜ｆ／ｆＬ１ａ＜３ …（４）
０．６＜ｆ／ｆＬ１ａ＜１．３ …（４−１）

また、第２レンズ群Ｇ２は、屈折力を有するレンズとして、２枚の球面レンズを接合してなる接合レンズ、もしくは、物体側および像側のいずれも曲率半径の絶対値が中心よりも有効径端において小さい両面非球面レンズのみを有し、屈折力を有するレンズの物体側もしくは像側に開口絞りＳｔを有することが好ましい。このような構成とすることによって、高次の球面収差を補正することができる。

また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、負レンズと正レンズを物体側から順に接合してなる第３ａ接合レンズＣ３ａと、正レンズと負レンズを物体側から順に接合してなる第３ｂ接合レンズＣ３ｂとを有することがより好ましい。このように、第３レンズ群Ｇ３の物体側の負レンズと、この負レンズの像側に隣接する正レンズを、第３ａ接合レンズＣ３ａとすることによって、製造時の感度を低減させることができる。同じく、第３レンズ群Ｇ３の像側の負レンズと、この負レンズの物体側に隣接する正レンズを、第３ｂ接合レンズＣ３ｂとすることによって、製造時の感度を低減させることができる。これらの開口絞りＳｔに近い第３ａ接合レンズＣ３ａと開口絞りＳｔから遠い第３ｂ接合レンズＣ３ｂは、軸上色収差と倍率色収差のバランスをとるために用いられる。

また、第３レンズ群Ｇ３の物体側の負レンズのｄ線におけるアッベ数をνＬ３ｎ１、第３レンズ群Ｇ３の物体側の負レンズの像側に隣接する正レンズのｄ線におけるアッベ数をνＬ３ｐ１、第３レンズ群Ｇ３の像側の負レンズのｄ線におけるアッベ数をνＬ３ｎ２、第３レンズ群Ｇ３の像側の負レンズの物体側に隣接する正レンズのｄ線におけるアッベ数をνＬ３ｐ２としたとき、条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）を満足することによって、軸上色収差と倍率色収差のバランスを良好にとることができる。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。
０＜（νＬ３ｐ１−νＬ３ｎ１）／（νＬ３ｐ２−νＬ３ｎ２）＜２ …（５）
０＜（νＬ３ｐ１−νＬ３ｎ１）／（νＬ３ｐ２−νＬ３ｎ２）＜１ …（５−１）

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、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、レンズ系と像面Ｓｉｍの間にカバーガラス、プリズム、および／または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してもよい。なお、これらの各種フィルタをレンズ系と像面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いし、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２〜４に対応した図２〜４においては、無限遠物体に合焦した状態を示しており、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は必ずしも大きさおよび／または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、軸上光束ａおよび最大画角の光束ｂも合わせて示している。

実施例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Ｇ１と、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。

第１レンズ群Ｇ１は、像側に凹面を向けた球面の正メニスカスレンズＬ１ａと、球面の正メニスカスレンズＬ１ｂと球面の負メニスカスレンズＬ１ｃを物体側から順に接合してなり物体側に凸面を向け像側に凹面を向けた接合レンズとからなる。正メニスカスレンズＬ１ａは、全長を短く抑えるとともに、歪曲収差を補正する作用を担う。正メニスカスレンズＬ１ｂと負メニスカスレンズＬ１ｃからなる接合レンズも同様に、全長を短く抑えるとともに、歪曲収差を補正する作用を担う。

第２レンズ群Ｇ２は、球面の負メニスカスレンズＬ２ａと球面の両凸レンズＬ２ｂを物体側から順に接合してなる接合レンズからなる。この接合レンズは、高次の球面収差と軸上色収差を補正する作用を担う。

第３レンズ群Ｇ３は、球面の両凹レンズＬ３ａと球面の両凸レンズＬ３ｂを物体側から順に接合してなる第３ａ接合レンズＣ３ａと、球面の両凸レンズＬ３ｃと像側に凸面を向けた球面の負メニスカスレンズＬ３ｄを物体側から順に接合してなる第３ｂ接合レンズＣ３ｂとからなる。第３ａ接合レンズＣ３ａは、周辺画角の主光線の入射角を小さくしつつ全長を短くするとともに、軸上色収差と倍率色収差のバランスをとる作用を担う。第３ｂ接合レンズＣ３ｂは、軸上色収差と倍率色収差のバランスをとる作用を担う。

実施例１の撮像レンズのレンズデータを表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２〜４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、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、ｎの欄には各光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））に対する屈折率を示し、νの欄には各光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））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。レンズデータには、光学部材ＰＰも含めて示している。

表２の諸元に関するデータに、焦点距離ｆ´、バックフォーカスＢｆ´、ＦナンバーＦＮｏ、および、全画角２ωの値を示す。

実施例１の撮像レンズの各収差図を図５に示す。なお、図５中の左側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、および、倍率色収差を示す。球面収差、非点収差、および、歪曲収差を表す各収差図には、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））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（ナノメートル））、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ（ナノメートル））、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ（ナノメートル））、および、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ（ナノメートル））についての収差をそれぞれ実線、長破線、短破線、および、灰色の実線で示す。非点収差図にはサジタル方向およびタンジェンシャル方向の収差をそれぞれ実線および短破線で示す。倍率色収差図にはＣ線（波長６５６．３ｎｍ（ナノメートル））、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ（ナノメートル））、および、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ（ナノメートル））についての収差をそれぞれ長破線、短破線、および、灰色の実線で示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバー、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の撮像レンズの構成を示す断面図を図２に示す。

実施例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Ｇ１と、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。

第１レンズ群Ｇ１は、像側に凹面を向けた球面の正メニスカスレンズＬ１ａと、像側に凹面を向けた非球面の負メニスカスレンズＬ１ｂとからなる。正メニスカスレンズＬ１ａは、全長を短く抑えるとともに、歪曲収差を補正する作用を担う。負メニスカスレンズＬ１ｂも同様に、全長を短く抑えるとともに、歪曲収差を補正する作用を担う。

第２レンズ群Ｇ２は、非球面の正メニスカスレンズＬ２ａからなる。正メニスカスレンズＬ２ａは、高次の球面収差を補正する作用を担う。

第３レンズ群Ｇ３は、球面の負メニスカスレンズＬ３ａと球面の正メニスカスレンズＬ３ｂを物体側から順に接合してなる第３ａ接合レンズＣ３ａと、球面の両凸レンズＬ３ｃと、球面の両凸レンズＬ３ｄと像側に凸面を向けた球面の負メニスカスレンズＬ３ｅを物体側から順に接合してなる第３ｂ接合レンズＣ３ｂとからなる。第３ａ接合レンズＣ３ａは、周辺画角の主光線の入射角を小さくしつつ全長を短くするとともに、軸上色収差と倍率色収差のバランスをとる作用を担う。両凸レンズＬ３ｃは、正の屈折力を第３レンズ群Ｇ３内の他の正レンズと分担し、球面収差の発生を抑える作用を担う。第３ｂ接合レンズＣ３ｂは、軸上色収差と倍率色収差のバランスをとる作用を担う。

実施例２の撮像レンズのレンズデータを表３に、諸元に関するデータを表４に、非球面係数に関するデータを表５に、各収差図を図６に示す。

表３のレンズデータでは、非球面の面番号に＊印を付しており、非球面の曲率半径として近軸の曲率半径の数値を示している。表５の非球面係数に関するデータには、非球面の面番号と、これら非球面に関する非球面係数を示す。表５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、下記式で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝３〜最大３０）の値である。非球面係数に関するデータについては、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。
Ｚｄ＝Ｃ・ｈ^２／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ^２・ｈ^２）^１/２｝＋ΣＡｍ・ｈ^ｍ
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（光軸からの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数
であり、非球面式におけるΣはｍに関する総和を意味する。

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

実施例３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Ｇ１と、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。

第１レンズ群Ｇ１は、像側面に回折光学素子を備え像側に凹面を向けた球面の正メニスカスレンズＬ１ａと、像側に凹面を向けた非球面の負メニスカスレンズＬ１ｂとからなる。正メニスカスレンズＬ１ａは、全長を短く抑えるとともに、歪曲収差を補正する作用を担う。また、回折光学素子により軸上色収差を抑える作用を担う。負メニスカスレンズＬ１ｂも同様に、全長を短く抑えるとともに、歪曲収差を補正する作用を担う。

第２レンズ群Ｇ２は、非球面の負メニスカスレンズＬ２ａからなる。負メニスカスレンズＬ２ａは、高次の球面収差を補正する作用を担う。

第３レンズ群Ｇ３は、球面の負メニスカスレンズＬ３ａと球面の正メニスカスレンズＬ３ｂを物体側から順に接合してなる第３ａ接合レンズＣ３ａと、球面の両凸レンズＬ３ｃと、球面の両凸レンズＬ３ｄと像側に凸面を向けた球面の負メニスカスレンズＬ３ｅを物体側から順に接合してなる第３ｂ接合レンズＣ３ｂとからなる。第３ａ接合レンズＣ３ａは、周辺画角の主光線の入射角を小さくしつつ全長を短くするとともに、軸上色収差と倍率色収差のバランスをとる作用を担う。両凸レンズＬ３ｃは、正の屈折力を第３レンズ群Ｇ３内の他の正レンズと分担し、球面収差の発生を抑える作用を担う。第３ｂ接合レンズＣ３ｂは、軸上色収差と倍率色収差のバランスをとる作用を担う。

実施例３の撮像レンズのレンズデータを表６に、諸元に関するデータを表７に、非球面係数に関するデータを表８に、回折光学面係数に関するデータを表９に、各収差図を図７に示す。

表９の回折光学面係数に関するデータには、回折光学面の面番号と、回折光学面に関する回折光学面係数を示す。表９の回折光学面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０^±ｎ」を意味する。レンズに施された回折光学面は、基本形状となる巨視的なレンズ形状と、回折光学面が持つべき光路長の付加量を光軸Ｚからの高さｈの関数で示した光路差関数Φ（ｈ）とにより表される。回折光学面係数は、下記式で表される光路差関数Φ（ｈ）における各係数Ｐｋ（ｋ＝２，４）の値である。
Φ（ｈ）＝λ／（２π）×ΣＰｋ・ｈ^ｋ
ただし、
Φ（ｈ）：光路差関数（回折光学面が持つ光路長の付加量）
λ：波長
Ｐｋ：回折光学面係数
ｈ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
であり、光路差関数Φ（ｈ）におけるΣはｋに関する総和を意味する。

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

実施例４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Ｇ１と、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。

第１レンズ群Ｇ１は、像側に凹面を向けた非球面の正メニスカスレンズＬ１ａと、像側に凹面を向けた非球面の負メニスカスレンズＬ１ｂとからなる。正メニスカスレンズＬ１ａは、全長を短く抑えるとともに、歪曲収差を補正する作用を担う。負メニスカスレンズＬ１ｂも同様に、全長を短く抑えるとともに、歪曲収差を補正する作用を担う。

第２レンズ群Ｇ２は、非球面の正メニスカスレンズＬ２ａからなる。正メニスカスレンズＬ２ａは、高次の球面収差を補正する作用を担う。

第３レンズ群Ｇ３は、球面の負メニスカスレンズＬ３ａと球面の正メニスカスレンズＬ３ｂを物体側から順に接合してなる第３ａ接合レンズＣ３ａと、像側に凸面を向けた球面の正メニスカスレンズＬ３ｃと、球面の両凸レンズＬ３ｄと像側に凸面を向けた球面の負メニスカスレンズＬ３ｅを物体側から順に接合してなる第３ｂ接合レンズＣ３ｂとからなる。第３ａ接合レンズＣ３ａは、周辺画角の主光線の入射角を小さくしつつ全長を短くするとともに、軸上色収差と倍率色収差のバランスをとる作用を担う。正メニスカスレンズＬ３ｃは、正の屈折力を第３レンズ群Ｇ３内の他の正レンズと分担し、球面収差の発生を抑える作用を担う。第３ｂ接合レンズＣ３ｂは、軸上色収差と倍率色収差のバランスをとる作用を担う。

実施例４の撮像レンズのレンズデータを表１０に、諸元に関するデータを表１１に、非球面係数に関するデータを表１２に、各収差図を図８に示す。

実施例１〜４の撮像レンズの条件式（１）〜（５）に対応する値を表１３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、実施例１〜４の撮像レンズは全て、条件式（１）〜（５）を満たしており、最物体側レンズ面から像面までの光軸上の長さをＬ、像面における最大像高をＩＨとしたとき、Ｌ／ＩＨが１０以下と全長が短い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係る撮像装置について説明する。図９に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態に係る撮像レンズ１を用いた撮像装置１０の概略構成図を示す。撮像装置１０としては、例えば、ＦＡ用カメラ、ＭＶ用カメラ、監視カメラ、または、車載カメラ等を挙げることができる。

撮像装置１０は、撮像レンズ１、撮像レンズ１の像側に配置されたフィルタ４、撮像素子５、撮像素子５からの出力信号を演算処理する信号処理部６、および撮像レンズ１の合焦を行うためのフォーカス制御部７を備える。図９では撮像レンズ１が有する第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、および、第３レンズ群Ｇ３を概念的に図示している。撮像素子５は、撮像レンズ１により形成された被写体の像を撮像して電気信号に変換するものであり、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を用いることができる。撮像素子５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。本実施形態の撮像装置１０は、本発明の実施形態に係る撮像レンズ１を備えたものであるから、全長が短く小型な装置とすることができる。

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、および非球面係数等は、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、本発明の実施形態にかかる撮像装置についても、上記例に限定されず、ビデオカメラ、デジタルカメラ、フィルムカメラ、またはシネマ用カメラとする等、種々の態様とすることができる。

１ 撮像レンズ
４ フィルタ
５ 撮像素子
６ 信号処理部
７ フォーカス制御部
１０ 撮像装置
ａ 軸上光束
ｂ 最大画角の光束
Ｃ３ａ 第３ａ接合レンズ
Ｃ３ｂ 第３ｂ接合レンズ
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１ａ〜Ｌ３ｅ レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (13)

1. 物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、
   前記第１レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、もしくは、物体側から順に、正レンズと、正レンズと負レンズを物体側から順に接合してなり物体側に凸面を向け像側に凹面を向けた接合レンズとからなり、
   前記第２レンズ群は、１枚もしくは２枚のレンズと、絞りとを有し、
   前記第３レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、正レンズと負レンズを物体側から順に接合してなり物体側に凸面を向け像側に凸面を向けた接合レンズとからなり、もしくは、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、正レンズと、正レンズと負レンズを物体側から順に接合してなり物体側に凸面を向け像側に凸面を向けた接合レンズとからなり、
   全体として９枚以下のレンズからなり、
   全系の焦点距離をｆ、
   前記第１レンズ群の焦点距離をｆＧ１としたとき、
   ０．２５＜ｆ／ｆＧ１＜１．０ …（１）
   で表される条件式（１）を満足する
   ことを特徴とする撮像レンズ。
2. 前記第２レンズ群の焦点距離をｆＧ２としたとき、
   −１＜ｆ／ｆＧ２＜０．４ …（２）
   で表される条件式（２）を満足する
   請求項１記載の撮像レンズ。
3. 前記第３レンズ群の焦点距離をｆＧ３としたとき、
   ０．４＜ｆ／ｆＧ３＜３ …（３）
   で表される条件式（３）を満足する
   請求項１または２記載の撮像レンズ。
4. 前記第１レンズ群の最も物体側の前記正レンズの焦点距離をｆＬ１ａとしたとき、
   ０．４＜ｆ／ｆＬ１ａ＜３ …（４）
   で表される条件式（４）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。
5. 前記第２レンズ群は、屈折力を有するレンズとして、２枚の球面レンズを接合してなる接合レンズ、もしくは、物体側および像側のいずれも曲率半径の絶対値が中心よりも有効径端において小さい両面非球面レンズのみを有し、
   前記屈折力を有するレンズの物体側もしくは像側に絞りを有する
   請求項１から４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
6. 前記第３レンズ群は、物体側から順に、負レンズと正レンズを物体側から順に接合してなる第３ａ接合レンズと、正レンズと負レンズを物体側から順に接合してなる第３ｂ接合レンズとを有する
   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３レンズ群の物体側の負レンズのｄ線におけるアッベ数をνＬ３ｎ１、
   前記第３レンズ群の前記物体側の負レンズの像側に隣接する正レンズのｄ線におけるアッベ数をνＬ３ｐ１、
   前記第３レンズ群の像側の負レンズのｄ線におけるアッベ数をνＬ３ｎ２、
   前記第３レンズ群の前記像側の負レンズの物体側に隣接する正レンズのｄ線におけるアッベ数をνＬ３ｐ２としたとき、
   ０＜（νＬ３ｐ１−νＬ３ｎ１）／（νＬ３ｐ２−νＬ３ｎ２）＜２ …（５）
   で表される条件式（５）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。
8. ０．２５＜ｆ／ｆＧ１＜０．７５ …（１−１）
   で表される条件式（１−１）を満足する
   請求項１記載の撮像レンズ。
9. −０．４＜ｆ／ｆＧ２＜０．４ …（２−１）
   で表される条件式（２−１）を満足する
   請求項２記載の撮像レンズ。
10. ０．８＜ｆ／ｆＧ３＜１．８ …（３−１）
    で表される条件式（３−１）を満足する
    請求項３記載の撮像レンズ。
11. ０．６＜ｆ／ｆＬ１ａ＜１．３ …（４−１）
    で表される条件式（４−１）を満足する
    請求項４記載の撮像レンズ。
12. ０＜（νＬ３ｐ１−νＬ３ｎ１）／（νＬ３ｐ２−νＬ３ｎ２）＜１ …（５−１）
    で表される条件式（５−１）を満足する
    請求項７記載の撮像レンズ。
13. 請求項１から１２のいずれか１項記載の撮像レンズを備えた撮像装置。