JP6942098B2 - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Description

本開示は、撮像レンズ、および撮像装置に関する。

近年では例えばＡＰＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｈｏｔｏ Ｓｙｓｔｅｍ）フォーマットまたはフォーサーズ（Ｆｏｕｒ Ｔｈｉｒｄｓ）フォーマット等に準拠する大型の撮像素子を搭載したデジタルカメラが市場に多く供給されている。また、最近ではレンズ全長を短く構成したコンパクトカメラも提供されている。これらのカメラに搭載される撮像レンズでは、多様な撮影条件に対応するために、合焦機能に加え、手ぶれ等によって発生した像ぶれを補正する機能（以下、防振機能という）も備えることが好ましい。合焦機能と防振機能の両方を備えた撮像レンズとしては例えば下記特許文献１に記載されたレンズ系が知られている。

特開２０１１−２２７３６２号公報

上記カメラは、高画質の画像を取得可能でありながら、小型で携帯性に優れていることが要求されている。しかしながら、小型のカメラはレンズ系周辺に機械部品を配置するスペースが少ない。その上、絞り、レンズシャッター、および合焦機構を有するカメラでは、これらの部材と撮像面との間に防振機構を配置しなければならないという制約があり、防振機構の配置は容易ではない。

特許文献１には、最も物体側のレンズを含むレンズ群を合焦時および防振時に移動させるレンズ系が記載されている。このようなレンズ系では、最も物体側のレンズを含むレンズ群を３方向に移動させる制御を行う必要があり、移動させるレンズ群の傾きを許容誤差の範囲内に収めるように制御することが困難であった。

そこで、合焦時に移動させるレンズ群とは異なるレンズ群を防振時に移動させることが考えられる。特許文献１には、上記レンズ系とは別のレンズ系として、最も物体側のレンズと開口絞りとを含むレンズ群を防振時に移動させ、そのレンズ群より像側のレンズ群を合焦時に移動させるレンズ系も記載されている。しかし、この別のレンズ系では、絞り機構を含めた部分を防振時に移動させる必要があるため重量的に不利であり、装置を小型化し難いという問題があった。

本開示は、上記事情に鑑みなされたものである。本発明の一実施形態が解決しようとする課題は、合焦機能および防振機能を有しながらも、装置の小型化が可能であり、良好な光学性能を有する撮像レンズ、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。

上記の課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
第１の態様に係る撮像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、第２レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズとを含み、第１レンズ群全体と絞りと第２レンズ群全体とを一体的に物体側へ移動させることによって無限遠物体から最至近物体への合焦が行われ、または、第１レンズ群内の最も像側のレンズを含む第１レンズ群の一部と絞りと第２レンズ群全体とを一体的に物体側へ移動させることによって無限遠物体から最至近物体への合焦が行われ、無限遠物体から最至近物体への合焦時に、第３レンズ群は像面に対して固定されており、
第３レンズ群全体のみ、または第３レンズ群の一部のみを防振レンズ群として光軸と交差する方向に移動させることによって像ぶれ補正が行われ、防振レンズ群は負の屈折力を有し、
無限遠物体に合焦した状態において、最も物体側のレンズから、防振レンズ群の物体側に隣接して配置されたレンズまでの合成焦点距離をｆａ、最も物体側のレンズから、防振レンズ群内の最も像側のレンズまでの合成焦点距離をｆｂ、合焦時に移動するレンズの合成焦点距離をｆｃ、撮像レンズの焦点距離をｆとした場合、
１．１＜ｆｂ／ｆａ＜１．５ （１）
０．６＜ｆｃ／ｆ＜１ （４）
で表される条件式（１）および（４）を満足する。

第３の態様に係る撮像レンズは、第１の態様に係る撮像レンズにおいて、
１．２＜ｆｂ／ｆａ＜１．４ （１−１）
で表される条件式（１−１）を満足する。

第４の態様に係る撮像レンズは、第１の態様から第３の態様に係る撮像レンズのいずれか１つにおいて、無限遠物体に合焦した状態において、撮像レンズの焦点距離をｆ、最大像高をＹｍａｘ、撮像レンズのＦナンバーをＦＮｏ、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をＤＤ、撮像レンズの空気換算距離でのバックフォーカスをＢｆとした場合、
１＜ｆ／Ｙｍａｘ＜２．３ （２）
３．４＜ＦＮｏ×（ＤＤ＋Ｂｆ）／Ｙｍａｘ＜１０ （３）
で表される条件式（２）および（３）を満足する。

第７の態様に係る撮像レンズは、第６の態様に係る撮像レンズにおいて、
０．６５＜ｆｃ／ｆ＜０．９ （４−１）
で表される条件式（４−１）を満足する。

第８の態様に係る撮像レンズは、第１の態様から第７の態様に係る撮像レンズのいずれか１つにおいて、第２レンズ群が、物体側に凹面を向けた負レンズと、像側に凸面を向けた正レンズとを含む。

第９の態様に係る撮像レンズは、第１の態様から第８の態様に係る撮像レンズのいずれか１つにおいて、防振レンズ群が負の屈折力を有し、防振レンズ群が少なくとも１枚の負レンズを含み、防振レンズ群内のレンズのうち焦点距離の絶対値が最も小さい負レンズのｄ線に対する屈折率をＮｄＯＩＳとした場合、
１．７＜ＮｄＯＩＳ （５）
で表される条件式（５）を満足する。

第１０の態様に係る撮像レンズは、第９の態様に係る撮像レンズにおいて、
１．７５＜ＮｄＯＩＳ＜２．１ （５−１）
で表される条件式（５−１）を満足する。

第１１の態様に係る撮像レンズは、第１の態様から第１０の態様に係る撮像レンズのいずれか１つにおいて、第１レンズ群が正の屈折力を有する。

第１２の態様に係る撮像レンズは、第１の態様から第１１の態様に係る撮像レンズにおいて、防振レンズ群が３枚以下のレンズからなる。

第１３の態様に係る撮像レンズは、第１の態様から第１２の態様に係る撮像レンズにおいて、防振レンズ群が、変曲点を有する非球面形状のレンズ面を少なくとも１面含む。

第１４の態様に係る撮像レンズは、第１の態様から第１３の態様に係る撮像レンズにおいて、第１レンズ群が含むレンズと第２レンズ群が含むレンズとの合計枚数は７枚以下である。

第１５の態様に係る撮像装置は、第１の態様から第１４の態様に係る撮像レンズのいずれか１つの撮像レンズを備える。

なお、本明細書の「〜からなり」、「〜からなる」は、挙げられた構成要素以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、並びに、絞り、フィルタ、およびカバーガラス等のレンズ以外の光学要素、並びに、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、および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。また、本明細書においては、手ぶれおよび／または撮像装置の振動等によって発生した像ぶれを補正することを「像ぶれ補正」または「防振」という。

なお、本明細書の「正の屈折力を有する〜群」は、群全体として正の屈折力を有することを意味する。同様に「負の屈折力を有する〜群」は、群全体として負の屈折力を有することを意味する。「正の屈折力を有するレンズ」、「正のレンズ」、及び「正レンズ」は同義である。「負の屈折力を有するレンズ」、「負のレンズ」、及び「負レンズ」は同義である。「レンズ群」は、複数のレンズからなる構成に限らず、１枚のみのレンズからなる構成としてもよい。「光軸と交差する方向」は、「光軸に対して垂直な方向の成分を持つ方向」と同義である。

複合非球面レンズ（球面レンズと、その球面レンズ上に形成された非球面形状の膜とが一体的に構成されて、全体として１つの非球面レンズとして機能するレンズ）は、接合レンズとは見なさず、１枚のレンズとして扱う。非球面を含むレンズに関する、屈折力の符号、およびレンズ面の面形状は、特に断りが無い限り、近軸領域で考えることにする。

条件式で用いている「焦点距離」は、近軸焦点距離である。条件式で用いている「Ｆナンバー」は、絞りの開口径が可変の場合は開放Ｆナンバーである。条件式で用いている「空気換算距離でのバックフォーカス」は、最も像側のレンズ面から像側の焦点位置までの光軸上の空気換算距離である。条件式の値は、無限遠物体に合焦した状態においてｄ線を基準とした場合の値である。本明細書に記載の「ｄ線」、「Ｃ線」、「Ｆ線」、および「ｇ線」は輝線であり、ｄ線の波長は５８７．５６ｎｍ（ナノメートル）、Ｃ線の波長は６５６．２７ｎｍ（ナノメートル）、Ｆ線の波長は４８６．１３ｎｍ（ナノメートル）、ｇ線の波長は４３５．８４ｎｍ（ナノメートル）である。

本発明の一実施形態によれば、合焦機能および防振機能を有しながらも、装置の小型化が可能であり、良好な光学性能を有する撮像レンズ、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１の撮像レンズの各収差図である。 本発明の実施例２の撮像レンズの各収差図である。 本発明の実施例３の撮像レンズの各収差図である。 本発明の実施例４の撮像レンズの各収差図である。 本発明の一実施形態に係る撮像装置の斜視図である。 本発明の別の実施形態に係る撮像装置の斜視図である。

以下、本開示の撮像レンズ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、本発明の一実施形態に係る撮像レンズのレンズ構成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では、左側が物体側、右側が像側であり、無限遠物体に合焦した状態を示している。また、図１〜図４では、レンズ構成と共に軸上光束２と最大画角の光束３も示している。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。

なお、図１では、撮像レンズが撮像装置に適用されることを想定して、撮像レンズと像面Ｓｉｍとの間に平行平板状の光学部材ＰＰが配置された例を示している。光学部材ＰＰは、各種フィルタ、及び／又はカバーガラス等を想定した部材である。各種フィルタとは例えば、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、及び特定の波長域をカットするフィルタ等である。光学部材ＰＰは屈折力を有しない部材であり、光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。

本開示の撮像レンズは、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とからなる。

一例として図１に示す撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１が、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ１１〜Ｌ１２の２枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２が、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２１〜Ｌ２３の３枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３が、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ３１〜Ｌ３４の４枚のレンズからなる。ただし、各レンズ群を構成するレンズの枚数を図１に示す例と異なる枚数とすることも可能である。

本開示の撮像レンズは、無限遠物体から最至近物体への合焦時に、第２レンズ群Ｇ２が光軸Ｚに沿って移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面Ｓｉｍに対して固定されている。また、第３レンズ群Ｇ３全体のみまたは第３レンズ群Ｇ３の一部のみを防振レンズ群として光軸Ｚと交差する方向に移動させることによって像ぶれ補正、すなわち防振が行われる。したがって、本開示の撮像レンズでは重量のある開口絞りＳｔの機構を防振時に移動させることはない。また、合焦時に移動しない第３レンズ群Ｇ３を用いて防振を行い、第３レンズ群Ｇ３全体または第３レンズ群Ｇ３の一部は防振時のみに移動する。このような構成とすることによって、高精度の防振を可能にしながら、装置の小型化を図ることができる。

図１に示す例では、防振レンズ群はレンズＬ３２とレンズＬ３３とからなる。図１では防振レンズ群の下に括弧と上下方向の矢印を記入している。

合焦については、第１レンズ群Ｇ１全体と開口絞りＳｔと第２レンズ群Ｇ２全体とを一体的に物体側へ移動させることによって無限遠物体から最至近物体への合焦が行われるように構成することができる。または、第１レンズ群Ｇ１内の最も像側のレンズを含む第１レンズ群Ｇ１の一部と開口絞りＳｔと第２レンズ群Ｇ２全体とを一体的に物体側へ移動させることによって無限遠物体から最至近物体への合焦が行われるように構成することができる。このように、開口絞りＳｔの物体側と像側の両側のレンズ、および開口絞りＳｔを一体的に移動させることによって合焦時の収差変動を抑えることができる。

図１に示す例では、レンズＬ１２と開口絞りＳｔと第２レンズ群Ｇ２全体とを一体的に物体側へ移動させることによって無限遠物体から最至近物体への合焦が行われるように構成されている。すなわち、図１に示す例では、合焦時に移動するレンズ群（以下、合焦レンズ群という）は、レンズＬ１２と開口絞りＳｔと第２レンズ群Ｇ２全体とからなる。図１では合焦レンズ群の下に括弧と無限遠物体から最至近物体への合焦時に合焦レンズ群が移動する方向を示す矢印を記入している。

なお、図２に示す例では、合焦レンズ群は、第１レンズ群Ｇ１全体と開口絞りＳｔと第２レンズ群Ｇ２全体とからなり、これらを一体的に物体側へ移動させることによって無限遠物体から最至近物体への合焦が行われるように構成されている。

本開示の撮像レンズでは、第１レンズ群Ｇ１は正の屈折力を有することが好ましい。このようにした場合は、開口絞りＳｔおよび第２レンズ群Ｇ２へ収束光を入射させることができ、第２レンズ群Ｇ２とその像側の第３レンズ群のレンズの小径化を図ることができる。

一例として、第１レンズ群Ｇ１は２枚のレンズからなるように構成することができる。このようにした場合は、小型化に有利となる。より詳しくは、第１レンズ群Ｇ１は１枚の負レンズと１枚の正レンズとからなるように構成することができる。このようにした場合は小型化を図りながら色収差を含めた諸収差を良好に補正することに有利となる。具体的には例えば、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸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。このようにした場合は、歪曲収差の補正に有利となる。

第２レンズ群Ｇ２は少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズとを含むように構成される。この構成によれば、軸上色収差および倍率色収差の補正が可能となる。

また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凹面を向けた負レンズと、像側に凸面を向けた正レンズとを含むことが好ましい。このようにした場合は、色収差および非点収差の発生量を抑えることが可能となる。

一例として、第２レンズ群Ｇ２は３枚のレンズからなるように構成することができる。このようにした場合は、小型化に有利となる。より詳しくは、第２レンズ群Ｇ２は１枚の負レンズと２枚の正レンズとからなるように構成することができる。このようにした場合は、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２が負レンズを有することによって色収差の補正に有利となる。また、第２レンズ群Ｇ２が必要とする正の屈折力を２枚の正レンズに分担させることによって球面収差の補正に有利となる。具体的には例えば、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、物体側に凹面を向けた負レンズと、像側に凸面を向けた正レンズと、物体側に凸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。第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面を凹面にすることによって、周辺画角の光束によって生じる収差を抑制することができる。第２レンズ群Ｇ２が含む２枚の正レンズを互いの凸面が対向するように構成することによって球面収差の補正に有利となる。

第１レンズ群Ｇ１が含むレンズと第２レンズ群Ｇ２が含むレンズとの合計枚数は７枚以下であることが好ましく、このようにした場合は、レンズ系の小型化を図ることができる。なお、第１レンズ群Ｇ１が含むレンズと第２レンズ群Ｇ２が含むレンズとの合計枚数は５枚以下であることがより好ましく、このようにした場合は、レンズ系の小型化をさらに図ることができる。

第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２の少なくとも一方が少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。このようにした場合は、球面収差の補正に有利となる。

一例として、第３レンズ群Ｇ３は３枚または４枚のレンズからなるように構成することができる。このようにした場合は、小型化に有利となる。より詳しくは、第３レンズ群Ｇ３は１枚の負レンズと２枚または３枚の正レンズとからなるように構成することができる。第３レンズ群Ｇ３の最も物体側のレンズと、第３レンズ群の物体側から２番目のレンズとはいずれも物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであるように構成することができる。

防振レンズ群は３枚以下のレンズからなることが好ましい。このようにした場合は、防振時に移動するレンズの重量を抑えることができ、防振レンズ群を駆動する駆動系の負担を軽減でき、装置の小型化に有利となる。

防振レンズ群は、変曲点を有する非球面形状のレンズ面を少なくとも１面含むことが好ましい。このようにした場合は、防振時における、周辺画角での像面湾曲の変動および中間画角での像面湾曲の変動をより小さくすることが可能となる。なお、変曲点は、面形状が凸形状から凹形状へ、または凹形状から凸形状へ切り替わる点を意味する。

次に、条件式に関する構成について説明する。本開示の撮像レンズにおいては、防振レンズ群は負の屈折力を有し、無限遠物体に合焦した状態において、最も物体側のレンズから、防振レンズ群の物体側に防振レンズ群と隣接して配置されたレンズまでの合成焦点距離をｆａ、最も物体側のレンズから、防振レンズ群内の最も像側のレンズまでの合成焦点距離をｆｂとした場合、下記条件式（１）を満足することが好ましい。例えば図１に示す例では、レンズＬ１１からレンズＬ３１までの合成焦点距離がｆａであり、レンズＬ１１からレンズＬ３３までの合成焦点距離がｆｂである。条件式（１）は防振レンズ群に関する式である。条件式（１）の下限以下とならないようにすることによって、防振レンズ群の負の屈折力を確保でき、防振効果が低くなりすぎないため、本開示の技術が目的とする防振効果を得ることができる。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、防振レンズ群の負の屈折力が強くなりすぎず、防振効果が高くなりすぎないため、防振時の収差の発生量を抑制することができる。なお、下記条件式（１−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
１．１＜ｆｂ／ｆａ＜１．５ （１）
１．２＜ｆｂ／ｆａ＜１．４ （１−１）

また、無限遠物体に合焦した状態において、撮像レンズの焦点距離をｆ、最大像高をＹｍａｘとした場合、下記条件式（２）を満足することが好ましい。例えば図１に示す例では、最大画角の光束３の主光線が像面Ｓｉｍと交わる点の光軸Ｚからの高さがＹｍａｘである。条件式（２）は、レンズ系全系の焦点距離と画面サイズとに関する式である。ｆ／Ｙｍａｘが条件式（２）の下限以下となり小さな値になるほど、より広角の光学系となる。条件式（２）の下限以下とならないようにすることによって、像面湾曲の補正が容易となる。条件式（２）の上限以上とならないようにすることによって、焦点距離が長くなりすぎないため、撮像装置の小型化および携帯性の点で有利となる。
１＜ｆ／Ｙｍａｘ＜２．３ （２）

また、無限遠物体に合焦した状態において、撮像レンズのＦナンバーをＦＮｏ、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をＤＤ、撮像レンズの空気換算距離でのバックフォーカスをＢｆ、最大像高をＹｍａｘとした場合、下記条件式（３）を満足することが好ましい。なお、開口絞りＳｔの開口径が可変の場合は、ＦＮｏは開放Ｆナンバー、すなわち、最小のＦナンバーとする。条件式（３）は、レンズ全長とＦナンバーとに関する式である。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、レンズ全長に対してＦナンバーが小さくなりすぎないため、球面収差等の収差の補正が容易となる。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、レンズ全長がＦナンバーに対して長くなりすぎないため、撮像装置の小型化および携帯性の点で有利となる。
３．４＜ＦＮｏ×（ＤＤ＋Ｂｆ）／Ｙｍａｘ＜１０ （３）

なお、条件式（２）と条件式（３）とを同時に満足するように構成すれば、より良好な特性とすることができる。

また、無限遠物体に合焦した状態において、合焦時に移動するレンズの合成焦点距離をｆｃ、撮像レンズの焦点距離をｆとした場合、下記条件式（４）を満足することが好ましい。例えば図１に示す例では、レンズＬ１２、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３の合成焦点距離がｆｃである。条件式（４）は、合焦レンズ群の屈折力に関する式である。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、合焦時の収差変動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によって、合焦時の合焦レンズ群の移動量を抑えることができ、レンズ系の小型化に有利となる。なお、下記条件式（４−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
０．６＜ｆｃ／ｆ＜１ （４）
０．６５＜ｆｃ／ｆ＜０．９ （４−１）

また、防振レンズ群は負の屈折力を有し、防振レンズ群は少なくとも１枚の負レンズを含み、防振レンズ群内のレンズのうち焦点距離の絶対値が最も小さい負レンズのｄ線に対する屈折率をＮｄＯＩＳとした場合、下記条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）の下限以下とならないようにすることによって、防振時の収差変動を抑えることが容易となる。さらに、下記条件式（５−１）を満足することが好ましい。条件式（５−１）の下限以下とならないようにすることによって、防振時の収差変動を抑えることがより容易となる。条件式（５−１）の上限以上とならないようにすることによって、防振レンズ群の負の屈折力を担う負レンズのアッベ数が小さくなりすぎないため、すなわち、分散が大きくなりすぎないため、防振時の倍率色収差の変動を抑えることが容易となる。
１．７＜ＮｄＯＩＳ （５）
１．７５＜ＮｄＯＩＳ＜２．１ （５−１）

上述した好ましい構成および可能な構成は、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。本開示の技術によれば、合焦機能および防振機能を有しながらも、装置の小型化が可能であり、良好な光学性能を有する撮像レンズを実現することが可能である。

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の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図は図１に示しており、その図示方法と構成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、物体側から像側へ向かって順に、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、負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、物体側から像側へ向かって順に、負のレンズＬ１１と、正のレンズＬ１２との２枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、負のレンズＬ２１と、正のレンズＬ２２と、正のレンズＬ２３との３枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ向かって順に、正のレンズＬ３１と、正のレンズＬ３２と、負のレンズＬ３３と、正のレンズＬ３４との４枚のレンズからなる。

無限遠物体から最至近物体への合焦時に、レンズＬ１２と、開口絞りＳｔと、第２レンズ群Ｇ２全体とが一体的に光軸Ｚに沿って物体側へ移動し、その他のレンズは像面Ｓｉｍに対して固定されている。防振時に、レンズＬ３２とレンズＬ３３との２枚のレンズのみが光軸Ｚと交差する方向に移動する。

実施例１の撮像レンズについて、基本レンズデータを表１に、諸元を表２に、可変面間隔を表３に、非球面係数を表４に示す。表１において、Ｓｎの欄には最も物体側の面を第１面とし像側に向かうに従い１つずつ番号を増加させた場合の面番号を示し、Ｒの欄には各面の曲率半径を示し、Ｄの欄には各面とその像側に隣接する面との光軸上の面間隔を示す。また、Ｎｄの欄には各構成要素のｄ線に対する屈折率を示し、νｄの欄には各構成要素のｄ線基準のアッベ数を示す。

表１では、物体側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、像側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負としている。表１には開口絞りＳｔ及び光学部材ＰＰも示しており、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。表１では防振レンズ群に対応するデータを太枠で囲んでいる。表１では合焦時に間隔が変化する可変面間隔については、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付してＤの欄に記入している。

表２に、撮像レンズの焦点距離ｆ、空気換算距離でのバックフォーカスＢｆ、ＦナンバーＦＮｏ、最大全画角２ω、および最大像高Ｙｍａｘの値を示す。２ωの欄の（°）は単位が度であることを意味する。表２に示す値は、無限遠物体に合焦した状態においてｄ線を基準とした場合の値である。

表３に、無限遠物体に合焦した状態、および物体距離が１００ｍｍ（ミリメートル）の物体に合焦した状態における可変面間隔の値を示す。

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４において、Ｓｎの欄には非球面の面番号を示し、ＫＡおよびＡｍ（ｍ＝３、４、５、…）の欄には各非球面についての非球面係数の数値を示す。表４の非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０^±ｎ」を意味する。ＫＡおよびＡｍは下式で表される非球面式における非球面係数である。
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（光軸からレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数
であり、非球面式のΣはｍに関する総和を意味する。

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（ミリメートル）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５に、実施例１の撮像レンズの無限遠物体に合焦した状態の各収差図を示す。図５では左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示す。球面収差図では、ｄ線、Ｃ線、Ｆ線、およびｇ線における収差をそれぞれ実線、長破線、短破線、および二点鎖線で示す。非点収差図では、サジタル方向のｄ線における収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のｄ線における収差を短破線で示す。歪曲収差図ではｄ線における収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、Ｆ線、およびg線における収差をそれぞれ長破線、短破線、および二点鎖線で示す。球面収差図のＦＮｏ．は諸元の表のＦＮｏと同義であり、Ｆナンバーを意味する。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に関する各データの記号、意味、記載方法、および図示方法は、特に断りが無い限り以下の実施例においても同様であるので、以下では重複説明を省略する。

［実施例２］
実施例２の撮像レンズのレンズ構成の断面図を図２に示す。実施例２の撮像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、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、負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、物体側から像側へ向かって順に、負のレンズＬ１１と、正のレンズＬ１２との２枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、負のレンズＬ２１と、正のレンズＬ２２と、正のレンズＬ２３との３枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ向かって順に、正のレンズＬ３１と、正のレンズＬ３２と、負のレンズＬ３３との３枚のレンズからなる。

無限遠物体から最至近物体への合焦時に、第１レンズ群Ｇ１全体と、開口絞りＳｔと、第２レンズ群Ｇ２全体とが一体的に光軸Ｚに沿って物体側へ移動し、その他のレンズは像面Ｓｉｍに対して固定されている。防振時に、レンズＬ３２とレンズＬ３３との２枚のレンズのみが光軸Ｚと交差する方向に移動する。

実施例２の撮像レンズについて、基本レンズデータを表５に、諸元を表６に、可変面間隔を表７に、非球面係数を表８に、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図６に示す。

［実施例３］
実施例３の撮像レンズのレンズ構成の断面図を図３に示す。実施例３の撮像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、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、負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、物体側から像側へ向かって順に、負のレンズＬ１１と、正のレンズＬ１２との２枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、負のレンズＬ２１と、正のレンズＬ２２と、正のレンズＬ２３との３枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ向かって順に、正のレンズＬ３１と、負のレンズＬ３２と、正のレンズＬ３３との３枚のレンズからなる。

無限遠物体から最至近物体への合焦時に、レンズＬ１２と、開口絞りＳｔと、第２レンズ群Ｇ２全体とが一体的に光軸Ｚに沿って物体側へ移動し、その他のレンズは像面Ｓｉｍに対して固定されている。防振時に、第３レンズ群Ｇ３全体が光軸Ｚと交差する方向に移動し、その他のレンズは像面Ｓｉｍに対して固定されている。

実施例３の撮像レンズについて、基本レンズデータを表９に、諸元を表１０に、可変面間隔を表１１に、非球面係数を表１２に、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図７に示す。

［実施例４］
実施例４の撮像レンズのレンズ構成の断面図を図４に示す。実施例４の撮像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、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、負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、物体側から像側へ向かって順に、負のレンズＬ１１と、正のレンズＬ１２との２枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、負のレンズＬ２１と、正のレンズＬ２２と、正のレンズＬ２３との３枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ向かって順に、正のレンズＬ３１と、負のレンズＬ３２と、正のレンズＬ３３との３枚のレンズからなる。

無限遠物体から最至近物体への合焦時に、レンズＬ１２と、開口絞りＳｔと、第２レンズ群Ｇ２全体とが一体的に光軸Ｚに沿って物体側へ移動し、その他のレンズは像面Ｓｉｍに対して固定されている。防振時に、レンズＬ３１とレンズＬ３２との２枚のレンズのみが光軸Ｚと交差する方向に移動する。

実施例４の撮像レンズについて、基本レンズデータを表１３に、諸元を表１４に、可変面間隔を表１５に、非球面係数を表１６に、無限遠物体に合焦した状態の各収差図を図８に示す。

表１７に実施例１〜４の撮像レンズの条件式（１）〜（５）の対応値を示す。実施例１〜４はｄ線を基準波長としている。表１７にはｄ線基準での値を示す。

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、合焦機能と防振機能を有し、合焦時に移動するレンズ群と防振時に移動するレンズ群は異なるレンズ群とされており、防振時に開口絞りＳｔは移動しないように構成されている。また、実施例１〜４の撮像レンズは諸収差が良好に補正されて高い光学性能を実現している。

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９に本発明の一実施形態に係る撮像装置であるカメラ１０の斜視図を示す。図９に示すカメラ１０は、交換レンズ２０がカメラボディ１１に取り外し自在に装着される、ミラーレスタイプのデジタルカメラである。交換レンズ２０は、鏡筒内に収納された本発明の実施形態に係る撮像レンズ１を含んで構成されている。カメラ１０は、カメラボディ１１を備え、カメラボディ１１の上面にはシャッターボタン１２、および電源ボタン１３が設けられている。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１７が設けられ、マウント１７を介して交換レンズ２０がカメラボディ１１に装着される。カメラボディ１１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１０では、シャッターボタン１２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。

図１０に本発明の別の実施形態に係る撮像装置であるカメラ３０の斜視図を示す。図１０に示すカメラ３０は、レンズとカメラボディとが一体的に構成された、いわゆるレンズ一体型のデジタルカメラである。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、および電源ボタン３３が設けられ、カメラボディ３１の前面には本発明の実施形態に係る撮像レンズ１が設けられている。カメラボディ３１内には、撮像レンズ１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。

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。

また、本発明の実施形態に係る撮像装置についても、上記例に限定されず、例えば、ミラーレスタイプ以外のカメラ、フィルムカメラ、ビデオカメラ等、種々の態様とすることができる。

１ 撮像レンズ
２ 軸上光束
３ 最大画角の光束
２０ 交換レンズ
１０、３０ カメラ
１１、３１ カメラボディ
１２、３２ シャッターボタン
１３、３３ 電源ボタン
１７ 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〜Ｌ１２、Ｌ２１〜Ｌ２３、Ｌ３１〜Ｌ３４ レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (12)

1. 物体側から像側へ向かって順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群とからなる撮像レンズであって、
   前記第２レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズとを含み、
   前記第１レンズ群全体と前記絞りと前記第２レンズ群全体とを一体的に物体側へ移動させることによって無限遠物体から最至近物体への合焦が行われ、または、前記第１レンズ群内の最も像側のレンズを含む前記第１レンズ群の一部と前記絞りと前記第２レンズ群全体とを一体的に物体側へ移動させることによって無限遠物体から最至近物体への合焦が行われ、
   無限遠物体から最至近物体への合焦時に、前記第３レンズ群は像面に対して固定されており、
   前記第３レンズ群全体のみ、または前記第３レンズ群の一部のみを防振レンズ群として光軸と交差する方向に移動させることによって像ぶれ補正が行われ、
   前記防振レンズ群は負の屈折力を有し、
   無限遠物体に合焦した状態において、
   最も物体側のレンズから、前記防振レンズ群の物体側に隣接して配置されたレンズまでの合成焦点距離をｆａ、
   最も物体側のレンズから、前記防振レンズ群内の最も像側のレンズまでの合成焦点距離をｆｂ、
   合焦時に移動するレンズの合成焦点距離をｆｃ、
   前記撮像レンズの焦点距離をｆとした場合、
   １．１＜ｆｂ／ｆａ＜１．５ （１）
   ０．６＜ｆｃ／ｆ＜１ （４）
   で表される条件式（１）および（４）を満足する撮像レンズ。
2. １．２＜ｆｂ／ｆａ＜１．４ （１−１）
   で表される条件式（１−１）を満足する請求項１に記載の撮像レンズ。
3. 無限遠物体に合焦した状態において、
   前記撮像レンズの焦点距離をｆ、
   最大像高をＹｍａｘ、
   前記撮像レンズのＦナンバーをＦＮｏ、
   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をＤＤ、
   前記撮像レンズの空気換算距離でのバックフォーカスをＢｆとした場合、
   １＜ｆ／Ｙｍａｘ＜２．３ （２）
   ３．４＜ＦＮｏ×（ＤＤ＋Ｂｆ）／Ｙｍａｘ＜１０ （３）
   で表される条件式（２）および（３）を満足する請求項１又は２に記載の撮像レンズ。
4. ０．６５＜ｆｃ／ｆ＜０．９ （４−１）
   で表される条件式（４−１）を満足する請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
5. 前記第２レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズと、像側に凸面を向けた正レンズとを含む請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
6. 前記防振レンズ群は少なくとも１枚の負レンズを含み、
   前記防振レンズ群内のレンズのうち焦点距離の絶対値が最も小さい負レンズのｄ線に対する屈折率をＮｄＯＩＳとした場合、
   １．７＜ＮｄＯＩＳ （５）
   で表される条件式（５）を満足する請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
7. １．７５＜ＮｄＯＩＳ＜２．１ （５−１）
   で表される条件式（５−１）を満足する請求項６に記載の撮像レンズ。
8. 前記第１レンズ群は正の屈折力を有する請求項１から７のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
9. 前記防振レンズ群は３枚以下のレンズからなる請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
10. 前記防振レンズ群は、変曲点を有する非球面形状のレンズ面を少なくとも１面含む請求項１から９のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
11. 前記第１レンズ群が含むレンズと前記第２レンズ群が含むレンズとの合計枚数は７枚以下である請求項１から１０のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の撮像レンズを備えた撮像装置。

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