JP7098564B2 - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

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Description

本開示は、撮像レンズ、および撮像装置に関する。
従来、デジタルカメラ等の撮像装置に適用可能な撮像レンズとして、下記特許文献１、特許文献２、特許文献３、および特許文献４に記載のものが提案されている。特許文献１、特許文献２、および特許文献３には、物体側から像側へ順に、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、屈折力を有する第３レンズ群とを備えた撮像レンズが記載されている。特許文献４には、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群前群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第１レンズ群後群と、負の屈折力を有する第２レンズ群とを備えた撮像レンズが記載されている。
特開２０１２－０６３６７６号公報 特開２０１７－０５４０７８号公報 特開２０１４－２１９５８７号公報 特開２０１３－１５６４５９号公報
上記撮像装置に適用される撮像レンズとして、Ｆナンバーが小さく、高解像であり、かつ、小型に構成されて撮像装置の良好な携帯性を確保可能なものが求められている。特許文献１および特許文献２にはそれぞれ、３５ｍｍ銀塩フィルムカメラに換算した場合に焦点距離が３５ｍｍ相当、２８ｍｍ相当となるレンズ系が記載されている。しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載のレンズ系は、近年要望されているレベルの高解像を達成するためには、像面湾曲および非点収差の補正について改良の余地がある。特許文献３および特許文献４に記載のレンズ系は、Ｆナンバーが２．８以上であり十分にＦナンバーが小さいとはいえず、また、近年のデジタルカメラ用のレンズとしてはレンズ系全長が長い。
本開示は、上記事情に鑑みなされたものであり、小型に構成されながらも、Ｆナンバーが小さく、高解像を達成可能であり、高い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を目的とする。
本開示の一態様に係る撮像レンズは、物体側から像側へ順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、合焦の際に、第１レンズ群と第２レンズ群とが一体的に光軸に沿って移動し、第３レンズ群は像面に対して固定されており、第１レンズ群は、３枚以下のレンズからなり、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面は凸面であり、第１レンズ群は、負レンズと正レンズとが物体側から順に接合されて接合面が物体側に凸面を向けた接合レンズを含み、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枚の正レンズとが接合された接合レンズと、接合レンズとは異なるレンズとを含み、第２レンズ群の最も像側のレンズは両凸レンズであり、第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する非球面レンズと、負レンズと、正レンズとからなり、第２レンズ群の最も像側の両凸レンズの物体側の面の近軸曲率半径をＲａ、第２レンズ群の最も像側の両凸レンズの像側の面の近軸曲率半径をＲｂとした場合、下記条件式（１）を満足する。
０＜（Ｒａ＋Ｒｂ）／（Ｒａ－Ｒｂ）＜１ （１）
上記態様の撮像レンズは、下記条件式（１－１）を満足することがより好ましい。
０＜（Ｒａ＋Ｒｂ）／（Ｒａ－Ｒｂ）＜０．３ （１－１）
上記態様の撮像レンズにおいて、撮像レンズのＦナンバーをＦＮｏ、無限遠物体に合焦した状態における、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撮像レンズの空気換算距離でのバックフォーカスとの和をＴＬ、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く、下記条件式（２－１）を満足することがより好ましい。
３．５＜ＦＮｏ×ＴＬ／Ｙｍａｘ＜７ （２）
４＜ＦＮｏ×ＴＬ／Ｙｍａｘ＜６ （２－１）
上記態様の撮像レンズにおいて、第１レンズ群と第２レンズ群との合成焦点距離をｆＧ１２、無限遠物体に合焦した状態における撮像レンズの焦点距離をｆとした場合、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。
０．６＜ｆＧ１２／ｆ＜０．９ （３）
０．６＜ｆＧ１２／ｆ＜０．８５ （３－１）
上記態様の撮像レンズにおいて、無限遠物体に合焦した状態における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（４）を満足することが好ましく、下記条件式（４－１）を満足することがより好ましい。
１＜ｆ／Ｙｍａｘ＜１．８ （４）
１．４５＜ｆ／Ｙｍａｘ＜１．７ （４－１）
上記態様の撮像レンズにおいて、第２レンズ群の最も物体側のレンズ面は凹面であることが好ましい。
上記態様の撮像レンズにおいて、第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、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、非球面レンズとからなるように構成してもよい。
上記態様の撮像レンズにおいて、第２レンズ群の像側から２番目のレンズの像側の面の近軸曲率半径をＲｃ、第２レンズ群の最も像側の両凸レンズの物体側の面の近軸曲率半径をＲａとした場合、下記条件式（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。
－０．５＜（Ｒｃ＋Ｒａ）／（Ｒｃ－Ｒａ）＜０．５ （５）
－０．４５＜（Ｒｃ＋Ｒａ）／（Ｒｃ－Ｒａ）＜０．４５ （５－１）
上記態様の撮像レンズにおいて、第２レンズ群の最も像側の両凸レンズのｄ線に対する屈折率をＮｄ２３とした場合、下記条件式（６）を満足することが好ましく、下記条件式（６－１）を満足することがより好ましい。
１．７５＜Ｎｄ２３ （６）
１．８＜Ｎｄ２３＜２．２ （６－１）
本開示の別の態様に係る撮像装置は、本開示の上記態様に係る撮像レンズを備えている。
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、および手振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。
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」と「正レンズ」とは同義である。「負の屈折力を有するレンズ」と「負レンズ」とは同義である。「～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。「単レンズ」は接合されていない１枚のレンズを意味する。
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、面形状、および曲率半径は、特に断りが無い限り、近軸領域で考えることにする。曲率半径の符号については、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する。
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値は、特に断りが無い限り、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」、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）、ｇ線の波長は４３５．８４ｎｍ（ナノメートル）である。
本開示によれば、小型に構成されながらも、Ｆナンバーが小さく、高解像を達成可能であり、高い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。
本開示の実施例１の撮像レンズに対応し、本開示の一実施形態に係る撮像レンズの構成と光束を示す断面図である。 本開示の実施例１の撮像レンズの構成を示す断面図である。 本開示の実施例２の撮像レンズの構成を示す断面図である。 本開示の実施例３の撮像レンズの構成を示す断面図である。 本開示の実施例４の撮像レンズの構成を示す断面図である。 本開示の実施例５の撮像レンズの構成を示す断面図である。 本開示の実施例１の撮像レンズの各収差図である。 本開示の実施例２の撮像レンズの各収差図である。 本開示の実施例３の撮像レンズの各収差図である。 本開示の実施例４の撮像レンズの各収差図である。 本開示の実施例５の撮像レンズの各収差図である。 本開示の一実施形態に係る撮像装置の正面側の斜視図である。 本開示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、本開示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、本開示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る。図１に示す例は後述の実施例１の撮像レンズに対応している。図１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す。また、図１には光束として、軸上光束２および最大画角の光束３も示している。
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、撮像レンズの像側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、および／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、およ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。なお、図１に示す開口絞りＳｔは、形状を示しているのではなく、光軸上の位置を示している。
この撮像レンズは、物体側から像側へ順に、正、正、負のレンズ群を配置したテレフォトタイプの構成を採ることによって、レンズ系全長の短縮に有利となる。正の第１レンズ群Ｇ１および正の第２レンズ群Ｇ２で発生するペッツバール和を負の第３レンズ群Ｇ３で発生するペッツバール和によって軽減することができるため、撮像レンズ全体のペッツバール和を抑えることに有利となり、これによって、像面湾曲を抑えることに有利となる。開口絞りＳｔを第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に配置することによって、この位置よりも像側に配置した場合に比べて、軸外光束の主光線の像面Ｓｉｍへの入射角を小さくできるので、この入射角を小さくするためにバックフォーカスを長くとる必要がなくなり、結果として、レンズ系全長の短縮に有利となる。
本開示の撮像レンズでは、合焦の際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが一体的に光軸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。なお、「一体的に移動する」とは、同時に、同方向に、同量移動することを意味する。合焦の際に撮像レンズ全体を移動させる構成に比べて、本開示の撮像レンズは合焦に関する駆動機構の負担をより小さくでき、装置の小型化に有利となる。図１に示す第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２の下の括弧と両矢印は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが合焦の際に一体的に移動するフォーカス群であることを意味する。
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、物体側から像側へ順に、レンズＬ３１～Ｌ３３の３枚のレンズからなる。ただし、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズの枚数は図１に示す例と異なる枚数にすることも可能である。
ただし、第１レンズ群Ｇ１は３枚以下のレンズからなるように構成される。第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズの枚数を３枚以下にすることによって小型化に有利となる。第１レンズ群Ｇ１の最も物体側のレンズ面は凸面であり、この構成によっても小型化に有利となる。第１レンズ群Ｇ１は、負レンズと正レンズとが物体側から順に接合されて接合面が物体側に凸面を向けた接合レンズを含む。負レンズと正レンズとを接合することによって、色収差の補正と小型化に有利となる。また、負レンズと正レンズとを物体側から順に接合し、接合面を物体側に凸面を向けた形状にすることによって、波長による球面収差の差の発生を抑制することに有利となるのに加えて、非点収差および倍率色収差の補正に有利となり、さらに、広角化にも有利となる。
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枚の正レンズとが接合された接合レンズと、この接合レンズとは異なるレンズとを含むように構成される。第２レンズ群Ｇ２が少なくとも１組の接合レンズを含む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が上記接合レンズとは異なるレンズを含むことによって、収差補正に有利となる。第２レンズ群Ｇ２が上記接合レンズとは異なるレンズとして非球面レンズを含む場合は、像面湾曲と非点収差の補正に有利となる。また、第２レンズ群Ｇ２の最も像側のレンズは両凸形状を有する両凸レンズであるように構成される。この構成によって球面収差の発生を抑えることに有利となる。
第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面は凹面であることが好ましい。このようにした場合は、この凹面と、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の両凸レンズの像側の面の凸面とによって、軸外光線が大きく屈折することを回避でき、これによって収差発生量を抑えることができる。
一例として、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、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、非球面レンズとからなる３枚のレンズから構成することができる。第２レンズ群Ｇ２において、物体側から順に、負レンズ、正レンズを配置することによって色収差の補正に有利となる。第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の負レンズの物体側の面を凹面、この負レンズの像側に連続して配置された正レンズの像側の面を凸面とすることによって、軸外光線が大きく屈折することを回避でき、これによって収差発生量を抑えることができる。第２レンズ群Ｇ２の最も像側に非球面レンズを配置することによって、非点収差の補正に有利となる。また、第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズの枚数を３枚に限定することによって、レンズ系全長の短縮に有利となる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する非球面レンズと、負レンズと、正レンズとからなるように構成される。第３レンズ群Ｇ３の非球面レンズによって非点収差の補正に有利となる。この非球面レンズの像側に連続して配置された負レンズによって、正の第１レンズ群Ｇ１および正の第２レンズ群Ｇ２で発生するペッツバール和を軽減することができるため、撮像レンズ全体のペッツバール和を抑えることができ、これによって、像面湾曲の補正に有利となる。第３レンズ群Ｇ３の最も像側に正レンズを配置することによって、歪曲収差の補正に有利となる。
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は、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の両凸レンズの物体側の面の近軸曲率半径をＲａ、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の両凸レンズの像側の面の近軸曲率半径をＲｂとした場合、下記条件式（１）を満足する。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、非点収差の発生を抑制することができる。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、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の両凸レンズの像側の面の屈折力が強くなり過ぎるのを防ぐことができ、球面収差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。
０＜（Ｒａ＋Ｒｂ）／（Ｒａ－Ｒｂ）＜１ （１）
０＜（Ｒａ＋Ｒｂ）／（Ｒａ－Ｒｂ）＜０．３ （１－１）
撮像レンズのＦナンバーをＦＮｏ、無限遠物体に合焦した状態における、撮像レンズの最も物体側のレンズ面から撮像レンズの最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、撮像レンズの空気換算距離でのバックフォーカスとの和をＴＬ（以下ではＴＬをレンズ系全長と称する）、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。なお、条件式（２）で用いるＦＮｏは開放Ｆナンバーである。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、像高に対して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（２）の上限以上とならないようにすることによって、レンズ系全長が像高に対して長くなりすぎないため、小型化に有利となる、もしくは、Ｆナンバーの小さな光学系の実現に有利となる。なお、下記条件式（２－１）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。
３．５＜ＦＮｏ×ＴＬ／Ｙｍａｘ＜７ （２）
４＜ＦＮｏ×ＴＬ／Ｙｍａｘ＜６ （２－１）
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との合成焦点距離をｆＧ１２、無限遠物体に合焦した状態における撮像レンズの焦点距離をｆとした場合、下記条件式（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、合焦の際の収差変動を小さくすることに有利となる。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、合焦の際のフォーカス群の移動量の短縮化が容易となるため、小型化に有利となる。なお、下記条件式（３－１）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＜ｆＧ１２／ｆ＜０．９ （３）
０．６＜ｆＧ１２／ｆ＜０．８５ （３－１）
無限遠物体に合焦した状態における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（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、焦点距離が短くなりすぎないため、過度に広角化が進むことがなく、像面湾曲の補正に有利となる。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、焦点距離が長くなりすぎないため、レンズ系全長の短縮化に有利となる。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。
１＜ｆ／Ｙｍａｘ＜１．８ （４）
１．４５＜ｆ／Ｙｍａｘ＜１．７ （４－１）
第２レンズ群Ｇ２の像側から２番目のレンズの像側の面の近軸曲率半径をＲｃ、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の両凸レンズの物体側の面の近軸曲率半径をＲａ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、球面収差の発生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によって、非点収差の発生を抑えることができる。なお、下記条件式（５－１）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。
－０．５＜（Ｒｃ＋Ｒａ）／（Ｒｃ－Ｒａ）＜０．５ （５）
－０．４５＜（Ｒｃ＋Ｒａ）／（Ｒｃ－Ｒａ）＜０．４５ （５－１）
第２レンズ群Ｇ２の最も像側の両凸レンズのｄ線に対する屈折率をＮｄ２３とした場合、下記条件式（６）を満足することが好ましい。条件式（６）の下限以下とならないようにすることによって、全長の短縮に有利となり、球面収差が補正不足になるのを抑制することに有利となる。また、下記条件式（６－１）を満足することが好ましい。条件式（６－１）の下限以下とならないようにすることによって、全長の短縮により有利となり、球面収差が補正不足になるのを抑制することにより有利となる。条件式（６－１）の上限以上とならないようにすることによって、球面収差が補正過剰になるのを抑制することに有利となる。
１．７５＜Ｎｄ２３ （６）
１．８＜Ｎｄ２３＜２．２ （６－１）
条件式に関する構成も含め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。本開示によれば、小型に構成されながらも、Ｆナンバーが小さく、高解像を達成可能であり、高い光学性能を有する撮像レンズを実現可能である。なお、ここでいう「Ｆナンバーが小さく」は、Ｆナンバーが２．５以下であることを意味する。
次に、本開示の撮像レンズの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を示す断面図を図２に示す。図２では光束を図示していない点が図１と異なるが、基本的な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。無限遠物体から最至近物体への合焦の際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが一体的に光軸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。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、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、物体側から像側へ順に、レンズＬ３１～Ｌ３３の３枚のレンズからなる。レンズＬ１１とレンズＬ１２とは互いに接合されている。レンズＬ２１とレンズＬ２２とは互いに接合されている。レンズＬ２２とレンズＬ２３とは空気間隔を挟んで配置されている。レンズＬ２３およびレンズＬ３１は非球面レンズである。以上が実施例１の撮像レンズの概要である。
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、非球面係数を表３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および光学部材ＰＰも示している。表１には、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。表１のＤ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、レンズ系全長ＴＬ、および最大像高Ｙｍａｘの値を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。なお、表２および後述の収差図に示すＦナンバーＦＮｏ．は、条件式（２）で用いているＦナンバーＦＮｏに対応する。
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３において、Ｓｎの欄には非球面の面番号を示し、ＫＡおよびＡｍの欄には各非球面についての非球面係数の数値を示す。なお、ｍは３以上の整数であり、面により異なり、例えば実施例１の非球面ではｍ＝３、４、５、・・・、２０である。表３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×ｈ２／｛１＋（１－ＫＡ×Ｃ２×ｈ２）１/２｝＋ΣＡｍ×ｈｍ
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。
Figure 0007098564000001
Figure 0007098564000002
Figure 0007098564000003
図７に、実施例１の撮像レンズの各収差図を示す。図７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、およびｇ線における収差をそれぞれ実線、長破線、および一点鎖線で示す。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、およびｇ線における収差をそれぞれ長破線、および一点鎖線で示す。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の撮像レンズの構成を示す断面図を図３に示す。実施例２の撮像レンズは、実施例１の撮像レンズの概要と同様の構成を有する。実施例２の撮像レンズについて、基本レンズデータを表４に、諸元を表５に、非球面係数を表６に、各収差図を図８に示す。
Figure 0007098564000004
Figure 0007098564000005
Figure 0007098564000006
［実施例３］
実施例３の撮像レンズの構成を示す断面図を図４に示す。実施例３の撮像レンズは、実施例１の撮像レンズの概要と同様の構成を有する。実施例３の撮像レンズについて、基本レンズデータを表７に、諸元を表８に、非球面係数を表９に、各収差図を図９に示す。
Figure 0007098564000007
Figure 0007098564000008
Figure 0007098564000009
［実施例４］
実施例４の撮像レンズの構成を示す断面図を図５に示す。実施例４の撮像レンズは、実施例１の撮像レンズの概要と同様の構成を有する。実施例４の撮像レンズについて、基本レンズデータを表１０に、諸元を表１１に、非球面係数を表１２に、各収差図を図１０に示す。
Figure 0007098564000010
Figure 0007098564000011
Figure 0007098564000012
［実施例５］
実施例５の撮像レンズの構成を示す断面図を図６に示す。実施例５の撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１が物体側から像側へ順にレンズＬ１１～Ｌ１３の３枚のレンズからなる点、レンズＬ１１が単レンズである点、および、レンズＬ１２とレンズＬ１３とが互いに接合されている点以外は、実施例１の撮像レンズの概要と同様の構成を有する。実施例５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、非球面係数を表１５に、各収差図を図１１に示す。
Figure 0007098564000013
Figure 0007098564000014
Figure 0007098564000015
表１６に実施例１～５の撮像レンズの条件式（１）～（６）の対応値を示す。実施例１～５はｄ線を基準波長としている。表１６にはｄ線基準での値を示す。
Figure 0007098564000016
以上のデータからわかるように、実施例１～５の撮像レンズは、小型に構成されながらも、Ｆナンバーが２．２以下であり、小さなＦナンバーを有し、また、諸収差が良好に補正されており、高解像を達成可能であり、高い光学性能を実現している。
次に、本開示の実施形態に係る撮像装置について説明する。図１２および図１３に本開示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１２はカメラ３０を正面側から見た斜視図を示し、図１３はカメラ３０を背面側から見た斜視図を示す。カメラ３０は、いわゆるミラーレスタイプのデジタルカメラであり、交換レンズ２０を取り外し自在に装着可能である。交換レンズ２０は、鏡筒内に収納された本開示の一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が設けられている。また、カメラボディ３１の背面には、操作部３４、操作部３５、および表示部３６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。
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。
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）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子、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又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開示の技術を説明したが、本開示の技術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、本開示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
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～Ｌ２３、Ｌ３１～Ｌ３３ レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (15)

  1. 物体側から像側へ順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、
    合焦の際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とが一体的に光軸に沿って移動し、前記第３レンズ群は像面に対して固定されており、
    前記第１レンズ群は、３枚以下のレンズからなり、
    前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面は凸面であり、
    前記第１レンズ群は、負レンズと正レンズとが物体側から順に接合されて接合面が物体側に凸面を向けた接合レンズを含み、
    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枚の正レンズとが接合された接合レンズと、前記接合レンズとは異なるレンズとを含み、
    前記第２レンズ群の最も像側のレンズは両凸レンズであり、
    前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する非球面レンズと、負レンズと、正レンズとからなり、
    前記第２レンズ群の前記両凸レンズの物体側の面の近軸曲率半径をＲａ、前記第２レンズ群の前記両凸レンズの像側の面の近軸曲率半径をＲｂとした場合、
    ０＜（Ｒａ＋Ｒｂ）／（Ｒａ－Ｒｂ）＜１ （１）
    で表される条件式（１）を満足する撮像レンズ。
  2. 前記撮像レンズのＦナンバーをＦＮｏ、
    無限遠物体に合焦した状態における、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、前記撮像レンズの空気換算距離でのバックフォーカスとの和をＴＬ、
    最大像高をＹｍａｘとした場合、
    ３．５＜ＦＮｏ×ＴＬ／Ｙｍａｘ＜７ （２）
    で表される条件式（２）を満足する請求項１に記載の撮像レンズ。
  3. 前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成焦点距離をｆＧ１２、
    無限遠物体に合焦した状態における前記撮像レンズの焦点距離をｆとした場合、
    ０．６＜ｆＧ１２／ｆ＜０．９ （３）
    で表される条件式（３）を満足する請求項１又は２に記載の撮像レンズ。
  4. 無限遠物体に合焦した状態における前記撮像レンズの焦点距離をｆ、
    最大像高をＹｍａｘとした場合、
    １＜ｆ／Ｙｍａｘ＜１．８ （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項に記載の撮像レンズ。
  5. 前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面は凹面である請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
  6. 前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、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、非球面レンズとからなる請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
  7. 前記第２レンズ群の像側から２番目のレンズの像側の面の近軸曲率半径をＲｃとした場合、
    －０．５＜（Ｒｃ＋Ｒａ）／（Ｒｃ－Ｒａ）＜０．５ （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項に記載の撮像レンズ。
  8. 前記第２レンズ群の前記両凸レンズのｄ線に対する屈折率をＮｄ２３とした場合、
    １．７５＜Ｎｄ２３ （６）
    で表される条件式（６）を満足する請求項１から７のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
  9. ０＜（Ｒａ＋Ｒｂ）／（Ｒａ－Ｒｂ）＜０．３ （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。
  10. ４＜ＦＮｏ×ＴＬ／Ｙｍａｘ＜６ （２－１）
    で表される条件式（２－１）を満足する請求項２に記載の撮像レンズ。
  11. ０．６＜ｆＧ１２／ｆ＜０．８５ （３－１）
    で表される条件式（３－１）を満足する請求項３に記載の撮像レンズ。
  12. １．４５＜ｆ／Ｙｍａｘ＜１．７ （４－１）
    で表される条件式（４－１）を満足する請求項４に記載の撮像レンズ。
  13. －０．４５＜（Ｒｃ＋Ｒａ）／（Ｒｃ－Ｒａ）＜０．４５ （５－１）
    で表される条件式（５－１）を満足する請求項７に記載の撮像レンズ。
  14. １．８＜Ｎｄ２３＜２．２ （６－１）
    で表される条件式（６－１）を満足する請求項８に記載の撮像レンズ。
  15. 請求項１から１４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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