JP2012173435A

JP2012173435A - 固定焦点レンズ

Info

Publication number: JP2012173435A
Application number: JP2011033958A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Adachi; 宣幸安達
Original assignee: Tamron Co Ltd
Current assignee: Tamron Co Ltd
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2012-09-10
Also published as: CN102645726A

Abstract

【課題】小型、軽量、広角で、優れた結像性能を備えたインナーフォーカス方式の固定焦点レンズを提供する。
【解決手段】この発明にかかる固定焦点レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₁₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₁₃と、が配置されて構成される。第２レンズ群Ｇ₁₂は、単体のレンズ要素で構成されている。そして、フォーカシング時に、第２レンズ群Ｇ₁₂が光軸に沿って移動し、第１レンズ群Ｇ₁₁および第３レンズ群Ｇ₁₂は結像面ＩＭＧに対して固定される。
【選択図】図１

Description

この発明は、３５ｍｍカメラ、ビデオカメラ、電子スチルカメラなどに好適な固定焦点レンズに関する。

一眼レフカメラでは、撮影画像とファインダー画像とを一致させるために、撮影用レンズを通った光をフィルムの手前に置いたミラーで反射させ、その光を光学式ファインダーに導く機構を備えていた。このため、一眼レフカメラに用いる固定焦点レンズには、長いバックフォーカスが必要となり、設計の自由度が制限されていた。一方、デジタルカメラでは、撮像素子で捉えた画像を電子式ファインダーに表示するだけで従来の一眼レフカメラと同等のことを実現できる。このため、光学式ファインダーやこれに撮影像を導くためのミラーを省くことで装置の小型化を実現する、いわゆる「ミラーレス一眼カメラ」が登場してきた。ミラーレス一眼カメラでは、撮影用レンズのバックフォーカスを短くすることができるため、これに用いる固定焦点レンズの設計自由度も向上するという利点がある。そこで、ミラーレス一眼カメラに搭載可能な固定焦点レンズも多くなってきている（たとえば、特許文献１，２を参照。）。

特開２００９−２７１３５４号公報特許第３４４５５５４号公報

特許文献１に開示されている光学系は、１枚の負レンズでフォーカス群を構成している点では簡素な構成となっているものの、フォーカス群以外のレンズ群はレンズ枚数が多く構成の簡素化が図られていない。また、画角も６度程度と狭いうえ、第１レンズ群が正の屈折力を備えているため光学系全長が長くなる傾向にあり、十分な小型化が図られているとは云えない。以上の理由により、特許文献１に開示されている光学系は、近年、さらなる小型、広角化が要求されているミラーレス一眼カメラには不向きである。

また、特許文献２に開示されている光学系は、１枚の負レンズでフォーカス群を構成し、フォーカス群以外のレンズ群も少ないレンズで構成している点で、構成の簡素化が図られていると云える。しかしながら、画角が２５度程度と狭い。また、第１レンズ群が正の屈折力を備えているため光学系全長が長くなる傾向にある。以上のことから、特許文献２に開示されている光学系も、近年、さらなる小型、広角化が要求されているミラーレス一眼カメラには不向きである。

このように、上記各特許文献に記載の技術をはじめとする従来の固定焦点レンズでは、十分な小型、広角化が達成されたと云えるものはなかった。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、小型、軽量、広角で、優れた結像性能を備えたインナーフォーカス方式の固定焦点レンズを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる固定焦点レンズは、物体側から順に配置された、負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、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を備え、前記第２レンズ群は単体のレンズ要素で構成され、フォーカシング時に、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群は結像面に対して固定されることを特徴とする。

この発明によれば、小型、軽量、広角で、結像性能に優れたインナーフォーカス方式の固定焦点レンズを提供することができる。

さらに、この発明にかかる固定焦点レンズは、前記発明において、開口絞りが、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に配置されていることを特徴とする。

この発明によれば、軽量で、結像性能に優れたインナーフォーカス方式の固定焦点レンズを提供することができる。

さらに、この発明にかかる固定焦点レンズは、前記発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（１） −３．５≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）≦１
ただし、Ｒ１は前記第２レンズ群の最も物体側面の曲率半径、Ｒ２は前記第２レンズ群の最も像側面の曲率半径を示す。

この発明によれば、光学系の小型化を阻害せずに、結像性能を向上させることができる。

さらに、この発明にかかる固定焦点レンズは、前記発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（２）０．７≦｜（１−β２Ｇ）×β３Ｇ｜≦２．５
ただし、β２Ｇは無限遠合焦状態における前記第２レンズ群の近軸結像倍率、β３Ｇは無限遠合焦状態における前記第３レンズ群の近軸結像倍率を示す。

この発明によれば、光学系の小型化を阻害せずに、結像性能をより向上させることができる。

さらに、この発明にかかる固定焦点レンズは、前記発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（３）１．５≦｜Ｆ１／Ｆ｜≦４．１
ただし、Ｆ１は前記第１レンズ群の焦点距離、Ｆは光学系全系の焦点距離を示す。

この発明によれば、高い光学性能を維持したまま、簡素で小型の固定焦点レンズを実現できる。

この発明によれば、小型、軽量、広角で、優れた結像性能を備えたインナーフォーカス方式の固定焦点レンズを提供することができるという効果を奏する。

実施例１にかかる固定焦点レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例１にかかる固定焦点レンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。実施例１にかかる固定焦点レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における諸収差図である。実施例１にかかる固定焦点レンズの最至近距離合焦状態における諸収差図である。実施例２にかかる固定焦点レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例２にかかる固定焦点レンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。実施例２にかかる固定焦点レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における諸収差図である。実施例２にかかる固定焦点レンズの最至近距離合焦状態における諸収差図である。実施例３にかかる固定焦点レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例３にかかる固定焦点レンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。実施例３にかかる固定焦点レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における諸収差図である。実施例３にかかる固定焦点レンズの最至近距離合焦状態における諸収差図である。

以下、この発明にかかる固定焦点レンズの好適な実施の形態を詳細に説明する。

この発明にかかる固定焦点レンズは、物体側から順に配置された、負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、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を含み構成される。

前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと１枚の正レンズを含み構成されている。前述のように、前記第１レンズ群は負の屈折力を有していることから、前記第１レンズ群では特に歪曲収差が大きくアンダー側に発生するおそれがある。ここで発生した歪曲収差は、前記第３レンズ群で補正することができる。しかしながら、前記第３レンズ群にその補正作用を持たせすぎると、当該第３レンズ群で球面収差がアンダー側に大きく発生することになり、好ましくない。そこで、前記第１レンズ群を構成するレンズに非球面を形成し、この非球面効果で当該第１レンズ群で発生する歪曲収差を補正することがより好ましい。なお、前記第１レンズ群は、撮像面に対して固定されている。

前記第２レンズ群は、単体のレンズ要素で構成されることが好ましい。この発明にかかる固定焦点レンズでは、前記第２レンズ群を光軸に沿う方向に移動させることによりフォーカシングを行う。このため、フォーカス群である前記第２レンズ群を単体のレンズ要素で構成して軽量化することは、オートフォーカス機構の負荷を減らし、低消費電力、鏡筒外径の縮小化を図ることができる。なお、単体のレンズ要素とは、単一の研磨レンズや、非球面レンズ、複合非球面レンズ、接合レンズを含み、空気層をもち互いに接着されていないたとえば正負の２枚レンズなどは含まない。

また、この発明にかかる固定焦点レンズにおいて前記第２レンズ群をフォーカス群としているのは、前記第２レンズ群が配置されている付近が光学系中最も光線が細くなり、フォーカス群である前記第２レンズ群の口径を最小にすることができるためである。すなわち、この発明のように、負群先行タイプで比較的広角（７０〜８０度程度）の光学系を実現しようとする場合、軸上Ｆナンバ光線は前記第１レンズ群で細くなり、像側に向かって太くなっていく。一方、軸外光線は、前記第１レンズ群で光軸に対して高い部分を通過し、前記第２レンズ群付近で光軸に対して最低位置を通過する。このような軸上光線、軸外光線の振る舞いから、前記第２レンズ群が配置されている付近が光学系中最も光線が細くなる部分であると云える。したがって、光学系中最も光線が細くなる部分に配置された前記第２レンズ群の口径は光学系中最小とすることができ、光学系の軽量化を促進することができる。

前記第３レンズ群は、結像面に対して固定されている。これは、移動を可能にして差し支えないが、鏡筒外部からたとえば指などの進入によりレンズ保持機構を破壊することを防ぐため、固定とすることが好ましい。

また、この発明にかかる固定焦点レンズでは、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に開口絞りを配置することが好ましい。このようにすることで、開口絞りを挟みその前後に正負の屈折力を適切に分散させて、諸収差の補正を容易に行えるようになる。開口絞りを前記第２レンズ群より物体側に配置してしまうと、射出瞳位置が深くなる（像側に寄り過ぎる）ため、前記第３レンズ群の口径を大きくせざるを得なくなる。レンズ口径が拡大すればレンズの重量も増大してしまうため、好ましくない。

以上のような特徴を備えることで、小型、軽量、広角の固定焦点レンズを実現することができる。

さらに、この発明では、より良好な結像性能を備えた固定焦点レンズを実現するため、上記の特徴に加え、以下に示すような各種条件を設定している。

まず、この発明にかかる固定焦点レンズでは、前記第２レンズ群の最も物体側面の曲率半径をＲ１、前記第２レンズ群の最も像側面の曲率半径をＲ２とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（１） −３．５≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）≦１

条件式（１）は、前記第２レンズ群の形状を規定するものである。この発明の光学系は、条件式（１）を満足することで良好な結像性能を維持することができる。条件式（１）においてその下限を下回ると、前記第２レンズ群の負の屈折力が弱くなり過ぎ、前記第２レンズ群におけるフォーカシング時のストローク量が増大し、結果として光学系全長が延びるため、好ましくない。一方、条件式（１）においてその上限を超えると、前記第２レンズ群の物体側面の曲率半径が大きくなりすぎ、歪曲収差の補正が困難となるとともに、像面湾曲がアンダー側に過大となるため、好ましくない。

なお、上記条件式（１）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（１）’ −３．０≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）≦０．５

この条件式（１）’で規定する範囲を満足することにより、より光学系全長の短縮化を達成しつつ、より結像性能の向上を図ることができる。

さらに、上記条件式（１）’は、次に示す範囲を満足すると、さらなる好ましい効果が期待できる。
（１）’’ −２．５≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）≦−０．１

この条件式（１）’’で規定する範囲を満足することにより、光学系全長のさらなる短縮化を達成しつつ、結像性能のさらなる向上を図ることができる。

さらに、この発明にかかる固定焦点レンズでは、無限遠合焦状態における前記第２レンズ群の近軸結像倍率をβ２Ｇ、無限遠合焦状態における前記第３レンズ群の近軸結像倍率をβ３Ｇとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（２）０．７≦｜（１−β２Ｇ）×β３Ｇ｜≦２．５

条件式（２）は、光学系のピント敏感度を規定し、無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態にかけてのフォーカス群のストローク量を決定するものである。ピント敏感度とは、フォーカス群の移動量に対する、結像面上のピント位置の移動量の割合を示すものである。この条件式（２）で規定される値は、光学系のサイズ、結像性能を決定する重要な要素である。条件式（２）においてその下限を下回ると、所望の最至近距離合焦状態を確保しようとする場合、フォーカス群である前記第２レンズ群のストローク量が増え、光学系全長の拡大が不可避となってしまい、好ましくない。一方、条件式（２）においてその上限を超えると、像面湾曲がオーバー側に過大となるばかりか、球面収差もオーバー側に過大となって結像性能の劣化を招くため、好ましくない。

なお、上記条件式（２）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（２）’ ０．６≦｜（１−β２Ｇ）×β３Ｇ｜≦２．３

この条件式（２）’で規定する範囲を満足することにより、より光学系全長の短縮化を達成しつつ、より結像性能の向上を図ることができる。

さらに、上記条件式（２）’は、次に示す範囲を満足すると、さらなる好ましい効果が期待できる。
（２）’’ ０．５≦｜（１−β２Ｇ）×β３Ｇ｜≦２．１

この条件式（２）’’で規定する範囲を満足することにより、光学系全長のさらなる短縮化を達成しつつ、結像性能のさらなる向上を図ることができる。

さらに、この発明にかかる固定焦点レンズでは、前記第１レンズ群の焦点距離をＦ１、光学系全系の焦点距離をＦとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（３）１．５≦｜Ｆ１／Ｆ｜≦４．１

条件式（３）は、光学系全長に対する前記第１レンズ群の焦点距離の比率を規定するものである。前記第１レンズ群の焦点距離はそのまま光学系全長に影響を与える。この発明の光学系は、条件式（３）を満足することで、良好な結像性能を維持したまま、光学系全長を短縮することができる。条件式（３）においてその下限を下回ると、前記第２レンズ群以降の結像倍率を大きくする必要が生じ、少ないレンズ構成で結像性能の良好な光学系を実現させることが困難となる。一方、条件式（３）においてその上限を超えると、光学形全長が長くなりすぎ、市場で要求されている光学系の小型化が達成できない。

なお、上記条件式（３）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（３）’ １．４≦｜Ｆ１／Ｆ｜≦４．０

この条件式（３）’で規定する範囲を満足することにより、光学系の小型化を阻害せず、より良好な結像性能が得られる。

さらに、上記条件式（３）’は、次に示す範囲を満足すると、さらなる好ましい効果が期待できる。
（３）’’ １．３≦｜Ｆ１／Ｆ｜≦３．９

この条件式（３）’’で規定する範囲を満足することにより、光学系の小型化を阻害せず、結像性能のさらなる向上を図ることができる。

以上説明したように、この発明によれば、小型、軽量、広角の固定焦点レンズを実現することができる。特に、開口絞りを前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に配置することで、開口絞りを挟みその前後に正負の屈折力を適切に分散させることができ、諸収差の補正が容易になる。さらに、上記各条件式を満足することにより、より小型で、優れた結像性能を備えたインナーフォーカス式の固定焦点レンズを実現することができる。

以下、この発明にかかる固定焦点レンズの実施例を図面に基づき詳細に説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、実施例１にかかる固定焦点レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。この固定焦点レンズは、図示しない物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₁₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₁₃と、が配置されて構成される。また、第２レンズ群Ｇ₁₂と第３レンズ群Ｇ₁₃との間には、所定の口径を規定する開口絞りＳＴが配置されている。

第１レンズ群Ｇ₁₁は、前記物体側から順に、負レンズＬ₁₁₁と、正レンズＬ₁₁₂と、が配置されて構成される。負レンズＬ₁₁₁の結像面ＩＭＧ側面には、非球面が形成されている。なお、第１レンズ群Ｇ₁₁は固定されており、フォーカシング時に移動しない。

第２レンズ群Ｇ₁₂は、負レンズＬ₁₂₁により構成される。第２レンズ群Ｇ₁₂は、光軸に沿って結像面ＩＭＧ側から前記物体側へ移動することにより、無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行う。

第３レンズ群Ｇ₁₃は、前記物体側から順に、正レンズＬ₁₃₁と、負レンズＬ₁₃₂と、正レンズＬ₁₃₃と、負レンズＬ₁₃₄と、が配置されて構成される。正レンズＬ₁₃₁と負レンズＬ₁₃₂とは接合されている。また、正レンズＬ₁₃₁の前記物体側面および負レンズＬ₁₃₄の結像面ＩＭＧ側面には、それぞれ非球面が形成されている。この第３レンズ群Ｇ₁₃も固定されており、フォーカシング時に移動しない。

以下、実施例１にかかる固定焦点レンズに関する各種数値データを示す。

（レンズデータ）
ｒ₀＝∞（物体面）
ｄ₀＝Ｄ（０）
ｒ₁＝42.314
ｄ₁＝1.100 ｎｄ₁＝1.61881 νｄ₁＝63.9
ｒ₂＝8.370（非球面）
ｄ₂＝4.555
ｒ₃＝13.531
ｄ₃＝1.761 ｎｄ₂＝1.90366 νｄ₂＝31.3
ｒ₄＝23.616
ｄ₄＝Ｄ（４）
ｒ₅＝-12.500
ｄ₅＝0.800 ｎｄ₃＝1.49700 νｄ₃＝81.6
ｒ₆＝-215.596
ｄ₆＝Ｄ（６）
ｒ₇＝∞（開口絞り）
ｄ₇＝1.100
ｒ₈＝20.299（非球面）
ｄ₈＝4.833 ｎｄ₄＝1.49700 νｄ₄＝81.6
ｒ₉＝-8.778
ｄ₉＝0.800 ｎｄ₅＝1.67270 νｄ₅＝32.2
ｒ₁₀＝-18.840
ｄ₁₀＝0.300
ｒ₁₁＝13.379
ｄ₁₁＝3.741 ｎｄ₆＝1.48749 νｄ₆＝70.4
ｒ₁₂＝-134.098
ｄ₁₂＝5.836
ｒ₁₃＝-27.220
ｄ₁₃＝0.800 ｎｄ₇＝1.77250 νｄ₇＝49.6
ｒ₁₄＝-38.344（非球面）
ｄ₁₄＝ＦＢ
ｒ₁₅＝∞（結像面）

（円錐係数（ｋ）および非球面係数（Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀））
（第２面）
ｋ＝0,
Ａ₄＝-8.09890×10^-5, Ａ₆＝-2.92652×10^-6,
Ａ₈＝4.36492×10^-8, Ａ₁₀＝-9.92044×10^-10
（第８面）
ｋ＝0,
Ａ₄＝7.71954×10^-6, Ａ₆＝2.59802×10^-7,
Ａ₈＝5.30322×10^-9, Ａ₁₀＝-1.50109×10^-10
（第１４面）
ｋ＝0,
Ａ₄＝1.68091×10^-4, Ａ₆＝8.18365×10^-7,
Ａ₈＝7.01745×10^-9, Ａ₁₀＝-3.48873×10^-11

（各合焦状態の数値データ）
無限遠 0.025倍最至近距離
全系の焦点距離 20.0 19.7 18.5
Ｆｎｏ． 3.6 3.6 3.6
半画角（ω） 36.2 36.5 37.6
像高 14.2 14.2 14.2
光学系全長 55.4 55.4 55.4
Ｄ（０） ∞ 994 194
Ｄ（４） 4.76 4.55 3.79
Ｄ（６） 1.20 1.41 2.18
ＦＢ（バックフォーカス） 23.7 23.7 23.7
第１レンズ群Ｇ₁₁の焦点距離（Ｆ１） -43.456

（条件式（１）に関する数値）
第２レンズ群Ｇ₁₂の最も物体側面の曲率半径（Ｒ１）＝-12.500
第２レンズ群Ｇ₁₂の最も結像面ＩＭＧ側面の曲率半径（Ｒ２）＝-215.596
（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＝-1.12

（条件式（２）に関する数値）
無限遠合焦状態における第２レンズ群Ｇ₁₂の近軸結像倍率（β２Ｇ）＝0.33
無限遠合焦状態における第３レンズ群Ｇ₁₃の近軸結像倍率（β３Ｇ）＝-1.42
｜（１−β２Ｇ）×β３Ｇ｜＝1.0

（条件式（３）に関する数値）
｜Ｆ１／Ｆ｜＝2.29

また、図２は、実施例１にかかる固定焦点レンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。図３は、実施例１にかかる固定焦点レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における諸収差図である。図４は、実施例１にかかる固定焦点レンズの最至近距離合焦状態における諸収差図である。図中、ｇはｇ線（λ＝４３５．８３ｎｍ）、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図におけるｓ，ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

図５は、実施例２にかかる固定焦点レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。この固定焦点レンズは、図示しない物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₂₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₂₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₂₃と、が配置されて構成される。また、第２レンズ群Ｇ₂₂と第３レンズ群Ｇ₂₃との間には、所定の口径を規定する開口絞りＳＴが配置されている。

第１レンズ群Ｇ₂₁は、前記物体側から順に、負レンズＬ₂₁₁と、正レンズＬ₂₁₂と、が配置されて構成される。負レンズＬ₂₁₁の結像面ＩＭＧ側面には、非球面が形成されている。なお、第１レンズ群Ｇ₂₁は固定されており、フォーカシング時に移動しない。

第２レンズ群Ｇ₂₂は、負レンズＬ₂₂₁により構成される。第２レンズ群Ｇ₂₂は、光軸に沿って結像面ＩＭＧ側から前記物体側へ移動することにより、無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行う。

第３レンズ群Ｇ₂₃は、前記物体側から順に、正レンズＬ₂₃₁と、負レンズＬ₂₃₂と、正レンズＬ₂₃₃と、負レンズＬ₂₃₄と、が配置されて構成される。正レンズＬ₂₃₁と負レンズＬ₂₃₂とは接合されている。また、正レンズＬ₂₃₁の前記物体側面および負レンズＬ₂₃₄の結像面ＩＭＧ側面には、それぞれ非球面が形成されている。この第３レンズ群Ｇ₂₃も固定されており、フォーカシング時に移動しない。

以下、実施例２にかかる固定焦点レンズに関する各種数値データを示す。

（レンズデータ）
ｒ₀＝∞（物体面）
ｄ₀＝Ｄ（０）
ｒ₁＝60.565
ｄ₁＝1.100 ｎｄ₁＝1.61881 νｄ₁＝63.9
ｒ₂＝8.914（非球面）
ｄ₂＝5.053
ｒ₃＝14.455
ｄ₃＝1.803 ｎｄ₂＝1.90366 νｄ₂＝31.3
ｒ₄＝25.530
ｄ₄＝Ｄ（４）
ｒ₅＝-13.100
ｄ₅＝0.800 ｎｄ₃＝1.49700 νｄ₃＝81.6
ｒ₆＝-128.373
ｄ₆＝Ｄ（６）
ｒ₇＝∞（開口絞り）
ｄ₇＝1.100
ｒ₈＝19.077（非球面）
ｄ₈＝4.468 ｎｄ₄＝1.49700 νｄ₄＝81.6
ｒ₉＝-9.794
ｄ₉＝0.800 ｎｄ₅＝1.67270 νｄ₅＝32.2
ｒ₁₀＝-22.731
ｄ₁₀＝0.300
ｒ₁₁＝13.295
ｄ₁₁＝3.674 ｎｄ₆＝1.48749 νｄ₆＝70.4
ｒ₁₂＝-111.586
ｄ₁₂＝5.699
ｒ₁₃＝-31.568
ｄ₁₃＝0.800 ｎｄ₇＝1.77250 νｄ₇＝49.6
ｒ₁₄＝-52.153（非球面）
ｄ₁₄＝ＦＢ
ｒ₁₅＝∞（結像面）

（円錐係数（ｋ）および非球面係数（Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀））
（第２面）
ｋ＝0,
Ａ₄＝-7.06503×10^-5, Ａ₆＝-2.39334×10^-6,
Ａ₈＝3.10569×10^-8, Ａ₁₀＝-5.80198×10^-10
（第８面）
ｋ＝0,
Ａ₄＝-7.02444×10^-6, Ａ₆＝6.70051×10^-7,
Ａ₈＝-1.82054×10^-8, Ａ₁₀＝2.46248×10^-10
（第１４面）
ｋ＝0,
Ａ₄＝1.75449×10^-4, Ａ₆＝1.10046×10^-6,
Ａ₈＝1.92052×10^-9, Ａ₁₀＝3.40618×10^-11

（各合焦状態の数値データ）
無限遠 0.025倍最至近距離
全系の焦点距離 20.0 19.7 18.5
Ｆｎｏ． 2.9 2.9 2.9
半画角（ω） 36.1 36.3 37.4
像高 14.2 14.2 14.2
光学系全長 57.4 57.4 57.4
Ｄ（０） ∞ 942 192
Ｄ（４） 6.05 5.83 5.01
Ｄ（６） 1.20 1.43 2.24
ＦＢ（バックフォーカス） 24.5 24.5 24.5
第１レンズ群Ｇ₂₁の焦点距離（Ｆ１） -45.81

（条件式（１）に関する数値）
第２レンズ群Ｇ₂₂の最も物体側面の曲率半径（Ｒ１）＝-13.100
第２レンズ群Ｇ₂₂の最も結像面ＩＭＧ側面の曲率半径（Ｒ２）＝-128.373
（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＝-1.23

（条件式（２）に関する数値）
無限遠合焦状態における第２レンズ群Ｇ₂₂の近軸結像倍率（β２Ｇ）＝0.33
無限遠合焦状態における第３レンズ群Ｇ₂₃の近軸結像倍率（β３Ｇ）＝-1.42
｜（１−β２Ｇ）×β３Ｇ｜＝0.96

（条件式（３）に関する数値）
｜Ｆ１／Ｆ｜＝2.17

また、図６は、実施例２にかかる固定焦点レンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。図７は、実施例２にかかる固定焦点レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における諸収差図である。図８は、実施例２にかかる固定焦点レンズの最至近距離合焦状態における諸収差図である。図中、ｇはｇ線（λ＝４３５．８３ｎｍ）、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図におけるｓ，ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

図９は、実施例３にかかる固定焦点レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。この固定焦点レンズは、図示しない物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₃₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₃₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₃₃と、が配置されて構成される。また、第２レンズ群Ｇ₃₂と第３レンズ群Ｇ₃₃との間には、所定の口径を規定する開口絞りＳＴが配置されている。

第１レンズ群Ｇ₃₁は、前記物体側から順に、負レンズＬ₃₁₁と、正レンズＬ₃₁₂と、が配置されて構成される。負レンズＬ₃₁₁の結像面ＩＭＧ側面には、非球面が形成されている。なお、第１レンズ群Ｇ₃₁は固定されており、フォーカシング時に移動しない。

第２レンズ群Ｇ₃₂は、負レンズＬ₃₂₁により構成される。第２レンズ群Ｇ₃₂は、光軸に沿って結像面ＩＭＧ側から前記物体側へ移動することにより、無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行う。

第３レンズ群Ｇ₃₃は、前記物体側から順に、正レンズＬ₃₃₁と、負レンズＬ₃₃₂と、正レンズＬ₃₃₃と、負レンズＬ₃₃₄と、が配置されて構成される。正レンズＬ₃₃₁と負レンズＬ₃₃₂とは接合されている。また、正レンズＬ₃₃₁の前記物体側面および負レンズＬ₃₃₄の結像面ＩＭＧ側面には、それぞれ非球面が形成されている。この第３レンズ群Ｇ₃₃も固定されており、フォーカシング時に移動しない。

以下、実施例３にかかる固定焦点レンズに関する各種数値データを示す。

（レンズデータ）
ｒ₀＝∞（物体面）
ｄ₀＝Ｄ（０）
ｒ₁＝50.739
ｄ₁＝1.100 ｎｄ₁＝1.72916 νｄ₁＝54.7
ｒ₂＝8.504（非球面）
ｄ₂＝6.121
ｒ₃＝29.528
ｄ₃＝1.991 ｎｄ₂＝1.84666 νｄ₂＝23.8
ｒ₄＝-126.700
ｄ₄＝Ｄ（４）
ｒ₅＝-17.281
ｄ₅＝0.800 ｎｄ₃＝1.61800 νｄ₃＝63.4
ｒ₆＝-1116.807
ｄ₆＝Ｄ（６）
ｒ₇＝∞（開口絞り）
ｄ₇＝1.100
ｒ₈＝22.865（非球面）
ｄ₈＝3.844 ｎｄ₄＝1.49700 νｄ₄＝81.6
ｒ₉＝-8.627
ｄ₉＝0.800 ｎｄ₅＝1.64769 νｄ₅＝33.8
ｒ₁₀＝-31.391
ｄ₁₀＝1.160
ｒ₁₁＝20.082
ｄ₁₁＝3.308 ｎｄ₆＝1.49700 νｄ₆＝81.6
ｒ₁₂＝-17.997
ｄ₁₂＝8.061
ｒ₁₃＝-16.701
ｄ₁₃＝1.000 ｎｄ₇＝1.77250 νｄ₇＝49.6
ｒ₁₄＝-18.424（非球面）
ｄ₁₄＝ＦＢ
ｒ₁₅＝∞（結像面）

（円錐係数（ｋ）および非球面係数（Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀））
（第２面）
ｋ＝0,
Ａ₄＝-7.50069×10^-5, Ａ₆＝-4.43622×10^-6,
Ａ₈＝7.95093×10^-8, Ａ₁₀＝-1.17518×10^-9
（第８面）
ｋ＝0,
Ａ₄＝-3.90349×10^-5, Ａ₆＝4.97007×10^-7,
Ａ₈＝-2.87913×10^-8, Ａ₁₀＝2.46882×10^-10
（第１４面）
ｋ＝0,
Ａ₄＝1.34544×10^-4, Ａ₆＝7.70023×10^-7,
Ａ₈＝5.67370×10^-9, Ａ₁₀＝-2.02389×10^-11

（各合焦状態の数値データ）
無限遠 0.025倍最至近距離
全系の焦点距離 16.0 15.8 15.2
Ｆｎｏ． 3.0 3.0 3.0
半画角（ω） 42.4 42.7 43.7
像高 14.2 14.2 14.2
光学系全長 54.7 54.7 54.7
Ｄ（０） ∞ 944 195
Ｄ（４） 3.46 3.33 2.62
Ｄ（６） 1.20 1.38 2.04
ＦＢ（バックフォーカス） 20.8 20.8 20.8
第１レンズ群Ｇ₃₁の焦点距離（Ｆ１） -49.828

（条件式（１）に関する数値）
第２レンズ群Ｇ₃₂の最も物体側面の曲率半径（Ｒ１）＝-17.281
第２レンズ群Ｇ₃₂の最も結像面ＩＭＧ側面の曲率半径（Ｒ２）＝-1116.807
（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＝-1.03

（条件式（２）に関する数値）
無限遠合焦状態における第２レンズ群Ｇ₃₂の近軸結像倍率（β２Ｇ）＝0.27
無限遠合焦状態における第３レンズ群Ｇ₃₃の近軸結像倍率（β３Ｇ）＝-1.18
｜（１−β２Ｇ）×β３Ｇ｜＝0.86

（条件式（３）に関する数値）
｜Ｆ１／Ｆ｜＝3.11

また、図１０は、実施例３にかかる固定焦点レンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。図１１は、実施例３にかかる固定焦点レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における諸収差図である。図１２は、実施例３にかかる固定焦点レンズの最至近距離合焦状態における諸収差図である。図中、ｇはｇ線（λ＝４３５．８３ｎｍ）、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図におけるｓ，ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

なお、上記各実施例中の数値データにおいて、ｒ₁，ｒ₂，・・・・は各レンズ、絞り面などの曲率半径、ｄ₁，ｄ₂，・・・・は各レンズ、絞りなどの肉厚またはそれらの面間隔、ｎｄ₁，ｎｄ₂，・・・・は各レンズのｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）における屈折率、νｄ₁，νｄ₂，・・・・は各レンズのｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）におけるアッベ数を示している。そして、長さの単位はすべて「ｍｍ」、角度の単位はすべて「°」である。

また、上記各非球面形状は、非球面の深さをＺ、曲率をｃ（＝１／ｒ：ｒは曲率半径）、光軸からの高さをｈとし、光の進行方向を正とするとき、以下に示す式により表される。

ただし、ｋは円錐係数、Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀はそれぞれ４次，６次，８次，１０次の非球面係数である。

以上説明したように、上記各実施例の固定焦点レンズは、少ないレンズ枚数で構成されているため小型、軽量で、かつ広角化を実現することができる。特に、開口絞りを前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に配置することで、開口絞りを挟みその前後に正負の屈折力を適切に分散させることができ、諸収差の補正が容易になる。さらに、上記各条件式を満足することにより、より小型で、優れた結像性能を備えたインナーフォーカス式の固定焦点レンズを実現することができる。また、上記各実施例の固定焦点レンズは、適宜非球面が形成されたレンズや接合レンズを用いているため、少ないレンズ枚数で、良好な光学性能を維持することができる。

以上のように、この発明の固定焦点レンズは、３５ｍｍカメラ、ビデオカメラ、電子スチルカメラなどに有用であり、特に、バックフォーカスが短いミラーレス一眼カメラに最適である。

Ｇ₁₁，Ｇ₂₁，Ｇ₃₁ 第１レンズ群
Ｇ₁₂，Ｇ₂₂，Ｇ₃₂ 第２レンズ群
Ｇ₁₃，Ｇ₂₃，Ｇ₃₃ 第３レンズ群
Ｌ₁₁₁，Ｌ₁₂₁，Ｌ₁₃₂，Ｌ₁₃₄，Ｌ₂₁₁，Ｌ₂₂₁，Ｌ₂₃₂，Ｌ₂₃₄，Ｌ₃₁₁，Ｌ₃₂₁，Ｌ₃₃₂，Ｌ₃₃₄ 負レンズ
Ｌ₁₁₂，Ｌ₁₃₁，Ｌ₁₃₃，Ｌ₂₁₂，Ｌ₂₃₁，Ｌ₂₃₃，Ｌ₃₁₂，Ｌ₃₃₁，Ｌ₃₃₃ 正レンズ
ＩＭＧ結像面
ＳＴ開口絞り

Claims

物体側から順に配置された、負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、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を備え、
前記第２レンズ群は単体のレンズ要素で構成され、
フォーカシング時に、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群は結像面に対して固定されることを特徴とする固定焦点レンズ。
開口絞りが、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の固定焦点レンズ。
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の固定焦点レンズ。
（１） −３．５≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）≦１
ただし、Ｒ１は前記第２レンズ群の最も物体側面の曲率半径、Ｒ２は前記第２レンズ群の最も像側面の曲率半径を示す。
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の固定焦点レンズ。
（２）０．７≦｜（１−β２Ｇ）×β３Ｇ｜≦２．５
ただし、β２Ｇは無限遠合焦状態における前記第２レンズ群の近軸結像倍率、β３Ｇは無限遠合焦状態における前記第３レンズ群の近軸結像倍率を示す。
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の固定焦点レンズ。
（３）１．５≦｜Ｆ１／Ｆ｜≦４．１
ただし、Ｆ１は前記第１レンズ群の焦点距離、Ｆは光学系全系の焦点距離を示す。