JP2014137540A - 撮像レンズ及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 高速フォーカシングを確保した上でレンズ全長の短縮化を図る。
【解決手段】 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レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有する第４レンズ群とが物体側から像側へ順に配置され、フォーカシングに際して第４レンズ群が光軸方向へ移動され、以下の条件式（１）を満足する。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
【選択図】 図１
【解決手段】 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レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有する第４レンズ群とが物体側から像側へ順に配置され、フォーカシングに際して第４レンズ群が光軸方向へ移動され、以下の条件式（１）を満足する。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
【選択図】 図１
Description
本技術は撮像レンズ及び撮像装置の技術分野に関する。詳しくは、撮影画角が４０°から９０°程度、Ｆナンバーが２．８以下の撮像レンズ及び撮像装置の技術分野に関する。
例えば、レンズ交換式の撮像装置において撮影画角が４０°から９０°程度、Ｆナンバーが２．８以下の明るいレンズタイプとして各種のものが存在するが、このようなタイプとしてガウス型レンズが広く知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
ガウス型レンズは、凸レンズと凹レンズが開口絞りを挟んで対称に配置された構成であり、フォーカシングに際してレンズ全系又はその一部のレンズ群が光軸方向へ移動される。
近年、レンズ交換式のデジタルカメラが急速に普及している。特に、レンズ交換式の撮像装置において動画撮影が可能になったため、静止画撮影だけではなく動画撮影にも適したレンズが求められており、動画を撮影する際の被写体の急速な動きに追従してフォーカシングを行うレンズ群を高速に移動させる必要がある。
特許文献１及び特許文献２に記載されたガウス型レンズにおいては、フォーカシングに際してレンズ全系が光軸方向へ移動されるように構成されている。
このように動画撮影用にレンズ全系を高速に移動させてフォーカシングを行う場合には、フォーカシングを行うフォーカスレンズ群の重量が大きくなるため、フォーカスレンズ群を移動させるためのアクチュエーターが大型化してしまい、レンズ鏡筒の大型化を来たすと言う問題がある。
一方、特許文献３に記載された撮像レンズはリアフォーカス方式が採用されており、最も像側に配置されたレンズ群がフォーカスレンズ群とされ、高速フォーカシングが可能な構成とされている。
ところが、フォーカシング時の収差変動を抑えるためにフォーカスレンズ群の屈折力が小さくされており、その分、フォーカスレンズ群の移動範囲を大きくする必要があり、射出瞳が長くなりレンズ全長の短縮化に支障を来している。
上記のようなリアフォーカス方式の撮像レンズに加えてインナーフォーカス方式の撮像レンズにおいては、フォーカスレンズ群のレンズの枚数が１〜３枚と少ない。従って、フォーカシング時の収差変動を抑えるために、フォーカスレンズ群の物体側のレンズ群において、ある程度の収差を補正し、フォーカスレンズ群に入射する光線の角度を小さくする必要がある。
ところが、フォーカスレンズ群に入射する光線の角度を小さくすると、射出瞳の位置が撮像面から離れてしまい、撮像レンズの径が大きくなると共に撮像レンズのレンズ全長が長くなってしまう。
また、撮像面に対する光線の入射角については、偽色や色シェーディングの不具合の発生を抑えるために制約があり、射出瞳の位置を撮像面に近付けることにも制約が生じる。
そこで、本技術撮像レンズ及び撮像装置は、上記した問題点を克服し、高速フォーカシングを確保した上でレンズ全長の短縮化を図ることを課題とする。
第１に、撮像レンズは、上記した課題を解決するために、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レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有する第４レンズ群とが物体側から像側へ順に配置され、フォーカシングに際して前記第４レンズ群が光軸方向へ移動され、以下の条件式（１）を満足するものである。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
従って、撮像レンズにあっては、フォーカスレンズ群である第４レンズ群の移動範囲が小さくなり、また、入射光線の跳ね上げ効果が大きくなる。
上記した撮像レンズにおいては、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）０．８＜ｆ／ｆ３＜４．０
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
（２）０．８＜ｆ／ｆ３＜４．０
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
撮像レンズが条件式（２）を満足することにより、第３レンズ群の屈折力が適正化される。
上記した撮像レンズにおいては、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）−１．２０＜ｆ／ｆ２＜−０．０３
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
とする。
（３）−１．２０＜ｆ／ｆ２＜−０．０３
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
とする。
撮像レンズが条件式（３）を満足することにより、第２レンズ群の屈折力が適正化される。
上記した撮像レンズにおいては、前記第２レンズ群の最も物体側の面が物体側に凹の形状に形成され最も像側の面が像側に凸の形状に形成されことが望ましい。
第２レンズ群の最も物体側の面が物体側に凹の形状に形成され最も像側の面が像側に凸の形状に形成されることにより、高い像高の入射光線が物体側における早い段階で跳ね上げられる。
上記した撮像レンズにおいては、前記第２レンズ群が複数のメニスカスレンズによって構成されることが望ましい。
第２レンズ群が複数のメニスカスレンズによって構成されることにより、各メニスカスレンズによって収差が抑制される。
上記した撮像レンズにおいては、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．３＜ｆ／ｆ１＜１．０
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
とする。
（４）０．３＜ｆ／ｆ１＜１．０
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
とする。
撮像レンズが条件式（４）を満足することにより、第１レンズ群の屈折力が適正化される。
上記した撮像レンズにおいては、前記第３レンズ群が正の屈折力を有する非球面レンズを有することが望ましい。
第３レンズ群が正の屈折力を有する非球面レンズを有することにより、非球面レンズによって諸収差が抑制される。
上記した撮像レンズにおいては、前記第４レンズ群が１枚の負レンズによって構成されることが望ましい。
第４レンズ群が１枚の負レンズによって構成されることにより、フォーカスレンズ群が軽量化される。
撮像装置は、上記した課題を解決するために、撮像レンズと前記撮像レンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記撮像レンズは、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レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有する第４レンズ群とが物体側から像側へ順に配置され、フォーカシングに際して前記第４レンズ群が光軸方向へ移動され、以下の条件式（１）を満足するものである。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
従って、撮像装置にあっては、フォーカスレンズ群である第４レンズ群の移動範囲が小さくなり、また、入射光線の跳ね上げ効果が大きくなる。
本技術撮像レンズは、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レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有する第４レンズ群とが物体側から像側へ順に配置され、フォーカシングに際して前記第４レンズ群が光軸方向へ移動され、以下の条件式（１）を満足する。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
従って、高速フォーカシングを確保した上でレンズ全長の短縮化を図ることができる。
請求項２に記載した技術にあっては、以下の条件式（２）を満足する。
（２）０．８＜ｆ／ｆ３＜４．０
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
（２）０．８＜ｆ／ｆ３＜４．０
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
従って、フォーカスレンズ群に入射される光の角度を小さくすることができると共に球面収差の発生を効果的に抑制することができる。
請求項３に記載した技術にあっては、以下の条件式（３）を満足する。
（３）−１．２０＜ｆ／ｆ２＜−０．０３
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
とする。
（３）−１．２０＜ｆ／ｆ２＜−０．０３
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
とする。
従って、入射光線を跳ね上げてフォーカシング変動を抑えることができると共に非点収差の発生を効果的に抑制することができる。
請求項４に記載した技術にあっては、前記第２レンズ群の最も物体側の面が物体側に凹の形状に形成され最も像側の面が像側に凸の形状に形成されている。
従って、収差の発生を抑制した上で高い像高の入射光線を物体側における早い段階で跳ね上げてレンズ全長の短縮化を図ることができる。
請求項５に記載した技術にあっては、前記第２レンズ群が複数のメニスカスレンズによって構成されている。
従って、収差の発生を効果的に抑えることができる。
請求項６に記載した技術にあっては、以下の条件式（４）を満足する。
（４）０．３＜ｆ／ｆ１＜１．０
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
とする。
（４）０．３＜ｆ／ｆ１＜１．０
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
とする。
従って、第１レンズ群によって高い像高の入射光線を物体側における早い段階で跳ね上げることが可能になりレンズ全長の短縮化を図ることができると共に像面湾曲の発生を効果的に抑制することができる。
請求項７に記載した技術にあっては、前記第３レンズ群が正の屈折力を有する非球面レンズを有する。
従って、非球面レンズによって諸収差を抑えることが可能になり、光学性能の向上を図ることができる。
請求項８に記載した技術にあっては、前記第４レンズ群が１枚の負レンズによって構成されている。
従って、フォーカスレンズ群の軽量化を図ることが可能になり、一層の高速フォーカシングを行うことができる。
本技術撮像装置は、撮像レンズと前記撮像レンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記撮像レンズは、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レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有する第４レンズ群とが物体側から像側へ順に配置され、フォーカシングに際して前記第４レンズ群が光軸方向へ移動され、以下の条件式（１）を満足する。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
従って、高速フォーカシングを確保した上でレンズ全長の短縮化を図ることができる。
以下に、本技術撮像レンズ及び撮像装置を実施するための形態について説明する。
［撮像レンズの構成］
本技術撮像レンズは、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レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有する第４レンズ群とが物体側から像側へ順に配置され、フォーカシングに際して第４レンズ群が光軸方向へ移動される。
本技術撮像レンズは、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レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有する第４レンズ群とが物体側から像側へ順に配置され、フォーカシングに際して第４レンズ群が光軸方向へ移動される。
このように本技術撮像レンズはリアフォーカス方式が採用され、フォーカシングに際してレンズ全系が光軸方向へ移動されず第４レンズ群が光軸方向へ移動される。従って、フォーカスレンズ群の重量が小さく、また、フォーカスレンズ群を移動させるためのアクチュエーターを小型にすることが可能になり、高速フォーカシングを行うことができると共に小型化を図ることができる。
また、本技術撮像レンズは、以下の条件式（１）を満足する。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
条件式（１）は、全系の焦点距離と第４レンズ群の焦点距離との比を規定している。
条件式（１）の上限を上回ると、第４レンズ群の負の屈折力が弱くなり過ぎ、フォーカスレンズ群である第４レンズ群の移動範囲が大きくなり、また、入射光線の跳ね上げ方が小さくなってしまうため、レンズ全長の大型化を来してしまう。
従って、撮像レンズが条件式（１）を満足することにより、フォーカスレンズ群である第４レンズ群の移動範囲が小さくなり、また、入射光線の跳ね上げ効果が大きくなり、高速フォーカシングを確保した上でレンズ全長の短縮化を図ることができる。
本技術の一実施形態による撮像レンズにあっては、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）０．８＜ｆ／ｆ３＜４．０
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
（２）０．８＜ｆ／ｆ３＜４．０
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
条件式（２）は、全系の焦点距離と第３レンズ群の焦点距離との比を規定している。
条件式（２）の下限を下回ると、第３レンズ群の正の屈折力が弱くなり過ぎ、第２レンズ群で跳ね上げられた光を平行光に近付ける第３レンズ群の効果が弱くなり、フォーカスレンズ群である第４レンズ群に入射される光の角度を小さくすることができない。
一方、条件式（２）の上限を上回ると、第３レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、球面収差が発生し易くなる。
従って、撮像レンズが条件式（２）を満足することにより、第３レンズ群の屈折力が適正化され、フォーカスレンズ群に入射される光の角度を小さくすることができると共に球面収差の発生を効果的に抑制することができる。
尚、撮像レンズにおいては、条件式（２）の数値範囲を以下の条件式（２） ′のように設定することがより好ましい。
（２）′１．０＜ｆ／ｆ３＜２．５
撮像レンズが条件式（２）′を満足することにより、第３レンズ群の屈折力が一層適正化され、フォーカスレンズ群に入射される光の角度を十分に小さくすることができると共に球面収差の発生をより効果的に抑制することができる。
（２）′１．０＜ｆ／ｆ３＜２．５
撮像レンズが条件式（２）′を満足することにより、第３レンズ群の屈折力が一層適正化され、フォーカスレンズ群に入射される光の角度を十分に小さくすることができると共に球面収差の発生をより効果的に抑制することができる。
本技術の一実施形態による撮像レンズにあっては、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）−１．２０＜ｆ／ｆ２＜−０．０３
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
とする。
（３）−１．２０＜ｆ／ｆ２＜−０．０３
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
とする。
条件式（３）は、全系の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離との比を規定している。
条件式（３）の上限を上回ると、第２レンズ群の負の屈折力が弱くなり過ぎ、入射光線の跳ね上げ方が小さくなり、フォーカシング変動を抑えることができなくなってしまう。
一方、条件式（３）の下限を下回ると、第２レンズ群の負の屈折力が強くなり過ぎ、非点収差が発生し易くなる。
従って、撮像レンズが条件式（３）を満足することにより、第２レンズ群の屈折力が適正化され、入射光線を跳ね上げてフォーカシング変動を抑えることができると共に非点収差の発生を効果的に抑制することができる。
尚、撮像レンズにおいては、条件式（３）の数値範囲を以下の条件式（３） ′のように設定することがより好ましい。
（３）′−０．８＜ｆ／ｆ２＜−０．０５
撮像レンズが条件式（３）′を満足することにより、入射光線を跳ね上げてフォーカシング変動を十分に抑えることができると共に非点収差の発生をより効果的に抑制することができる。
（３）′−０．８＜ｆ／ｆ２＜−０．０５
撮像レンズが条件式（３）′を満足することにより、入射光線を跳ね上げてフォーカシング変動を十分に抑えることができると共に非点収差の発生をより効果的に抑制することができる。
本技術の一実施形態による撮像レンズにあっては、第２レンズ群の最も物体側の面が物体側に凹の形状に形成され最も像側の面が像側に凸の形状に形成されることが望ましい。
第２レンズ群の最も物体側の面が物体側に凹の形状に形成され最も像側の面が像側に凸の形状に形成されることにより、収差の発生を抑制した上で高い像高の入射光線を物体側における早い段階で跳ね上げてレンズ全長の短縮化を図ることができる。
本技術の一実施形態による撮像レンズにあっては、第２レンズ群が複数のメニスカスレンズによって構成されることが望ましい。
第２レンズ群が複数のメニスカスレンズによって構成されることにより、収差の発生を効果的に抑えることができる。
本技術の一実施形態による撮像レンズにあっては、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．３＜ｆ／ｆ１＜１．０
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
とする。
（４）０．３＜ｆ／ｆ１＜１．０
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
とする。
条件式（４）は、全系の焦点距離と第１レンズ群の焦点距離との比を規定している。
条件式（４）の下限を下回ると、第１レンズ群の正の屈折力が弱くなり過ぎ、入射光線の跳ね上げ方が小さくなる。
一方、条件式（４）の上限を上回ると、像面湾曲が発生し易くなる。
従って、撮像レンズが条件式（４）を満足することにより、第１レンズ群の屈折力が適正化され、第１レンズ群によって高い像高の入射光線を物体側における早い段階で跳ね上げることが可能になりレンズ全長の短縮化を図ることができると共に像面湾曲の発生を効果的に抑制することができる。
本技術の一実施形態による撮像レンズにあっては、第３レンズ群が正の屈折力を有する非球面レンズを有することが望ましい。
第３レンズ群が正の屈折力を有する非球面レンズを有することにより、第３レンズ群において光線が急激に折り曲げられる本技術の撮像レンズにおいて、非球面レンズによって諸収差を抑えることが可能になり、光学性能の向上を図ることができる。
本技術の一実施形態による撮像レンズにあっては、第４レンズ群が１枚の負レンズによって構成されることが望ましい。
第４レンズ群が１枚の負レンズによって構成されることにより、フォーカスレンズ群の軽量化を図ることが可能になり、一層の高速フォーカシングを行うことができる。
［撮像レンズの数値実施例］
以下に、本技術撮像レンズの具体的な実施の形態及び実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例について、図面及び表を参照して説明する。
以下に、本技術撮像レンズの具体的な実施の形態及び実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例について、図面及び表を参照して説明する。
尚、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。
「面番号」は物体側から像側へ数えた第ｉ番目の面の面番号、「Ｒ」は第ｉ番目の面の近軸曲率半径、「Ｄ」は第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面の間の軸上面間隔（レンズの中心の厚み又は空気間隔）、「Ｎｄ」は第ｉ番目の面から始まるレンズ等のｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）における屈折率、「νｄ」は第ｉ番目の面から始まるレンズ等のｄ線におけるアッベ数を示す。
「面番号」に関し、「ＡＳＰ」は当該面が非球面であることを示し、「ＳＴＯ」は開口絞りであることを示し、「Ｒ」に関し「ｉｎｆｉｎｉｔｙ」は当該面が平面であることを示す。
「Ｄ」に関し「Ｄｉ」は可変間隔であることを示す。
「κ」は円錐定数（コーニック定数）、「Ａ４」、「Ａ６」、「Ａ８」、「Ａ１０」はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数を示す。
「ｆ」はレンズ全系の焦点距離、「Ｆｎｏ」はＦナンバー、「ω」は半画角、「β」は撮影倍率を示す。
尚、以下の非球面係数を示す各表において、「Ｅ−ｎ」は１０を底とする指数表現、即ち、「１０のマイナスｎ乗」を表しており、例えば、「０．１２３４５Ｅ−０５」は「０．１２３４５×（１０のマイナス五乗）」を表している。
各実施の形態において用いられた撮像レンズには、レンズ面が非球面に形成されたものがある。非球面形状は、「ｘ」をレンズ面の頂点からの光軸方向における距離（サグ量）、「ｙ」を光軸方向に垂直な方向における高さ（像高）、「ｃ」をレンズの頂点における近軸曲率（曲率半径の逆数）、「κ」を円錐定数（コーニック定数）、「Ａｉ」を各次の非球面係数とすると、以下の数式１によって定義される。
以下に示す第１の実施の形態乃至第４の実施の形態における撮像レンズ１乃至撮像レンズ４は、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と負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と負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とが物体側から像側へ順に配置されている。第４レンズ群Ｇ４はフォーカシングに際して光軸方向へ移動されるフォーカスレンズ群とされている。
＜第１の実施の形態＞
図１は、本技術の第１の実施の形態における撮像レンズ１のレンズ構成を示している。
図１は、本技術の第１の実施の形態における撮像レンズ１のレンズ構成を示している。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第１レンズＬ１と両凸形状の正の屈折力を有する第２レンズＬ２とが物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第３レンズＬ３と像側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第４レンズＬ４とが物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正の屈折力を有する第５レンズＬ５によって構成されている。
第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第６レンズＬ６によって構成されている。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間には開口絞りＳＴＯが配置されている。
第４レンズ群Ｇ４の像側には像面ＩＭＧが配置されている。
表１に、第１の実施の形態における撮像レンズ１に具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデーターを示す。
撮像レンズ１において、第２レンズ群Ｇ２の第３レンズＬ３の両面（第６面、第７面）と第３レンズ群Ｇ３の第５レンズＬ５の両面（第１０面、第１１面）とは非球面に形成されている。数値実施例１における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を円錐定数κと共に表２に示す。
数値実施例１におけるＦナンバーＦｎｏ、レンズ全系の焦点距離ｆ及び半画角ωを表３に示す。また、数値実施例１における無限遠合焦時と近距離合焦時の撮影倍率β及び可変間隔を表３に示す。
図２に数値実施例１の無限遠合焦時における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示し、図３に数値実施例１の近距離合焦時における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。
図２及び図３には、球面収差においてｄ線（５８７．５６ｎｍ）の値を示し、非点収差において実線はｄ線のサジタル像面、破線はｄ線のメリディオナル像面の値を示し、歪曲収差においてｄ線の値を示す。非点収差及び歪曲収差においてｙは像高を示す。
各収差図から、数値実施例１は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
＜第２の実施の形態＞
図４は、本技術の第２の実施の形態における撮像レンズ２のレンズ構成を示している。
図４は、本技術の第２の実施の形態における撮像レンズ２のレンズ構成を示している。
第１レンズ群Ｇ１は物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第１レンズＬ１によって構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第２レンズＬ２と像側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第３レンズＬ３とが物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正の屈折力を有する第４レンズＬ４によって構成されている。
第４レンズ群Ｇ４は両凹形状の負の屈折力を有する第５レンズＬ５によって構成されている。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間には開口絞りＳＴＯが配置されている。
第４レンズ群Ｇ４の像側には像面ＩＭＧが配置されている。
表４に、第２の実施の形態における撮像レンズ２に具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデーターを示す。
撮像レンズ２において、第１レンズ群Ｇ１の第１レンズＬ１の両面（第１面、第２面）と第２レンズ群Ｇ２の第２レンズＬ２の両面（第４面、第５面）と第３レンズ群Ｇ３の第４レンズＬ４の両面（第８面、第９面）とは非球面に形成されている。数値実施例２における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を円錐定数κと共に表５に示す。
数値実施例２におけるＦナンバーＦｎｏ、レンズ全系の焦点距離ｆ及び半画角ωを表６に示す。また、数値実施例２における無限遠合焦時と近距離合焦時の撮影倍率β及び可変間隔を表６に示す。
図５に数値実施例２の無限遠合焦時における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示し、図６に数値実施例２の近距離合焦時における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。
図５及び図６には、球面収差においてｄ線（５８７．５６ｎｍ）の値を示し、非点収差において実線はｄ線のサジタル像面、破線はｄ線のメリディオナル像面の値を示し、歪曲収差においてｄ線の値を示す。非点収差及び歪曲収差においてｙは像高を示す。
各収差図から、数値実施例２は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
＜第３の実施の形態＞
図７は、本技術の第３の実施の形態における撮像レンズ３のレンズ構成を示している。
図７は、本技術の第３の実施の形態における撮像レンズ３のレンズ構成を示している。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第１レンズＬ１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第２レンズＬ２とが物体側から像側へ順に配置され、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２が接合されて構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第３レンズＬ３と像側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第４レンズＬ４とが物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正の屈折力を有する第５レンズＬ５によって構成されている。
第４レンズ群Ｇ４は両凹形状の負の屈折力を有する第６レンズＬ６によって構成されている。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間には開口絞りＳＴＯが配置されている。
第４レンズ群Ｇ４の像側には像面ＩＭＧが配置されている。
表７に、第３の実施の形態における撮像レンズ３に具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデーターを示す。
撮像レンズ３において、第２レンズ群Ｇ２の第３レンズＬ３の両面（第５面、第６面）と第３レンズ群Ｇ３の第５レンズＬ５の両面（第９面、第１０面）と第４レンズ群Ｇ４の第６レンズＬ６の像側の面（第１２面）は非球面に形成されている。数値実施例３における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を円錐定数κと共に表８に示す。
数値実施例３におけるＦナンバーＦｎｏ、レンズ全系の焦点距離ｆ及び半画角ωを表９に示す。また、数値実施例３における無限遠合焦時と近距離合焦時の撮影倍率β及び可変間隔を表９に示す。
図８に数値実施例３の無限遠合焦時における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示し、図９に数値実施例３の近距離合焦時における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。
図８及び図９には、球面収差においてｄ線（５８７．５６ｎｍ）の値を示し、非点収差において実線はｄ線のサジタル像面、破線はｄ線のメリディオナル像面の値を示し、歪曲収差においてｄ線の値を示す。非点収差及び歪曲収差においてｙは像高を示す。
各収差図から、数値実施例３は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
＜第４の実施の形態＞
図１０は、本技術の第４の実施の形態における撮像レンズ４のレンズ構成を示している。
図１０は、本技術の第４の実施の形態における撮像レンズ４のレンズ構成を示している。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第１レンズＬ１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第２レンズＬ２とが物体側から像側へ順に配置されて構成されている。第１レンズＬ１の像側の面には非球面の樹脂レンズが設けられている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第３レンズＬ３と像側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第４レンズＬ４とが物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は両凸形状の正の屈折力を有する第５レンズＬ５によって構成されている。
第４レンズ群Ｇ４は両凹形状の負の屈折力を有する第６レンズＬ６によって構成されている。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間には開口絞りＳＴＯが配置されている。
第４レンズ群Ｇ４の像側には像面ＩＭＧが配置されている。
表１０に、第４の実施の形態における撮像レンズ４に具体的数値を適用した数値実施例４のレンズデーターを示す。
撮像レンズ４において、第１レンズ群Ｇ１の第１レンズＬ１の像側の面（第３面）と第２レンズ群Ｇ２の第３レンズＬ３の両面（第７面、第８面）と第３レンズ群Ｇ３の第５レンズＬ５の両面（第１１面、第１２面）とは非球面に形成されている。数値実施例４における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を円錐定数κと共に表１１に示す。
数値実施例４におけるＦナンバーＦｎｏ、レンズ全系の焦点距離ｆ及び半画角ωを表１２に示す。また、数値実施例４における無限遠合焦時と近距離合焦時の撮影倍率β及び可変間隔を表１２に示す。
図１１に数値実施例４の無限遠合焦時における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示し、図１２に数値実施例４の近距離合焦時における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。
図１１及び図１２には、球面収差においてｄ線（５８７．５６ｎｍ）の値を示し、非点収差において実線はｄ線のサジタル像面、破線はｄ線のメリディオナル像面の値を示し、歪曲収差においてｄ線の値を示す。非点収差及び歪曲収差においてｙは像高を示す。
各収差図から、数値実施例４は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
［撮像レンズの条件式の各値］
以下に、本技術撮像レンズの条件式の各値について説明する。
以下に、本技術撮像レンズの条件式の各値について説明する。
表１３に撮像レンズ１乃至撮像レンズ４の数値実施例１乃至数値実施例４における条件式（１）、条件式（２）、条件式（３）及び条件式（４）の各値を示す。
表１３から明らかなように、撮像レンズ１乃至撮像レンズ４は条件式（１）、条件式（２）、条件式（３）及び条件式（４）を満足するようにされている。
［撮像装置の構成］
本技術撮像装置は、撮像レンズが、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レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有する第４レンズ群とが物体側から像側へ順に配置され、フォーカシングに際して第４レンズ群が光軸方向へ移動される。
本技術撮像装置は、撮像レンズが、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レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有する第４レンズ群とが物体側から像側へ順に配置され、フォーカシングに際して第４レンズ群が光軸方向へ移動される。
このように本技術撮像装置はリアフォーカス方式が採用され、フォーカシングに際してレンズ全系が光軸方向へ移動されず第４レンズ群が光軸方向へ移動される。従って、フォーカスレンズ群の重量が小さく、また、フォーカスレンズ群を移動させるためのアクチュエーターを小型にすることが可能になり、高速フォーカシングを行うことができると共に小型化を図ることができる。
また、本技術撮像装置は、撮像レンズが、以下の条件式（１）を満足する。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
条件式（１）は、全系の焦点距離と第４レンズ群の焦点距離との比を規定している。
条件式（１）の上限を上回ると、第４レンズ群の負の屈折力が弱くなり過ぎ、フォーカスレンズ群である第４レンズ群の移動範囲が大きくなり、また、入射光線の跳ね上げ方が小さくなってしまうため、レンズ全長の大型化を来してしまう。
従って、撮像レンズが条件式（１）を満足することにより、フォーカスレンズ群である第４レンズ群の移動範囲が小さくなり、また、入射光線の跳ね上げ効果が大きくなり、高速フォーカシングを確保した上でレンズ全長の短縮化を図ることができる。
［撮像装置の一実施形態］
図１３に、本技術撮像装置の一実施形態による交換レンズ式のデジタルカメラのブロック図を示す。
図１３に、本技術撮像装置の一実施形態による交換レンズ式のデジタルカメラのブロック図を示す。
撮像装置（デジタルカメラ）１００は、撮像機能を担うカメラブロック１０と、撮影された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うカメラ信号処理部２０と、画像信号の記録再生処理を行う画像処理部３０とを有している。また、撮像装置１００は、撮影された画像等を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示部４０と、メモリーカード１０００への画像信号の書込及び読出を行うＲ／Ｗ（リーダ／ライタ）５０と、撮像装置の全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）６０と、ユーザーによって所要の操作が行われる各種のスイッチ等から成る入力部７０と、カメラブロック１０に配置されたレンズの駆動を制御するレンズ駆動制御部８０とを備えている。
カメラブロック１０は、例えば、交換レンズに備えられ、撮像レンズ１１（本技術が適用される撮像レンズ１乃至撮像レンズ４）を含む光学系や、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子１２等とによって構成されている。
カメラ信号処理部２０は、撮像素子１２からの出力信号に対するデジタル信号への変換、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の各種の信号処理を行う。
画像処理部３０は、所定の画像データーフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や解像度等のデーター仕様の変換処理等を行う。
表示部４０はユーザーの入力部７０に対する操作状態や撮影した画像等の各種のデーターを表示する機能を有している。
Ｒ／Ｗ５０は、画像処理部３０によって符号化された画像データーのメモリーカード１０００への書込及びメモリーカード１０００に記録された画像データーの読出を行う。
ＣＰＵ６０は、撮像装置１００に設けられた各回路ブロックを制御する制御処理部として機能し、入力部７０からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。
入力部７０は、例えば、シャッター操作を行うためのシャッターレリーズボタンや、動作モードを選択するための選択スイッチ等によって構成され、ユーザーによる操作に応じた指示入力信号をＣＰＵ６０に対して出力する。
レンズ駆動制御部８０は、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいて撮像レンズ１１の各レンズを駆動する図示しないモータ等を制御する。
メモリーカード１０００は、例えば、Ｒ／Ｗ５０に接続されたスロットに対して着脱可能な半導体メモリーである。
以下に、撮像装置１００における動作を説明する。
撮影の待機状態では、ＣＰＵ６０による制御の下で、カメラブロック１０において撮影された画像信号が、カメラ信号処理部２０を介して表示部４０に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、入力部７０からのズーミングのための指示入力信号が入力されると、ＣＰＵ６０がレンズ駆動制御部８０に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部８０の制御に基づいて撮像レンズ１１の所定のレンズが移動される。
入力部７０からの指示入力信号によりカメラブロック１０の図示しないシャッターが動作されると、撮影された画像信号がカメラ信号処理部２０から画像処理部３０に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデーターフォーマットのデジタルデーターに変換される。変換されたデーターはＲ／Ｗ５０に出力され、メモリーカード１０００に書き込まれる。
フォーカシングは、例えば、入力部７０のシャッターレリーズボタンが半押しされた場合や記録（撮影）のために全押しされた場合等に、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてレンズ駆動制御部８０が撮像レンズ１１の所定のレンズを移動させることにより行われる。
メモリーカード１０００に記録された画像データーを再生する場合には、入力部７０に対する操作に応じて、Ｒ／Ｗ５０によってメモリーカード１０００から所定の画像データーが読み出され、画像処理部３０によって伸張復号化処理が行われた後、再生画像信号が表示部４０に出力されて再生画像が表示される。
［その他］
本技術撮像レンズ及び本技術撮像装置においては、第１レンズ群乃至第４レンズ群に加えて屈折力を有さないレンズ等の他の光学要素が配置されていてもよい。この場合において、本技術撮像レンズのレンズ構成は第１レンズ群乃至第４レンズ群の実質的に４群のレンズ構成にされている。
本技術撮像レンズ及び本技術撮像装置においては、第１レンズ群乃至第４レンズ群に加えて屈折力を有さないレンズ等の他の光学要素が配置されていてもよい。この場合において、本技術撮像レンズのレンズ構成は第１レンズ群乃至第４レンズ群の実質的に４群のレンズ構成にされている。
［本技術］
本技術は、以下の構成にすることもできる。
本技術は、以下の構成にすることもできる。
＜１＞
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レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有する第４レンズ群とが物体側から像側へ順に配置され、
フォーカシングに際して前記第４レンズ群が光軸方向へ移動され、
以下の条件式（１）を満足する
撮像レンズ。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
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レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有する第４レンズ群とが物体側から像側へ順に配置され、
フォーカシングに際して前記第４レンズ群が光軸方向へ移動され、
以下の条件式（１）を満足する
撮像レンズ。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
＜２＞
以下の条件式（２）を満足する
前記＜１＞に記載の撮像レンズ。
（２）０．８＜ｆ／ｆ３＜４．０
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
以下の条件式（２）を満足する
前記＜１＞に記載の撮像レンズ。
（２）０．８＜ｆ／ｆ３＜４．０
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
＜３＞
以下の条件式（３）を満足する
前記＜１＞又は前記＜２＞に記載の撮像レンズ。
（３）−１．２０＜ｆ／ｆ２＜−０．０３
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
とする。
以下の条件式（３）を満足する
前記＜１＞又は前記＜２＞に記載の撮像レンズ。
（３）−１．２０＜ｆ／ｆ２＜−０．０３
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
とする。
＜４＞
前記第２レンズ群の最も物体側の面が物体側に凹の形状に形成され最も像側の面が像側に凸の形状に形成された
前記＜１＞から前記＜３＞の何れかに記載の撮像レンズ。
前記第２レンズ群の最も物体側の面が物体側に凹の形状に形成され最も像側の面が像側に凸の形状に形成された
前記＜１＞から前記＜３＞の何れかに記載の撮像レンズ。
＜５＞
前記第２レンズ群が複数のメニスカスレンズによって構成された
前記＜４＞に記載の撮像レンズ。
前記第２レンズ群が複数のメニスカスレンズによって構成された
前記＜４＞に記載の撮像レンズ。
＜６＞
以下の条件式（４）を満足する
前記＜１＞から前記＜５＞の何れかに記載の撮像レンズ。
（４）０．３＜ｆ／ｆ１＜１．０
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
とする。
以下の条件式（４）を満足する
前記＜１＞から前記＜５＞の何れかに記載の撮像レンズ。
（４）０．３＜ｆ／ｆ１＜１．０
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
とする。
＜７＞
前記第３レンズ群が正の屈折力を有する非球面レンズを有する
前記＜１＞から前記＜６＞の何れかに記載の撮像レンズ。
前記第３レンズ群が正の屈折力を有する非球面レンズを有する
前記＜１＞から前記＜６＞の何れかに記載の撮像レンズ。
＜８＞
前記第４レンズ群が１枚の負レンズによって構成された
前記＜１＞から前記＜７＞の何れかに記載の撮像レンズ。
前記第４レンズ群が１枚の負レンズによって構成された
前記＜１＞から前記＜７＞の何れかに記載の撮像レンズ。
＜９＞
撮像レンズと前記撮像レンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、
前記撮像レンズは、
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レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有する第４レンズ群とが物体側から像側へ順に配置され、
フォーカシングに際して前記第４レンズ群が光軸方向へ移動され、
以下の条件式（１）を満足する
撮像装置。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
撮像レンズと前記撮像レンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、
前記撮像レンズは、
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レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有する第４レンズ群とが物体側から像側へ順に配置され、
フォーカシングに際して前記第４レンズ群が光軸方向へ移動され、
以下の条件式（１）を満足する
撮像装置。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
上記した各実施の形態において示した各部の形状及び数値は、何れも本技術を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本技術の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
１…撮像レンズ、２…撮像レンズ、３…撮像レンズ、４…撮像レンズ、Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２…第２レンズ群、Ｇ３…第３レンズ群、Ｇ４…第４レンズ群、１００…撮像装置、１１…撮像レンズ、１２…撮像素子
Claims (9)
- 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レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有する第４レンズ群とが物体側から像側へ順に配置され、
フォーカシングに際して前記第４レンズ群が光軸方向へ移動され、
以下の条件式（１）を満足する
撮像レンズ。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。 - 以下の条件式（２）を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
（２）０．８＜ｆ／ｆ３＜４．０
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。 - 以下の条件式（３）を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
（３）−１．２０＜ｆ／ｆ２＜−０．０３
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
とする。 - 前記第２レンズ群の最も物体側の面が物体側に凹の形状に形成され最も像側の面が像側に凸の形状に形成された
請求項１に記載の撮像レンズ。 - 前記第２レンズ群が複数のメニスカスレンズによって構成された
請求項４に記載の撮像レンズ。 - 以下の条件式（４）を満足する
請求項１に記載の撮像レンズ。
（４）０．３＜ｆ／ｆ１＜１．０
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
とする。 - 前記第３レンズ群が正の屈折力を有する非球面レンズを有する
請求項１に記載の撮像レンズ。 - 前記第４レンズ群が１枚の負レンズによって構成された
請求項１に記載の撮像レンズ。 - 撮像レンズと前記撮像レンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、
前記撮像レンズは、
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レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有する第４レンズ群とが物体側から像側へ順に配置され、
フォーカシングに際して前記第４レンズ群が光軸方向へ移動され、
以下の条件式（１）を満足する
撮像装置。
（１）ｆ／ｆ４＜−０．３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
とする。
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