JP2022128205A - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型に構成され、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。
【解決手段】撮像レンズは、物体側から順に、絞りを含む正の屈折力を有する前群と、後群とからなる。合焦の際に、前群全体が一体的に移動し、後群は像面に対して固定される。後群は、対向する２つの凹面のレンズ面により形成される空気レンズを１つ以上含む。撮像レンズは、全系のバックフォーカスＢｆ、全系の焦点距離ｆ、後群の空気レンズの物体側の面の曲率半径Ｒｒｆ、後群の空気レンズの像側の面の曲率半径Ｒｒｒに関する条件式：０．１＜Ｂｆ／ｆ＜０．９、および－０．７＜（Ｒｒｆ＋Ｒｒｒ）／（Ｒｒｆ－Ｒｒｒ）＜－０．０２５を満足する。
【選択図】図１

Description

本開示の技術は、撮像レンズ、および撮像装置に関する。

従来、デジタルカメラおよびビデオカメラ等の撮像装置に用いられる撮像レンズとして、例えば下記特許文献１、下記特許文献２、および下記特許文献３に記載のレンズ系が知られている。

特開２０１２－０８８６１９号公報 特開２０２０－１７７１１０号公報 特開２０２０－０８６１７３号公報

近年、小型に構成され、良好な光学性能を有する撮像レンズが要望されている。

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型に構成され、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、絞りを含む正の屈折力を有する前群と、後群とからなり、合焦の際に、前群全体が一体的に移動し、かつ後群は像面に対して固定され、後群は、対向する２つの凹面のレンズ面により形成される空気レンズを１つ以上含み、無限遠物体に合焦した状態における全系の空気換算距離でのバックフォーカスをＢｆ、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆ、後群の少なくとも１つの空気レンズの物体側の面の曲率半径をＲｒｆ、像側の面の曲率半径をＲｒｒとした場合、下記条件式（１）および（２）を満足する。
０．１＜Ｂｆ／ｆ＜０．９ （１）
－０．７＜（Ｒｒｆ＋Ｒｒｒ）／（Ｒｒｆ－Ｒｒｒ）＜－０．０２５ （２）

上記態様の撮像レンズは、下記条件式（１－１）および（２－１）の少なくとも一方を満足することが好ましい。
０．２＜Ｂｆ／ｆ＜０．８ （１－１）
－０．６＜（Ｒｒｆ＋Ｒｒｒ）／（Ｒｒｆ－Ｒｒｒ）＜－０．０５ （２－１）

前群は、対向する２つの凹面のレンズ面により形成される空気レンズを１つ以上含み、前群の少なくとも１つの空気レンズの物体側の面の曲率半径をＲｆｆ、像側の面の曲率半径をＲｆｒとした場合、上記態様の撮像レンズは、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＜（Ｒｆｆ＋Ｒｆｒ）／（Ｒｆｆ－Ｒｆｒ）＜０ （３）
－０．５＜（Ｒｆｆ＋Ｒｆｒ）／（Ｒｆｆ－Ｒｆｒ）＜－０．０５ （３－１）

無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆ、後群の焦点距離をｆｒとした場合、上記態様の撮像レンズは、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。
０＜ｆ／ｆｒ＜０．４ （４）
０＜ｆ／ｆｒ＜０．３ （４－１）

前群は、物体側から像側へ順に、第１部分群と、絞りと、第２部分群とからなるように構成してもよく、その際に、第１部分群の焦点距離をｆ１、第２部分群の焦点距離をｆ２とした場合、上記態様の撮像レンズは、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。
３．５＜ｆ１／ｆ２＜１６ （５）
４．５＜ｆ１／ｆ２＜１５ （５－１）

無限遠物体に合焦した状態における前群の最も物体側のレンズ面から後群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、Ｂｆとの和をＴＴＬ、無限遠物体に合焦した状態における開放ＦナンバーをＦＮｏ、最大像高をＹｍａｘとした場合、上記態様の撮像レンズは、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。
５＜ＴＴＬ×ＦＮｏ／Ｙｍａｘ＜８．５ （６）
５．２５＜ＴＴＬ×ＦＮｏ／Ｙｍａｘ＜８ （６－１）

無限遠物体に合焦した状態における絞りから後群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、Ｂｆとの和をＳｔＩ、無限遠物体に合焦した状態における前群の最も物体側のレンズ面から後群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、Ｂｆとの和をＴＴＬとした場合、上記態様の撮像レンズは、下記条件式（７）を満足することが好ましい。
０．３＜ＳｔＩ／ＴＴＬ＜０．８５ （７）

無限遠物体に合焦した状態における絞りから後群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、Ｂｆとの和をＳｔＩ、無限遠物体に合焦した状態における前群の最も像側のレンズ面から後群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、Ｂｆとの和をＤｒＩとした場合、上記態様の撮像レンズは、下記条件式（８）を満足することが好ましい。
１．４＜ＳｔＩ／ＤｒＩ＜２．８ （８）

絞りより物体側の前群内の全てのレンズのｄ線に対する屈折率の最小値をＮｄ１ｍｉｎとした場合、上記態様の撮像レンズは、下記条件式（９）を満足することが好ましい。
１．７＜Ｎｄ１ｍｉｎ＜２．１ （９）

後群は、１枚以上の正レンズと、１枚以上の負レンズとを含むことが好ましい。

前群の最も物体側のレンズは物体側に凸面を向けており、前群の最も像側のレンズは像側に凸面を向けていることが好ましい。

前群は、１枚以上の正レンズと、１枚以上の負レンズとを含むことが好ましい。

前群は、１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとが含まれる接合レンズを２つ以上含むことが好ましい。

前群は、絞りより物体側に、像側に凹面を向けたレンズを２枚以上含むことが好ましい。

本開示の別の態様に係る撮像装置は、上記態様の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。

本明細書において、「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」および「正レンズ」は同義である。「負の屈折力を有するレンズ」および「負レンズ」は同義である。「前群」、「後群」、「第１部分群」、および「第２部分群」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。但し、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、曲率半径、および面形状は、特に断りが無い限り近軸領域のものを用いる。曲率半径の符号は、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。

本明細書において、「全系」は、撮像レンズを意味する。「空気換算距離でのバックフォーカス」は、全系の最も像側のレンズ面から像面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、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」は輝線である。本明細書においては、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）として扱う。

本開示によれば、小型に構成され、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。

実施例１の撮像レンズに対応し、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の撮像レンズの構成と光束を示す断面図である。 実施例１の撮像レンズの各収差図である。 実施例２の撮像レンズの構成を示す断面図である。 実施例２の撮像レンズの各収差図である。 実施例３の撮像レンズの構成を示す断面図である。 実施例３の撮像レンズの各収差図である。 一実施形態に係る撮像装置の正面側の斜視図である。 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、図面を参照しながら本開示の実施形態について説明する。

図１に、本開示の一実施形態に係る撮像レンズの無限遠物体に合焦した状態における構成の断面図を示す。本明細書では、物体距離（物体から最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離）が無限遠の物体を無限遠物体という。図２に、図１の撮像レンズの無限遠物体に合焦した状態における構成と光束の断面図を示す。図２では、光束として、軸上光束２および最大像高Ｙｍａｘの光束３を示す。図１および図２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および図２では、左側が物体側、右側が像側である。以下では主に図１を参照しながら本開示の一実施形態に係る撮像レンズについて説明する。

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、および／又はカバーガラス等を想定した部材である。各種フィルタは、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、および／又は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る。光学部材ＰＰを省略して撮像装置を構成することも可能である。

図１の撮像レンズは、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ順に、開口絞りＳｔを含む正の屈折力を有する前群Ｇｆと、後群Ｇｒとからなる。前群Ｇｆが正の屈折力を有する構成にすることによって、光学系の全長を抑えることが容易となる。

一例として、図１の撮像レンズは以下のように構成されている。前群Ｇｆは、物体側から像側へ順に、第１部分群Ｇｆ１と、開口絞りＳｔと、第２部分群Ｇｆ２とからなる。第１部分群Ｇｆ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１１～Ｌ１６の６枚のレンズからなる。第２部分群Ｇｆ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２１～Ｌ２４の４枚のレンズからなる。後群Ｇｒは、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。なお、図１の開口絞りＳｔは大きさおよび形状を示しているのではなく光軸方向の位置を示している。開口絞りＳｔのこの図示方法は図２においても同様である。

本実施形態の撮像レンズでは、合焦の際に、前群Ｇｆ全体がフォーカス群として光軸Ｚに沿って一体的に移動し、かつ後群Ｇｒは像面Ｓｉｍに対して固定される。本明細書では、合焦の際に移動する群を「フォーカス群」という。フォーカス群が移動することによって合焦が行われる。「一体的に移動」とは、同時に同方向に同量移動することを意味する。開口絞りＳｔを含めて前群Ｇｆ全体が一体的に移動することによって、合焦に伴う諸収差の変動を抑えることが容易となる。図１の前群Ｇｆの下の左向きの矢印は、無限遠物体から至近距離物体への合焦の際に、前群Ｇｆが物体側へ移動するフォーカス群であることを示す。

以下に、本実施形態の撮像レンズの好ましい構成および可能な構成について説明する。なお、以下の好ましい構成および可能な構成の説明では、冗長さを避けるため「本実施形態の撮像レンズ」を単に「撮像レンズ」ともいう。

前群Ｇｆの最も物体側のレンズは物体側に凸面を向けており、前群Ｇｆの最も像側のレンズは像側に凸面を向けていることが好ましい。このようにした場合は、合焦に伴う諸収差の変動を抑えることが容易となる。

前群Ｇｆは、１枚以上の正レンズと、１枚以上の負レンズとを含むことが好ましい。このようにした場合は、合焦に伴う色収差の変動を抑えることに有利となる。

前群Ｇｆは、１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとが含まれる接合レンズを２つ以上含むことが好ましい。このようにした場合は、合焦に伴う色収差の変動を抑えることが容易となる。

前群Ｇｆは、開口絞りＳｔより物体側に、像側に凹面を向けたレンズを２枚以上含むことが好ましい。このようにした場合は、球面収差および像面湾曲を好適に補正することに有利となる。

後群Ｇｒは、１枚以上の正レンズと、１枚以上の負レンズとを含むことが好ましい。このようにした場合は、軸上色収差を好適に補正することに有利となる。

全系の空気換算距離でのバックフォーカスをＢｆ、全系の焦点距離をｆとした場合、撮像レンズは下記条件式（１）を満足することが好ましい。Ｂｆおよびｆは、無限遠物体に合焦した状態における値とする。条件式（１）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、開口絞りＳｔの像側に位置するレンズの大径化を抑制することができ、また、画角を確保することが容易となる。条件式（１）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、光学系の全長の長大化を抑制することができる。より良好な特性を得るためには、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く、下記条件式（１－２）を満足することがさらにより好ましい。
０．１＜Ｂｆ／ｆ＜０．９ （１）
０．２＜Ｂｆ／ｆ＜０．８ （１－１）
０．２５＜Ｂｆ／ｆ＜０．７ （１－２）

後群Ｇｒは、対向する２つの凹面のレンズ面により形成される両凸形状の空気レンズを１つ以上含むことが好ましい。本明細書では、対向する２つのレンズ面の間に挟まれた空気間隔を、屈折率が１のレンズとみなし、この空気間隔を空気レンズと称している。後群Ｇｒに、両凸形状の空気レンズが存在することによって、光学系全体のペッツバール和を抑えることが容易となる。図１の例では、レンズＬ３２の像側の面とレンズＬ３３の物体側の面とにより両凸形状の空気レンズが形成されている。

後群Ｇｒの少なくとも１つの空気レンズの物体側の面の曲率半径をＲｒｆ、像側の面の曲率半径をＲｒｒとした場合、撮像レンズは下記条件式（２）を満足することが好ましい。条件式（２）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、空気側に射出する軸外光束の射出角が大きくなり過ぎないため、非点収差の補正に有利となる。条件式（２）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、軸外光束の主光線の像面Ｓｉｍへの入射角が大きくなり過ぎないため、周辺光量の低減を抑えることが容易となる。より良好な特性を得るためには、撮像レンズは下記条件式（２－１）を満足することがより好ましく、下記条件式（２－２）を満足することがさらにより好ましい。
－０．７＜（Ｒｒｆ＋Ｒｒｒ）／（Ｒｒｆ－Ｒｒｒ）＜－０．０２５ （２）
－０．６＜（Ｒｒｆ＋Ｒｒｒ）／（Ｒｒｆ－Ｒｒｒ）＜－０．０５ （２－１）
－０．５＜（Ｒｒｆ＋Ｒｒｒ）／（Ｒｒｆ－Ｒｒｒ）＜－０．１ （２－２）

前群Ｇｆは、対向する２つの凹面のレンズ面により形成される両凸形状の空気レンズを１つ以上含むことが好ましい。前群Ｇｆの互いに凹面を向けた２つのレンズ面の作用によって、球面収差および非点収差を好適に補正することが容易となる。また、光学系全体のペッツバール和を抑えることが容易となる。図１の例では、レンズＬ１４の像側の面とレンズＬ１５の物体側の面とにより両凸形状の空気レンズが形成されている。

前群Ｇｆの少なくとも１つの空気レンズの物体側の面の曲率半径をＲｆｆ、像側の面の曲率半径をＲｆｒとした場合、撮像レンズは下記条件式（３）を満足することが好ましい。条件式（３）を満足することによって、空気レンズを形成する一方の面の屈折力が、他方の面の屈折力に対して、強すぎたり、弱すぎたりすることを防ぎ、球面収差および非点収差を好適に補正することが容易となる。より良好な特性を得るためには、撮像レンズは下記条件式（３－１）を満足することがより好ましく、下記条件式（３－２）を満足することがさらにより好ましい。
－０．６＜（Ｒｆｆ＋Ｒｆｒ）／（Ｒｆｆ－Ｒｆｒ）＜０ （３）
－０．５＜（Ｒｆｆ＋Ｒｆｒ）／（Ｒｆｆ－Ｒｆｒ）＜－０．０５ （３－１）
－０．４＜（Ｒｆｆ＋Ｒｆｒ）／（Ｒｆｆ－Ｒｆｒ）＜－０．１ （３－２）

無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆ、後群Ｇｒの焦点距離をｆｒとした場合、撮像レンズは下記条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、前群Ｇｆの正の屈折力が強くなり過ぎないため、球面収差の抑制に有利となる。条件式（４）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、ペッツバール和が大きくなり過ぎないため、像面湾曲の抑制に有利となる。より良好な特性を得るためには、撮像レンズは下記条件式（４－１）を満足することがより好ましく、下記条件式（４－２）を満足することがさらにより好ましい。
０＜ｆ／ｆｒ＜０．４ （４）
０＜ｆ／ｆｒ＜０．３ （４－１）
０＜ｆ／ｆｒ＜０．２ （４－２）

前群Ｇｆが、物体側から像側へ順に、第１部分群Ｇｆ１と、開口絞りＳｔと、第２部分群Ｇｆ２とからなる構成において、第１部分群Ｇｆ１の焦点距離をｆ１、第２部分群Ｇｆ２の焦点距離をｆ２とした場合、撮像レンズは下記条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、第１部分群Ｇｆ１に対する第２部分群Ｇｆ２の屈折力が弱くなり過ぎないため、像面湾曲を抑えることが容易となる。条件式（５）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、第１部分群Ｇｆ１に対する第２部分群Ｇｆ２の屈折力が強くなり過ぎないため、第２部分群Ｇｆ２内で発生する非点収差の抑制に有利となる。より良好な特性を得るためには、撮像レンズは下記条件式（５－１）を満足することがより好ましく、下記条件式（５－２）を満足することがさらにより好ましい。
３．５＜ｆ１／ｆ２＜１６ （５）
４．５＜ｆ１／ｆ２＜１５ （５－１）
５＜ｆ１／ｆ２＜１４ （５－２）

前群Ｇｆの最も物体側のレンズ面から後群Ｇｒの最も像側のレンズ面までの光軸上の距離とＢｆとの和をＴＴＬ、開放ＦナンバーをＦＮｏ、最大像高をＹｍａｘとした場合、撮像レンズは下記条件式（６）を満足することが好ましい。Ｂｆは、全系の空気換算距離でのバックフォーカスである。Ｂｆ、ＴＴＬおよびＦＮｏは、無限遠物体に合焦した状態における値とする。条件式（６）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、過度な小型化を防止することができるため、諸収差の補正に有利となる。条件式（６）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、光学系全体の大型化を抑制することができる。より良好な特性を得るためには、撮像レンズは下記条件式（６－１）を満足することがより好ましく、下記条件式（６－２）を満足することがさらにより好ましい。
５＜ＴＴＬ×ＦＮｏ／Ｙｍａｘ＜８．５ （６）
５．２５＜ＴＴＬ×ＦＮｏ／Ｙｍａｘ＜８ （６－１）
５．５＜ＴＴＬ×ＦＮｏ／Ｙｍａｘ＜７ （６－２）

開口絞りＳｔから後群Ｇｒの最も像側のレンズ面までの光軸上の距離とＢｆとの和をＳｔＩ、前群Ｇｆの最も物体側のレンズ面から後群Ｇｒの最も像側のレンズ面までの光軸上の距離とＢｆとの和をＴＴＬとした場合、撮像レンズは下記条件式（７）を満足することが好ましい。Ｂｆは、全系の空気換算距離でのバックフォーカスである。Ｂｆ、ＳｔＩおよびＴＴＬは、無限遠物体に合焦した状態における値とする。条件式（７）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、開口絞りＳｔの位置が像面Ｓｉｍに近づき過ぎないため、像面Ｓｉｍに配置される撮像素子に入射する軸外光束の主光線の入射角が大きくなりすぎるのを防止することができる。条件式（７）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、開口絞りＳｔよりも物体側の空間を十分確保できるため、適切な枚数のレンズを配置することができる。これによって、レンズの曲率半径の絶対値を無理に小さくすること無く構成できるため、諸収差を好適に補正することができる。より良好な特性を得るためには、撮像レンズは下記条件式（７－１）を満足することがより好ましく、下記条件式（７－２）を満足することがさらにより好ましい。
０．３＜ＳｔＩ／ＴＴＬ＜０．８５ （７）
０．４＜ＳｔＩ／ＴＴＬ＜０．８ （７－１）
０．５＜ＳｔＩ／ＴＴＬ＜０．７５ （７－２）

開口絞りＳｔから後群Ｇｒの最も像側のレンズ面までの光軸上の距離とＢｆとの和をＳｔＩ、前群Ｇｆの最も像側のレンズ面から後群Ｇｒの最も像側のレンズ面までの光軸上の距離とＢｆとの和をＤｒＩとした場合、撮像レンズは下記条件式（８）を満足することが好ましい。Ｂｆは、全系の空気換算距離でのバックフォーカスである。Ｂｆ、ＳｔＩおよびＤｒＩは、無限遠物体に合焦した状態における値とする。条件式（８）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、前群Ｇｆの中での開口絞りＳｔの位置が像側寄りになり過ぎないように構成できるため、軸外光束の主光線の像面Ｓｉｍへの入射角が大きくなるのを抑制することができ、これによって、周辺光量の低減の抑制に有利となる。条件式（８）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、前群Ｇｆの中での開口絞りＳｔの位置が物体側寄りになり過ぎないように構成できるため、合焦に伴う非点収差の変動の抑制に有利となる。より良好な特性を得るためには、撮像レンズは下記条件式（８－１）を満足することがより好ましく、下記条件式（８－２）を満足することがさらにより好ましい。
１．４＜ＳｔＩ／ＤｒＩ＜２．８ （８）
１．５＜ＳｔＩ／ＤｒＩ＜２．６ （８－１）
１．６＜ＳｔＩ／ＤｒＩ＜２．３ （８－２）

開口絞りＳｔより物体側の前群Ｇｆ内の全てのレンズのｄ線に対する屈折率の最小値をＮｄ１ｍｉｎとした場合、撮像レンズは下記条件式（９）を満足することが好ましい。条件式（９）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、光学系を小型化するのに有利となる。条件式（９）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、球面収差の補正量が過剰になるのを抑制できる。より良好な特性を得るためには、撮像レンズは下記条件式（９－１）を満足することがより好ましく、下記条件式（９－２）を満足することがさらにより好ましい。
１．７＜Ｎｄ１ｍｉｎ＜２．１ （９）
１．７８＜Ｎｄ１ｍｉｎ＜２ （９－１）
１．８２＜Ｎｄ１ｍｉｎ＜１．９ （９－２）

撮像レンズの各群は例えば、以下のように構成することができる。第１部分群Ｇｆ１は、３枚の正レンズと３枚の負レンズとからなるように構成することができる。第１部分群Ｇｆ１に含まれる正レンズと負レンズとは接合されていてもよい。第１部分群Ｇｆ１は、３つの接合レンズからなるように構成してもよい。

第２部分群Ｇｆ２は、３枚の正レンズと１枚の負レンズとからなるように構成することができる。第２部分群Ｇｆ２は、例えば、物体側から像側へ順に、正レンズと負レンズとが接合されて構成された接合レンズと、２枚の単レンズである正レンズとからなるように構成してもよい。

後群Ｇｒは、１枚の正レンズと２枚の負レンズとからなるように構成することができる。後群Ｇｒは、例えば、物体側から像側へ順に、正レンズと負レンズとが接合されて構成された接合レンズと、負レンズとからなるように構成してもよい。

上記構成および図１に示す例は、本開示の撮像レンズの一例である。本開示の撮像レンズの各群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。また、開口絞りＳｔは、前群Ｇｆの最も物体側に配置されていてもよく、もしくは、前群Ｇｆの最も像側に配置されていてもよい。

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。なお、本開示の撮像レンズが満足することが好ましい条件式は、式の形式で記載された条件式に限定されず、好ましい、より好ましい、およびさらにより好ましいとされた条件式の中から下限と上限とを任意に組み合わせて得られる全ての条件式を含む。

一例として、本開示の撮像レンズの好ましい一態様は、物体側から像側へ順に、開口絞りＳｔを含む正の屈折力を有する前群Ｇｆと、後群Ｇｒとからなり、合焦の際に、前群Ｇｆ全体が一体的に移動し、かつ後群Ｇｒは像面Ｓｉｍに対して固定され、後群Ｇｒは、対向する２つの凹面のレンズ面により形成される空気レンズを１つ以上含み、上記条件式（１）および（２）を満足する撮像レンズである。

次に、本開示の撮像レンズの実施例について図面を参照して説明する。なお、各実施例の断面図のレンズに付された参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明および図面の煩雑化を避けるため、実施例ごとに独立して用いている。したがって、異なる実施例の図面において共通の参照符号が付されていても、必ずしも共通の構成ではない。

［実施例１］
実施例１の撮像レンズの構成の断面図は図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、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する前群Ｇｆと、正の屈折力を有する後群Ｇｒとからなる。前群Ｇｆは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１部分群Ｇｆ１と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第２部分群Ｇｆ２とからなる。無限遠物体から至近距離物体への合焦の際に、前群Ｇｆ全体が一体的に物体側へ移動し、かつ後群Ｇｒは像面Ｓｉｍに対して固定される。

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は以下のように記載されている。Ｓｎの列には、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す。Ｒの列には、各面の曲率半径を示す。Ｄの列には、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。Ｎｄの列には、各構成要素のｄ線に対する屈折率を示す。νｄの列には、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。開口絞りＳｔに対応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１では、合焦の際の可変面間隔は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、全系の焦点距離ｆ、全系の空気換算距離でのバックフォーカスＢｆ、開放ＦナンバーＦＮｏ．、最大全画角２ω、および、最大像高Ｙｍａｘを示す。条件式のＦＮｏと諸元の表のＦＮｏ．、および後述の収差図のＦＮｏ．は同じものである。２ωの欄の（°）は単位が度であることを意味する。表２には、無限遠物体に合焦している状態における値を示す。

表３では、「無限遠」の行に無限遠物体に合焦した状態の可変面間隔を示し、その下の行に、至近距離物体の物体距離と、その至近距離物体に合焦した状態の可変面間隔を示す。例えば、表３では、至近距離物体の物体距離は０．２１２ｍ（メートル）である。表１、表２、および表３には、ｄ線を基準とした場合の値を示す。

基本レンズデータでは、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の行には非球面の面番号を示し、ＫＡおよびＡｍ（ｍ＝３、４、５、・・・１２）の行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Ｚに垂直な平面に下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸Ｚ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予め定められた桁でまるめた数値を記載している。

図３に、実施例１の撮像レンズの各収差図を示す。図３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。図３では「距離：無限遠」と付した上段に無限遠物体に合焦した状態の各収差図を示し、「距離：０．２１２ｍ」と付した下段に物体距離が０．２１２ｍ（メートル）の物体に合焦した状態の各収差図を示す。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。球面収差図では「ＦＮｏ．＝」の後に開放Ｆナンバーの値を示す。その他の収差図では「ω＝」の後に最大半画角の値を示す。

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の断面図を図４に示す。実施例２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前群Ｇｆと、正の屈折力を有する後群Ｇｒとからなる。前群Ｇｆは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１部分群Ｇｆ１と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第２部分群Ｇｆ２とからなる。第１部分群Ｇｆ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１１～Ｌ１６の６枚のレンズからなる。第２部分群Ｇｆ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２１～Ｌ２４の４枚のレンズからなる。後群Ｇｒは、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。無限遠物体から至近距離物体への合焦の際に、前群Ｇｆ全体が一体的に物体側へ移動し、かつ後群Ｇｒは像面Ｓｉｍに対して固定される。

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、各収差図を図５に示す。

［実施例３］
実施例３の撮像レンズの構成の断面図を図６に示す。実施例３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前群Ｇｆと、正の屈折力を有する後群Ｇｒとからなる。前群Ｇｆは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１部分群Ｇｆ１と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第２部分群Ｇｆ２とからなる。第１部分群Ｇｆ１は、物体側から像側へ順に、レンズＬ１１～Ｌ１６の６枚のレンズからなる。第２部分群Ｇｆ２は、物体側から像側へ順に、レンズＬ２１～Ｌ２４の４枚のレンズからなる。後群Ｇｒは、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。無限遠物体から至近距離物体への合焦の際に、前群Ｇｆ全体が一体的に物体側へ移動し、かつ後群Ｇｒは像面Ｓｉｍに対して固定される。

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、各収差図を図７に示す。

表１３に上記実施例の撮像レンズの条件式（１）～（９）の対応値を示す。表１３にはｄ線を基準とした場合の値を示す。

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８および図９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８はカメラ３０を正面側から見た斜視図を示し、図９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可能である。

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。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、およびビデオカメラ等、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 最大像高の光束
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
Ｇｆ 前群
Ｇｆ１ 第１部分群
Ｇｆ２ 第２部分群
Ｇｒ 後群
Ｌ１１～Ｌ３３ レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｙｍａｘ 最大像高
Ｚ 光軸

Claims (20)

1. 物体側から像側へ順に、絞りを含む正の屈折力を有する前群と、後群とからなり、
   合焦の際に、前記前群全体が一体的に移動し、かつ前記後群は像面に対して固定され、
   前記後群は、対向する２つの凹面のレンズ面により形成される空気レンズを１つ以上含み、
   無限遠物体に合焦した状態における全系の空気換算距離でのバックフォーカスをＢｆ、
   無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆ、
   前記後群の少なくとも１つの前記空気レンズの物体側の面の曲率半径をＲｒｆ、像側の面の曲率半径をＲｒｒとした場合、
   ０．１＜Ｂｆ／ｆ＜０．９ （１）
   －０．７＜（Ｒｒｆ＋Ｒｒｒ）／（Ｒｒｆ－Ｒｒｒ）＜－０．０２５ （２）
   で表される条件式（１）および（２）を満足する撮像レンズ。
2. 前記前群は、対向する２つの凹面のレンズ面により形成される空気レンズを１つ以上含み、
   前記前群の少なくとも１つの前記空気レンズの物体側の面の曲率半径をＲｆｆ、像側の面の曲率半径をＲｆｒとした場合、
   －０．６＜（Ｒｆｆ＋Ｒｆｒ）／（Ｒｆｆ－Ｒｆｒ）＜０ （３）
   で表される条件式（３）を満足する請求項１に記載の撮像レンズ。
3. 前記後群の焦点距離をｆｒとした場合、
   ０＜ｆ／ｆｒ＜０．４ （４）
   で表される条件式（４）を満足する請求項１又は２に記載の撮像レンズ。
4. 前記前群は、物体側から像側へ順に、第１部分群と、前記絞りと、第２部分群とからなり、
   前記第１部分群の焦点距離をｆ１、
   前記第２部分群の焦点距離をｆ２とした場合、
   ３．５＜ｆ１／ｆ２＜１６ （５）
   で表される条件式（５）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. 無限遠物体に合焦した状態における前記前群の最も物体側のレンズ面から前記後群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、Ｂｆとの和をＴＴＬ、
   無限遠物体に合焦した状態における開放ＦナンバーをＦＮｏ、
   最大像高をＹｍａｘとした場合、
   ５＜ＴＴＬ×ＦＮｏ／Ｙｍａｘ＜８．５ （６）
   で表される条件式（６）を満足する請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
6. 無限遠物体に合焦した状態における前記絞りから前記後群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、Ｂｆとの和をＳｔＩ、
   無限遠物体に合焦した状態における前記前群の最も物体側のレンズ面から前記後群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、Ｂｆとの和をＴＴＬとした場合、
   ０．３＜ＳｔＩ／ＴＴＬ＜０．８５ （７）
   で表される条件式（７）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. 無限遠物体に合焦した状態における前記絞りから前記後群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、Ｂｆとの和をＳｔＩ、
   無限遠物体に合焦した状態における前記前群の最も像側のレンズ面から前記後群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、Ｂｆとの和をＤｒＩとした場合、
   １．４＜ＳｔＩ／ＤｒＩ＜２．８ （８）
   で表される条件式（８）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. 前記絞りより物体側の前記前群内の全てのレンズのｄ線に対する屈折率の最小値をＮｄ１ｍｉｎとした場合、
   １．７＜Ｎｄ１ｍｉｎ＜２．１ （９）
   で表される条件式（９）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. 前記後群は、１枚以上の正レンズと、１枚以上の負レンズとを含む請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
10. 前記前群の最も物体側のレンズは物体側に凸面を向けており、
    前記前群の最も像側のレンズは像側に凸面を向けている請求項１から９のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
11. 前記前群は、１枚以上の正レンズと、１枚以上の負レンズとを含む請求項１から１０のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
12. 前記前群は、１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズとが含まれる接合レンズを２つ以上含む請求項１から１１のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
13. 前記前群は、前記絞りより物体側に、像側に凹面を向けたレンズを２枚以上含む請求項１から１２のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
14. ０．２＜Ｂｆ／ｆ＜０．８ （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。
15. －０．６＜（Ｒｒｆ＋Ｒｒｒ）／（Ｒｒｆ－Ｒｒｒ）＜－０．０５ （２－１）
    で表される条件式（２－１）を満足する請求項１に記載の撮像レンズ。
16. －０．５＜（Ｒｆｆ＋Ｒｆｒ）／（Ｒｆｆ－Ｒｆｒ）＜－０．０５ （３－１）
    で表される条件式（３－１）を満足する請求項２に記載の撮像レンズ。
17. ０＜ｆ／ｆｒ＜０．３ （４－１）
    で表される条件式（４－１）を満足する請求項３に記載の撮像レンズ。
18. ４．５＜ｆ１／ｆ２＜１５ （５－１）
    で表される条件式（５－１）を満足する請求項４に記載の撮像レンズ。
19. ５．２５＜ＴＴＬ×ＦＮｏ／Ｙｍａｘ＜８ （６－１）
    で表される条件式（６－１）を満足する請求項５に記載の撮像レンズ。
20. 請求項１から１９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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