JP7003604B2

JP7003604B2 - 結像レンズ系、撮像装置

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Publication number: JP7003604B2
Application number: JP2017231991A
Authority: JP
Inventors: 卓哉長能
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2022-02-04
Anticipated expiration: 2037-12-01
Also published as: JP2019101229A

Description

本発明は、撮像装置に用いられる結像レンズ系に関する。

エリアセンサを用いた撮像装置の利用方法として、被写体を撮影する従来のコンパクトカメラや一眼レフカメラ、ミラーレスカメラ等の他、産業用カメラ、車載カメラ等が知られている。
産業用カメラとしては例えば産業用機械に対象物を認識させるマシンビジョン用途等が挙げられるが、このような用途に用いられる結像レンズ系は、従来のカメラ用途等と比べてフォーカシングに伴うレンズ性能の低下が少なく、安定していることが重要である。
このような光学特性を満足するために、様々なレンズ群構成の結像光学系が知られている（例えば特許文献１～２等参照）。

しかしながら、従来の方法では、フォーカシング時のレンズ性能の変動を低減しようとすると、周辺光量比が十分に確保できないことや、像面への入射角が大きくなってしまう等の問題があった。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、フォーカシング時のレンズ性能の変動を抑制しながらも、周辺光量比が十分に高く、像面への入射角を小さく抑えた結像レンズ系の提供を目的とする。

本発明の結像レンズ系は、物体側から順に、第１レンズ群、正の第２レンズ群を配設してなり、無限遠から近距離へのフォーカシング時に、第１レンズ群との間隔が減少するように第２レンズ群が物体側に移動する結像レンズ系であり、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ向かって順に、負の第１aレンズ群、正の第１bレンズ群で構成され、前記第２レンズ群は、物体側から順に、正の第２aレンズ群、絞り、正の第２bレンズ群で構成され、第２aレンズ群は物体側から像側へ向かって順に正レンズと負レンズとが接合された第２ａ接合レンズで構成され、第２bレンズ群は物体側から像側へ向かって順に負レンズL_２b１と正レンズL_２b２とが接合された第２ｂ接合レンズL_２b12、正レンズL_２b３、負レンズL_２b4、正レンズL_２b5で構成され、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：ｆ、第１レンズ群の焦点距離：f_１としたとき、条件式（１）：
（１） -0.２0 < f / f_１ < 0.２0 を満足する。

本発明の結像レンズ系によれば、フォーカシング時のレンズ性能の変動を抑制しながらも、周辺光量比が十分に高く、像面への入射角を小さく抑えることが可能である。

本発明にかかわる撮像装置の概略構成である。実施例１の結像レンズの構成を示す断面図である。実施例１の結像レンズの無限遠合焦状態での収差曲線図である。実施例１の結像レンズのWD=0.25mに合焦した状態での収差曲線図である。実施例１の結像レンズのWD=0.10mに合焦した状態での収差曲線図である。実施例２の結像レンズの構成を示す断面図である。実施例２の結像レンズの無限遠合焦状態での収差曲線図である。実施例２の結像レンズのWD=0.25mに合焦した状態での収差曲線図である。実施例２の結像レンズのWD=0.10mに合焦した状態での収差曲線図である。実施例３の結像レンズの構成を示す断面図である。実施例３の結像レンズの無限遠合焦状態での収差曲線図である。実施例３の結像レンズのWD=0.25mに合焦した状態での収差曲線図である。実施例３の結像レンズのWD=0.10mに合焦した状態での収差曲線図である。実施例４の結像レンズの構成を示す断面図である。実施例４の結像レンズの無限遠合焦状態での収差曲線図である。実施例４の結像レンズのWD=0.25mに合焦した状態での収差曲線図である。実施例４の結像レンズのWD=0.10mに合焦した状態での収差曲線図である。参考例１の結像レンズの構成を示す断面図である。参考例１の結像レンズの無限遠合焦状態での収差曲線図である。参考例１の結像レンズのWD=0.25mに合焦した状態での収差曲線図である。参考例１の結像レンズのWD=0.10mに合焦した状態での収差曲線図である。

以下、本発明に係る撮像装置用の結像レンズ系、撮像装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

第１の実施形態
以下、本発明に係る結像光学系たる結像レンズ系たるレンズ系１０の実施形態について説明する。
本実施形態おいて、撮像装置１００は、図１に示すように、被写体たる対象物WKを撮影して画像認識により対象物WKの位置や形状等を特定するための産業用カメラである。
撮像装置１００は、対象物WKの像を結像するために複数のレンズで構成された結像光学系たるレンズ系１０と、レンズ系１０によって結像された光を画像として認識する撮像素子たる撮像部２０と、を有している。
なお、レンズ系１０においては、像面Ｉｍに結像させた像を撮像部２０で撮像する場合が想定されており、図２、６、１０、１４、１８において符号ＣＧは「撮像素子のカバーガラス」を示している。
また、図２、６、１０、１４、１８において、図中左方向を対象物ＷＫが置かれる「物体側」、図中右方向を「像側」として呼称する。

撮像部２０は、レンズ系１０の像面Ｉｍ上に受光面がくるように配置された撮像素子である。

カバーガラスＣＧは「平行平板状」で、撮像部２０の受光面は像面Ｉｍに合致している。

カバーガラスＣＧは、撮像部２０の受光面をシールドして保護する機能を持つが、赤外線カットフィルタ等の機能を併せ持つとしても良い。

レンズ系１０は、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２とを配設されたレンズ群である。
レンズ系１０は、無限遠から近距離へのフォーカシング時において、第２レンズ群Ｇ２が物体側に移動することでフォーカスを調整する。

第１レンズ群G1は、物体側から像側に向かって順に負の屈折力を有する第１ａレンズ群Ｇ１ａと、正の屈折力を有する第１ｂレンズ群Ｇ１ｂと、を有している。

また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、正の屈折力を有する第２aレンズ群Ｇ２ａ、開口絞り３０、正の屈折力を有する第２bレンズ群Ｇ２ｂで構成されている。

第２aレンズ群Ｇ２ａは物体側から像側へ向かって順に正レンズＬ_２ａ１と負レンズＬ_２ａ２とが接合された第２ａ接合レンズＬ_２ａ１２で構成され、第２ｂレンズ群Ｇ２ｂは物体側から像側へ向かって順に負レンズＬ_２ｂ１と正レンズＬ_２ｂ２とが接合された第２ｂ接合レンズＬ_２ｂ１２と、正レンズＬ_２ｂ３、負レンズL_２b4、正レンズL_２b5で構成されたレンズ群である。
このように第２ｂレンズ群Ｇ２ｂの最も物体側のレンズを接合レンズ、その像側に正レンズを配置することで、負レンズＬ_２ｂ１の物体側レンズ面S_２ｂ１と正レンズＬ_２ｂ２の像側レンズ面Ｓ_２ｂ２と正レンズＬ_２ｂ３の物体側レンズ面との間で生じる収差を適切にやり取り出来て、特に球面収差とコマ収差に対して良好な補正を行うことができる。
さらに、第２ａレンズ群Ｇ２ａを物体側から順に正、負の屈折力配置として第２ａ接合レンズＬ_２ａ１２を構成することにより、２つの接合レンズである第２ａ接合レンズＬ_２ａ１２と第２ｂ接合レンズＬ_２ｂ１２との間に開口絞り３０が配置される。
すなわち、開口絞り３０を挟んで２つの接合レンズの屈折力の配置が対称となる。かかる構成により、コマ収差とコマ収差の色差を十分に補正することができる。
このとき、第２ａ接合レンズＬ_２ａ１２の正レンズＬ_２ａ１は像側に凸面の凸レンズ、負レンズＬ_２ａ２は像側に凸面を向けた負メニスカスレンズであることが望ましい。
また、第２ｂ接合レンズＬ_２ｂ１２の接合面は、像側に凹面を向けることがより好ましい。
また、正レンズＬ_２ｂ３の像側に負レンズＬ_２ｂ４、正レンズＬ_２ｂ５の順で配置することで、射出瞳位置を十分確保しつつ、像面湾曲や歪曲収差などの残存収差を十分に補正できる。

さて、このように第２ｂレンズ群Ｇ２ｂがフォーカシング時に動作するタイプの結像レンズ系において、フォーカシング時のレンズ性能の変動を低減しようとすると、周辺光量比が十分に確保できないことや、像面への入射角が大きくなってしまう等の問題があった。
そこで、本実施形態のレンズ系１０では、上述したレンズ構成並びに以下に挙げる条件式（１）～（１１）を満たすことで、フォーカシング時のレンズ性能の変動を抑制しながらも、周辺光量比が十分に高く、像面への入射角を小さく抑えることができる。

本実施形態におけるレンズ系１０は、無限遠物体に合焦した状態における第１レンズ群G1と第２レンズ群G2とを合わせたレンズ系１０全系の焦点距離：ｆ、第１レンズ群G1の焦点距離：ｆ１とすると、以下の条件式（１）を満足する。

かかる条件式（１）は、レンズ系１０全系に対する第１レンズ群Ｇ１の屈折力が弱いことを示している。
かかる条件式（１）の上限を超えると、第１レンズ群Ｇ１の正のパワーが過大になってしまい、第２ｂレンズ群のフォーカシング時におけるコマ収差の補正が困難となる。
また、相対的に第２レンズ群Ｇ２の屈折力も弱くなってしまうため、第２レンズ群Ｇ２のフォーカス群としての機能が低下し、移動量が増加することになるため、レンズ系１０全体の大型化にもつながってしまう。
また、下限を下回ると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が負側に過大となってしまうため、被写体ＷＫまでの物体距離の変化によって生じる像面湾曲を十分に低減することが困難となる。

レンズ系１０は、条件式（１）を満足することで、フォーカシング時の収差変動を抑制することができる。

さらに、より好ましくは、条件式（１）は、―０．１５＜ｆ／ｆ１＜０．１５の範囲内に収まっていることがさらに望ましい。
このように、レンズ系１０全系に対する第１レンズ群Ｇ１の屈折力をさらに抑制することで、さらにフォーカシング時の像面湾曲収差の変動を小さくして、フォーカシング時の収差変動を抑制する。

また、本実施形態では、レンズ系１０は、負レンズＬ_２ｂ４の焦点距離：ｆ_Ｌ２ｂ４、正レンズＬ_２ｂ５の焦点距離：ｆ_Ｌ２ｂ５としたとき、以下の条件式（２）を満足する。

かかる条件式（２）は、正レンズＬ_２ｂ５と負レンズＬ_２ｂ４との間の屈折力の比を示すものであり、レンズ系１０の像側に配置された２つのレンズの屈折力のバランスを条件式（２）の範囲内とすることにより、補正しきれず残存していた収差を良好に補正して、より結像性能を高めることができる。
また、条件式（２）の範囲外になると、特に像面湾曲収差の補正が困難となるため、満足する結像性能を達成することが困難である。

また、レンズ系１０は、第２ｂ接合レンズＬ_２ｂ１２の焦点距離：ｆ_{Ｌ２ｂ１２}、第２ｂ接合レンズＬ_２ｂ１２の像側に配置された正レンズＬ_２ｂ３の焦点距離：ｆ_Ｌ２ｂ３としたとき、次の条件式（３）を満足する。

かかる条件式（３）は、第２ｂ接合レンズＬ_２ｂ１２と正レンズＬ_２ｂ３との屈折力の比を規定するものである。
すなわち、条件式（３）の上限値を超えると、正レンズＬ_２ｂ３の正の屈折力が過小となり、第２ｂ接合レンズＬ_２ｂ１２と正レンズＬ_２ｂ３との間の収差補正のバランスが崩れ、良好な結像性能を得ることが難しい。
また、条件式（３）の下限値を下回ると、正レンズＬ_２ｂ３の屈折力が大きくなるため、バランスが崩れて球面収差、コマ収差の補正が困難となる。

レンズ系１０は、かかる条件式（３）を満足することで、さらに良好な球面収差、コマ収差の補正が可能となるとともに、小型化を図ることができる。

また、本発明のレンズ系１０は、負レンズＬ_２ｂ１の物体側レンズ面Ｓ_２ｂ１の曲率半径：Ｒ_{Ｌ２ｂ１ｓｕｒ．１}、正レンズＬ_２ｂ２の像側レンズ面Ｓ_２ｂ２の曲率半径：Ｒ_{Ｌ２ｂ２ｓｕｒ．２}としたとき、以下の条件式（４）を満足する。

かかる条件式（４）を満足することで、より良好な収差補正、特に球面収差とコマ収差の良好な補正を行うことができる。

条件式（４）は、第２ｂ接合レンズＬ_２ｂ１２の物体側と像側、両側のレンズ面の曲率半径の比を表すものであり、かかる条件式（４）の範囲外の値を取る時には、球面収差とコマ収差のバランスが崩れて良好な結像性能を得ることが難しくなる。

また本実施形態では、レンズ系１０は、正レンズＬ_２ｂ３のｄ線に対する屈折率：ｎｄ_Ｌ２ｂ３としたとき、以下の条件式（５）を満足する。

かかる条件式（５）の上限値よりも大きい屈折率の物質を材料として正レンズＬ_２ｂ３を構成すると、コストが激増してしまうためにレンズのコストアップを招く虞がある。
他方、条件式（５）の下限値よりも小さい屈折率の材料を用いたのでは、収差補正に必要な正の屈折力の確保が難しくなり、レンズ面の曲率半径を大きくしてしまうこととなる。このようなレンズ面の曲率半径の増大は、レンズ面に対する入射角の増大を招く虞があるため、球面収差やコマ収差、像面湾曲等の各種収差が発生しやすくなり好ましくない。
さらに、このような曲率半径の増大は、製造誤差に対する性能劣化感度が増大してしまう虞もある。
本実施形態のレンズ系１０は、かかる条件式（５）を満足することで、小型化及び良好な収差補正を図ることができる。

また、本実施形態では、レンズ系１０は、レンズ系１０全系で最も物体側に位置するレンズの物体側レンズ面から開口絞り３０までの光軸上の距離：Ｌｓ、レンズ系１０全系で最も物体側に位置するレンズの物体側レンズ面から最も像側に位置するレンズの像側レンズ面までの光軸上の距離：Ｌ、としたとき、次の条件式（６）を満足する。

条件式（６）において、Ｌは所謂レンズ全長、Ｌｓはレンズ系１０の開口絞り３０までの物体側部分の長さを表し、条件式（６）はレンズ系１０の全長に対する「レンズ系１０全系で最も物体側に位置するレンズの物体側レンズ面から開口絞り３０までの光軸上の距離」を規定するものである。

かかる条件式（６）の上限値を超えると、開口絞り３０の位置がレンズ全系に対して像側に寄りすぎてしまい、第２ｂレンズ群Ｇ２ｂの自由度が減り、レンズ系１０の中で比較的大きな割合の屈折力を占める第２ｂレンズ群Ｇ２ｂでの収差補正が困難となる。
また、第１レンズ群Ｇ１及び第２ａレンズ群Ｇ２ａを通過する軸外光線が高くなるため、第１レンズ群Ｇ１の大型化につながるため好ましくない。
また、条件式（６）の下限値を下回ると、開口絞り３０の位置がレンズ全系に対して物体側に寄りすぎてしまい、開口絞り３０の大型化を招いてしまう。また、第２ｂレンズ群Ｇ２ｂを通る軸外光線が高くなりすぎてしまい、第２ｂレンズ群Ｇ２ｂの大型化につながるため好ましくない。

本実施形態では、かかる条件式（６）を満足する構成により、小型化及び良好な収差補正を図ることができる。

また、本実施形態では、レンズ系１０は、フォーカシング時に第１レンズ群Ｇ１の位置が像面に対して固定化される。
かかる構成により、フォーカシング用の移動機構が簡素化できて、レンズ系１０全体の小型化を容易に行うことができる。

また、本実施形態では、レンズ系１０は、第１ａレンズ群Ｇ１ａの最も像側に位置するレンズの像側レンズ面から、第１ｂレンズ群Ｇ１ｂの最も物体側に位置するレンズＬの物体側レンズ面までの距離：Ｄ_{Ｌ１ａ－Ｌ１ｂ}、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に位置するレンズの物体側レンズ面から第１レンズ群Ｇ１の最も像側に位置するレンズの像側レンズ面までの光軸上の距離：Ｌ_１としたとき、条件式（７）を満足する。

かかる条件式（７）は、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に位置するレンズの物体側レンズ面から第１レンズ群Ｇ１の最も像側に位置するレンズの像側レンズ面までの光軸上の距離に対する第１ａレンズ群Ｇ１ａと第１ｂレンズ群Ｇ１ｂとの間の光軸上の距離の比を規定するものである。
条件式（７）の上限値を超えると、第１ａレンズ群Ｇ１ａと第１ｂレンズ群Ｇ１ｂとの間隔が広くなりすぎてしまい、第１ａレンズ群Ｇ１ａの大型化が生じてしまう。
条件式（７）の下限値を下回ると、第１ａレンズ群Ｇ１ａと第１ｂレンズ群Ｇ１ｂとの間隔が狭すぎてしまい、第１ａレンズ群Ｇ１ａで発生する収差を第１ｂレンズ群Ｇ１ｂで補正しきれなくなり、結像性能の劣化を生じやすくなる。

本実施形態では、かかる条件式（７）を満足する構成により、より良好な収差補正と小型化とを図ることができる。

本実施形態では、レンズ系１０は、第２ｂ接合レンズL_2b12の物体側レンズ面から像側レンズ面までの光軸上の距離：D_L2b12、第２ｂレンズ群Ｇ２ｂで最も物体側に位置するレンズＬ_２ｂ１の物体側レンズ面Ｓ_２ｂ１から最も像側に位置するレンズＬ_２ｂ５の像側レンズ面までの光軸上の距離：Ｌ_２ｂとしたとき、条件式（８）を満足する。

かかる条件式（８）は第２ｂレンズ群Ｇ２ｂの光軸上の厚さに対する第２ｂ接合レンズL_2b12の肉厚の比を規定するものである。
条件式（８）の上限値を超えると、負レンズL_2b1の物体側レンズ面と正レンズL_2b2の像側レンズ面の間隔が過大になり、正レンズL_2b3、負レンズL_2b4、正レンズL_2b5の各レンズの自由度が低下する。
そのため、レンズ系１０の小型化が困難になり、さらに、単色収差の十分な補正が困難となる。
条件式（８）の下限値を下回ると、負レンズL_2b1の物体側レンズ面と正レンズL_2b2の像側レンズ面の間隔が過小となり、球面収差、コマ収差の十分な補正が困難となる。
本実施形態では、レンズ系１０が条件式（８）を満足することで、効果的に結像レンズの小型化と高性能を両立させることができる。

さらに、本実施形態では、負レンズＬ_２ｂ１が、d線に対する負レンズL_2b1の屈折率：nd_L2b1、d線に対する負レンズL_2b1のアッベ数：νd_L2b1、g線，F線，C線に対する屈折率n_g，n_F，n_Cを用いて(n_g-n_F)/(n_F-n_C)と定義される部分分散比：θ_g,Fとしたとき、以下の条件式を満足する。

条件式（９）、（１０）、（１１）は、それぞれ硝材の屈折率、アッベ数、異常分散性を規定するものである。
かかる条件式（９）～（１１）を満足する硝材であることで、高屈折率でありながら、高分散、かつ、異常分散性を有することができ、単色収差を十分に補正しつつ、色収差を十分に補正することが可能となる。

さらに、本実施形態のレンズ系１０は、第１レンズ群Ｇ１が、負レンズL_1a1、負レンズL_1a2、正レンズL_1b1で構成されることが好ましい。このように２枚の負レンズを分割し、2つのレンズの間に空気間隔を持つように配置することで、分担して屈折させることができ、良好な収差補正が可能となる。

さらに、本実施形態では、レンズ系１０を構成するレンズは、全てのレンズが球面レンズであることが好ましい。かかる構成に限定されるものではないが、非球面や回折面を持ったレンズを採用しないことで例えば成形用の金型などのコストの上昇を避けられる。特に小ロットの生産時においてコスト面で有利である。

さらに、本実施形態では、第1群レンズ群Ｇ１および第2レンズ群Ｇ２を構成する全てのレンズ材質が、無機固体材料であることが好ましい。有機材料や有機無機ハイブリッド材料等によるレンズは、温度・湿度などの環境条件による特性の変化が大きい。レンズ系１０を構成する全てのレンズを無機固体材料で形成することにより、温度・湿度などの環境条件の変化の影響を受けにくいレンズ系１０を実現できる。

また本実施形態では、撮像装置１００はレンズ系１０を有している。かかるレンズ系１０を用いることにより、フォーカシング時に性能劣化を発生させず、無限遠から近距離まで良好に収差補正可能な高性能な撮像装置が可能となる。

以下、本発明の具体的な数値例として、実施例１～４を示す。
実施例における記号の意味は以下の通りである。

F：Fナンバ
Y’：像高
R：曲率半径
D：面間隔
Nd：d線に対する屈折率
νd：d線に対するアッベ数
BF：バックフォーカス
θg,F：部分分散比
WD：ワーキングディスタンス（物体から最も物体側に位置するレンズの物体側レンズ面の頂点までの距離）

各実施例の収差図に示されるように、各実施例とも収差は高いレベルで補正され、フォーカシングによる像面湾曲の変化が良好に抑制されている。球面収差、軸上色収差、倍率色収差も小さく、コマ収差も最周辺部まで良好に抑制されている。また、歪曲収差も絶対値で至近から無限遠まで0.8%以下となっている。
即ち、実施例１～５に示したレンズ系１０は何れも各種収差が十分に低減された結像レンズを実現している。即ち、画角37°～54°程度、Fナンバ1.8程度、レンズ枚数10枚で800万画素の撮像素子にまで対応した解像力を有し、無限遠物体からワーキングディスタンス0.1mの至近距離を「直線を直線として描写可能」であり、フォーカシングに伴う性能の変化が少ない高性能な結像レンズとなっている。

（数値実施例１）
図２は、実施例１に係るレンズ系１０の光学配置図を示している。物体側（紙面左側）から順番に、第１レンズＬ１から第１０レンズＬ１０で構成され、開口絞り３０はＬ５とＬ６の間に設置される。
かかる実施例１において、無限遠に合焦した状態での収差図を図３、ワーキングディスタンス：０．２５ｍに合焦した状態での収差図を図４、ワーキングディスタンス：０．１０ｍに合焦した状態での収差図を図５、にそれぞれ示す。

表２に記した間隔Ａ、Ｂは、それぞれのワーキングディスタンスの値にフォーカシングした時の図１に示したＡ、Ｂに対応するレンズ間隔である。
上記に示した各条件式（１）～（１１）に関する数値は、表３に示す通りである。

焦点距離f：11.99
Fナンバ：1.84
半画角ω：24.7°

（数値実施例２）
図６は、実施例２に係るレンズ系１０の光学配置図を示している。物体側（紙面左側）から順番に、第１レンズＬ１から第１０レンズＬ１０で構成され、開口絞り３０はＬ５とＬ６の間に設置される。
かかる実施例２において、無限遠に合焦した状態での収差図を図７、ワーキングディスタンス：０．２５ｍに合焦した状態での収差図を図８、ワーキングディスタンス：０．１０ｍに合焦した状態での収差図を図９、にそれぞれ示す。

表５に記した間隔Ａ、Ｂは、それぞれのワーキングディスタンスの値にフォーカシングした時の図１に示したＡ、Ｂに対応するレンズ間隔である。
上記に示した各条件式（１）～（１１）に関する数値は、表６に示す通りである。

焦点距離f：11.99
Fナンバ：1.84
半画角ω：24.7°

（数値実施例３）
図１０は、実施例３に係るレンズ系１０の光学配置図を示している。物体側（紙面左側）から順番に、第１レンズＬ１から第１０レンズＬ１０で構成され、開口絞り３０はＬ５とＬ６の間に設置される。
かかる実施例３において、無限遠に合焦した状態での収差図を図１１、ワーキングディスタンス：０．２５ｍに合焦した状態での収差図を図１２、ワーキングディスタンス：０．１０ｍに合焦した状態での収差図を図１３、にそれぞれ示す。

表８に記した間隔Ａ、Ｂは、それぞれのワーキングディスタンスの値にフォーカシングした時の図１に示したＡ、Ｂに対応するレンズ間隔である。
上記に示した各条件式（１）～（１１）に関する数値は、表３に示す通りである。

焦点距離f：12.01
Fナンバ：1.84
半画角ω：24.7°

（数値実施例４）
図１４は、実施例４に係るレンズ系１０の光学配置図を示している。物体側（紙面左側）から順番に、第１レンズＬ１から第１０レンズＬ１０で構成され、開口絞り３０はＬ５とＬ６の間に設置される。
かかる実施例４において、無限遠に合焦した状態での収差図を図１５、ワーキングディスタンス：０．２５ｍに合焦した状態での収差図を図１６、ワーキングディスタンス：０．１０ｍに合焦した状態での収差図を図１７、にそれぞれ示す。

表１１に記した間隔Ａ、Ｂは、それぞれのワーキングディスタンスの値にフォーカシングした時の図１に示したＡ、Ｂに対応するレンズ間隔である。
上記に示した各条件式（１）～（１１）に関する数値は、表１２に示す通りである。

焦点距離f：15.99
Fナンバ：1.84
半画角ω：19.0°

（参考例１）
図１８は、参考例１としてのレンズ系１０の光学配置図を示している。物体側（紙面左側）から順番に、第１レンズＬ１から第１０レンズＬ１０で構成され、開口絞り３０はＬ５とＬ６の間に設置される。
かかる参考例１において、無限遠に合焦した状態での収差図を図１９、ワーキングディスタンス：０．２５ｍに合焦した状態での収差図を図２０、ワーキングディスタンス：０．１０ｍに合焦した状態での収差図を図２１、にそれぞれ示す。

表１４に記した間隔Ａ、Ｂは、それぞれのワーキングディスタンスの値にフォーカシングした時の図１に示したＡ、Ｂに対応するレンズ間隔である。
上記に示した各条件式（１）～（１１）に関する数値は、表１５に示す通りである。

焦点距離f：15.99
Fナンバ：1.84
半画角ω：19.0°

以上の通りに、本発明に係る結像レンズ系は、数値実施例１乃至４に示した具体的な構成において、収差が十分に補正されている。良好な光学性能を確保し得ることは、各実施例より明らかである。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上述の各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに異なる実施形態や変形例を適宜に組み合わせてもよい。

１０結像光学系（レンズ系）
２０撮像素子
１００撮像装置
ｆ無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離
f_１第１レンズ群の焦点距離
f_L２b4 負レンズL_２b4の焦点距離
f_L２b5 正レンズL_２b5の焦点距離
nd_L２b3 正レンズL_２b3のd線に対する屈折率
R_{L２b１sur.１} 負レンズL_２b１の物体側レンズ面の曲率半径
R_{L２b２sur.２} 正レンズL_２b２の像側レンズ面の曲率半径
Ｌｓ全系で最も物体側に位置するレンズの物体側レンズ面から絞りまでの光軸上の距離
Ｌ全系で最も物体側に位置するレンズの物体側レンズ面から全系で最も像側に位置するレンズの像側レンズ面までの光軸上の距離

特開２０１７－０８３７７０号公報特開２０１６－１２６２７７号公報

Claims

物体側から順に、第１レンズ群、正の第２レンズ群を配設してなり、
無限遠から近距離へのフォーカシング時に、第１レンズ群との間隔が減少するように第２レンズ群が物体側に移動する結像レンズ系であり、
前記第１レンズ群は、物体側から像側へ向かって順に、負の第１aレンズ群、正の第１bレンズ群で構成され、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、正の第２aレンズ群、絞り、正の第２bレンズ群で構成され、
第２aレンズ群は物体側から像側へ向かって順に正レンズと負レンズとが接合された第２ａ接合レンズで構成され、
第２bレンズ群は物体側から像側へ向かって順に負レンズL_２b１と正レンズL_２b２とが接合された第２ｂ接合レンズL_２b12、正レンズL_２b3、負レンズL_２b4、正レンズL_２b5で構成され、
無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：ｆ、第１レンズ群の焦点距離：f_１としたとき、条件式（１）：
（１） -0.２0 < f／f_１＜0.２0
を満足することを特徴とする結像レンズ系。
請求項１に記載の結像レンズ系において、
負レンズL_２b4の焦点距離：f_L２b4、正レンズL_２b5の焦点距離：f_L２b5としたとき、
条件式（２）：
（２） -１.55 < f_L２b4 / f_L２b5 < -0.90
を満足することを特徴とする結像レンズ系。
請求項１または２に記載の結像レンズ系において、
第２ｂ接合レンズの焦点距離：f_L２b１２、第２bレンズ群の正レンズL_２b3の焦点距離：f_L２b3としたとき、条件式（３）：
（３） -２.5 < f_L２b１２ / f_L２b3 < -１.3
を満足することを特徴とする結像レンズ系。
請求項１～３の何れか１項に記載の結像レンズ系において、
負レンズL_２b１の物体側レンズ面の曲率半径：R_{L２b１sur.１}、正レンズL_２b２の像側レンズ面の曲率半径：R_{L２b２sur.２}としたとき、条件式（４）：
（４） 0.65 < R_{L２b１sur.１} / R_{L２b２sur.２} < 0.90
を満足することを特徴とする結像レンズ系。
請求項１～４の何れか１項に記載の結像レンズ系において、
正レンズL_２b3のd線に対する屈折率：nd_L２b3としたとき、条件式（５）：
（５）1.80 < nd_L２b3 < 2.05
を満足することを特徴とする結像レンズ系。
請求項１～５の何れか１項に記載の結像レンズ系において、
全系で最も物体側に位置するレンズの物体側レンズ面から絞りまでの光軸上の距離：Ls、全系で最も物体側に位置するレンズの物体側レンズ面から全系で最も像側に位置するレンズの像側レンズ面までの光軸上の距離：Ｌとしたとき、条件式（６）：
（６） 0.48 < Ls / L < 0.63
を満足することを特徴とする結像レンズ系。
請求項１～６の何れか１項に記載の結像レンズ系において、
フォーカシング時に第１レンズ群は像面に対して固定されていることを特徴とする結像レンズ系。
請求項１～７の何れか１項に記載の結像レンズ系において、
第１aレンズ群の最も像側に位置するレンズの像側レンズ面から第１bレンズ群の最も物体側に位置するレンズの物体側レンズ面までの光軸上の距離：D_L１a-L１b、第１レンズ群の最も物体側に位置するレンズの物体側レンズ面から第１レンズ群の最も像側に位置するレンズの像側レンズ面までの光軸上の距離：L_１としたとき、条件式（７）：
（７） 0.15 < D_L１a-L１b / L_１ < 0.35
を満足することを特徴とする結像レンズ系。
請求項１～８の何れか１項に記載の結像レンズ系において、
第２ｂ接合レンズの物体側レンズ面から像側レンズ面までの光軸上の距離：D_L２b１２、第２bレンズ群で最も物体側に位置するレンズの物体側レンズ面から最も像側に位置する像側レンズ面までの光軸上の距離：L_２bとしたとき、条件式（８）：
（８） 0.40 < D_L２b１２ / L_２b < 0.60
を満足することを特徴とする結像レンズ系。
請求項１～９の何れか１項に記載の結像レンズ系において、
d線に対する負レンズL_２b１の屈折率：nd_L２b１、
d線に対する負レンズL_２b１のアッベ数：νd_L２b１、
負レンズL_２b１のg線、F線、C線に対する屈折率n_g、n_F、n_Cにより(n_g - n_F) / (n_F - n_C)と定義される部分分散比：θ_g,Fとしたとき、それぞれ条件式（９）、（１０）、（１１）
（９）１.78 < nd_L２b１ < 2.00
（１０）20.0 < νd_L２b１ < 32.0
（１１）0.005 < θ_g,F - (-0.001802×ν_dL２b１ + 0.6483) < 0.009
を満足することを特徴とする結像レンズ系。
請求項１～１０の何れか１項に記載の結像レンズ系において、
第１レンズ群が、負レンズL_１a１、負レンズL_１a２、正レンズL_１b１で構成されることを特徴とする結像レンズ系。
請求項１～１１の何れか１項に記載の結像レンズ系において、
第１群レンズ群および第２レンズ群を構成する全てのレンズが球面レンズであることを特徴とする結像レンズ系。
請求項１～１２のいずれか１項に記載の結像レンズ系において、
第１群レンズ群および第２レンズ群を構成する全てのレンズ材質が、無機固体材料であることを特徴とする結像レンズ系。
請求項１～１３の何れか１項に記載の結像レンズ系を有する撮像装置。