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JP2012173299A - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

撮像レンズおよび撮像装置 Download PDF

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JP2012173299A JP2011031662A JP2011031662A JP2012173299A JP 2012173299 A JP2012173299 A JP 2012173299A JP 2011031662 A JP2011031662 A JP 2011031662A JP 2011031662 A JP2011031662 A JP 2011031662A JP 2012173299 A JP2012173299 A JP 2012173299A
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Abstract

【課題】コンパクトでありながら高速にフォーカシングを行う撮像レンズを提供する。
【解決手段】撮像レンズは、物体側より順に、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レンズ群とから構成される。第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと、１枚の負レンズとから構成される。第２レンズ群は、物体側より順に、負レンズと、正レンズと、正レンズとから構成される。フォーカシングに際しては第２レンズ群が光軸方向に移動する。
【選択図】図１

Description

本技術は、撮像レンズおよび撮像装置に関する。詳しくは、いわゆるレンズ交換式デジタルカメラの交換レンズ装置に用いられる撮像レンズ系およびそれを用いた撮像装置に関する。
近年、レンズ交換式デジタルカメラが急速に普及している。特にレンズ交換式カメラシステムにおいて、動画撮影が可能になったため、静止画だけでなく動画撮影にも適したレンズが求められている。動画撮影する際には被写体の急速な動きに追従するために、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。
レンズ交換式カメラシステムのための、撮影画角が２５乃至４５度程度、Ｆ値が３．５以下の明るいレンズタイプとしてはいくつかの種類があるが、ガウス型レンズが広く知られている（例えば、特許文献１および２参照。）。ガウス型レンズは、フォーカシングに際して、レンズ全系またはその一部のレンズ群が光軸方向に移動する。また、ガウス型レンズ以外としては、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レンズ群とを備え、フォーカシングの際には第１レンズ群を光軸方向に移動させるレンズ系が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
特開平６−３３７３４８号公報 特開２００９−５８６５１号公報 特開２００９−２１０９１０号公報
上述のガウス型レンズでは、フォーカシングに際して、レンズ全系または絞りを挟んだ前群および後群が独立して光軸方向に移動する。この場合、動画撮影のためにレンズ全系を高速に移動させてフォーカシングしようとすると、フォーカシングレンズ群の重量が重いため、レンズを移動させるためのアクチュエータが大型化してしまい、鏡筒が大型化してしまうという問題がある。また、前群と後群を独立して移動させて高速フォーカシングしようとすると、複数のアクチュエータを鏡筒に搭載させるため、鏡筒サイズが大型化してしまうという問題がある。一方、ガウス型レンズ以外のレンズにおいては、物体側より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レンズ群とを備え、フォーカシングに際して、第１レンズ群が光軸方向に移動する。この場合、動画撮影のために高速フォーカシングを行おうとすると、第１レンズ群の重量が重いため、駆動用のアクチュエータが大型化してしまい鏡筒サイズが大型化してしまうという問題がある。
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、コンパクトでありながら高速にフォーカシングを行う撮像レンズを提供することを目的とする。
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、物体側より順に、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レンズ群とから構成され、上記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと、１枚の負レンズとから構成され、上記第２レンズ群は、物体側より順に、負レンズと、正レンズと、正レンズとから構成され、フォーカシングに際しては上記第２レンズ群が光軸方向に移動する撮像レンズである。これにより、第２レンズ群を軽重量化することにより、フォーカシングレンズ群としての第２レンズ群を小型のアクチュエータによって高速に移動させるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、以下の条件式（１）および（２）を満足するようにしてもよい。
条件式（１）： ０．１ ＜ β２ ＜ ０．８、
条件式（２）： １．１ ＜ β３ ＜ ３．０
但し、β２は上記第２レンズ群の横倍率、β３は上記第３レンズ群の横倍率である。
また、この第１の側面において、以下の条件式（３）、（４）および（５）を満足するようにしてもよい。
条件式（３）： Ｎｄ２１ ＜ １．７、
条件式（４）： Ｎｄ２２ ＜ １．７５、
条件式（５）： Ｎｄ２３ ＜ １．７５
但し、Ｎｄ２１は上記第２レンズ群の最も物体側のレンズの媒質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、Ｎｄ２２は上記第２レンズ群の物体側から２番目のレンズの媒質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、Ｎｄ２３は上記第２レンズ群の物体側から３番目のレンズの媒質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率である。
また、この第１の側面において、以下の条件式（６）を満足するようにしてもよい。
条件式（６）： −１．５ ＜ ｆ２１／ｆ２ ＜ −０．３
但し、ｆ２１は上記第２レンズ群の最も物体側のレンズの焦点距離、ｆ２は上記第２レンズ群の焦点距離である。
また、この第１の側面において、上記第１レンズ群は、物体側より順に正レンズと負レンズとが貼り合わせされた接合レンズを含んでもよい。また、この第１の側面において、上記第１レンズ群は、物体側より順に、正レンズと、正レンズと、負レンズとから構成されてもよい。
また、この第１の側面において、上記第３レンズ群は、物体側より順に、負レンズと、正レンズとから構成されてもよい。
また、本技術の第２の側面は、物体側より順に、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レンズ群とから構成される撮像レンズと、上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、上記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと、１枚の負レンズとから構成され、上記第２レンズ群は、物体側より順に、負レンズと、正レンズと、正レンズとから構成され、フォーカシングに際しては上記第２レンズ群が光軸方向に移動する撮像装置である。これにより、第２レンズ群を軽重量化することにより、フォーカシングレンズ群としての第２レンズ群を小型のアクチュエータによって高速に移動させるという作用をもたらす。
本技術によれば、コンパクトでありながら高速にフォーカシングを行う撮像レンズを提供することができるという優れた効果を奏し得る。
第１の実施の形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。 第１の実施の形態による撮像レンズの無限遠合焦時における各収差図である。 第１の実施の形態による撮像レンズの近距離合焦時における各収差図である。 第２の実施の形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。 第２の実施の形態による撮像レンズの無限遠合焦時における各収差図である。 第２の実施の形態による撮像レンズの近距離合焦時における各収差図である。 第３の実施の形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。 第３の実施の形態による撮像レンズの無限遠合焦時における各収差図である。 第３の実施の形態による撮像レンズの近距離合焦時における各収差図である。 第４の実施の形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。 第４の実施の形態による撮像レンズの無限遠合焦時における各収差図である。 第４の実施の形態による撮像レンズの近距離合焦時における各収差図である。 第５の実施の形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。 第５の実施の形態による撮像レンズの無限遠合焦時における各収差図である。 第５の実施の形態による撮像レンズの近距離合焦時における各収差図である。 第１乃至第５の実施の形態による撮像レンズを撮像装置１００に適用した例を示す図である。
本開示における撮像レンズは、物体側より順に、第１レンズ群ＧＲ１と、絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３とから構成される。第１レンズ群ＧＲ１は少なくとも１枚の正レンズＬ１２と、１枚の負レンズＬ１３とから構成される。第２レンズ群ＧＲ２は物体側より順に、負レンズＬ２１と、正レンズＬ２２と、正レンズＬ２３とから構成される。フォーカシングに際して、第２レンズ群ＧＲ２が光軸方向に移動する。
第２レンズ群ＧＲ２は絞りＳの直後に配置されており、レンズの外形が小さいため、重量が軽く、小型アクチュエータで高速に移動させることが可能である。したがって、第２レンズ群ＧＲ２をフォーカシングレンズ群に使用することにより、鏡筒サイズをコンパクトに保ちながら、フォーカシングレンズ群を高速に移動することができる。
また、第２レンズ群ＧＲ２が正の屈折力を有し、第３レンズ群ＧＲ３が負の屈折力を有するパワー配置により、第２レンズ群ＧＲ２が光軸方向に移動した際に、第２レンズ群ＧＲ２の移動量に対する像面位置の変動量の比（ピント敏感度）を大きくすることができる。そして、ピント敏感度を大きくすることにより、フォーカスストロークを短くすることができるため、レンズ全長を短くすることができる。
本開示における撮像レンズは以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
０．１ ＜ β２ ＜ ０．８ ・・・（１）
但し、
β２：第２レンズ群ＧＲ２の横倍率
である。横倍率は像面上の倍率を示す。
条件式（１）は、第２レンズ群ＧＲ２の横倍率を規定している。条件式（１）を下回ると、第２レンズ群ＧＲ２のパワーが強くなり過ぎるため、偏芯敏感度が大きくなり、製造難易度が上がってしまう。条件式（１）を上回ると、ピント敏感度が小さくなるため、フォーカスストロークが長くなり、レンズ全長が長くなってしまう。
なお、本開示における撮像レンズは条件式（１）の数値範囲を以下の条件式（１'）に設定することが好ましい。
０．１５ ＜ β２ ＜ ０．７ ・・・（１'）
また、本開示における撮像レンズは条件式（１）の数値範囲を以下の条件式（１''）の通りに設定することがより好ましい。条件式（１''）の数値範囲に設定することにより、偏芯敏感度を抑えながら、レンズ全長をさらに小型化することができる。
０．１５ ＜ β２ ＜ ０．６ ・・・（１''）
また、本開示における撮像レンズは以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
１．１ ＜ β３ ＜ ３．０ ・・・（２）
但し、
β３：第３レンズ群ＧＲ３の横倍率
である。
条件式（２）は、第３レンズ群ＧＲ３の横倍率を規定している。条件式（２）を下回ると、ピント敏感度が小さくなるため、フォーカスストロークが長くなり、レンズ全長が長くなってしまう。条件式（２）を上回ると、第３レンズ群ＧＲ３のパワーが強くなり過ぎるため、偏芯敏感度が大きくなり、製造難易度が上がってしまう。
なお、本開示における撮像レンズは条件式（２）の数値範囲を以下の条件式（２'）に設定することがより望ましい。
１．１ ＜ β３ ＜ ２．０ ・・・（２'）
また、本開示における撮像レンズは条件式（２）の数値範囲を以下の条件式（２''）の通りに設定することがより好ましい。条件式（２''）の数値範囲に設定することにより、偏芯敏感度を抑えながら、レンズ全長をさらに小型化することができる。
１．２＜ β３ ＜ １．８ ・・・（２''）
また、本開示における撮像レンズは、以下の条件式（３）、（４）および（５）を満足することが望ましい。
Ｎｄ２１ ＜ １．７ ・・・（３）、
Ｎｄ２２ ＜ １．７５ ・・・（４）、
Ｎｄ２３ ＜ １．７５ ・・・（５）
但し、
Ｎｄ２１：前記Ｌ２１レンズの媒質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、
Ｎｄ２２：前記Ｌ２２レンズの媒質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、
Ｎｄ２３：前記Ｌ２３レンズの媒質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
である。
条件式（３）は第２レンズ群ＧＲ２の負レンズＬ２１の媒質のｄ線に対する屈折率を規定している。条件式（４）および（５）はそれぞれ第２レンズ群ＧＲ２の正レンズＬ２２およびＬ２３の媒質のｄ線に対する屈折率を規定している。条件式（３）、（４）および（５）を上回ると、媒質の比重が大きくなり、レンズ重量が重くなるため、フォーカシング群を移動させるためのアクチュエータが大型化し、鏡筒サイズが大きくなってしまう。
なお、本開示における撮像レンズは条件式（３）の数値範囲を以下の条件式（３'）の範囲に設定することが好ましい。以下の数値範囲に設定することにより、第２レンズ群ＧＲ２の重量をより軽量化することができる。
Ｎｄ２１ ＜ １．６ ・・・（３'）
本開示における撮像レンズは以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
−１．５ ＜ ｆ２１／ｆ２ ＜ −０．３ ・・・（６）
但し、
ｆ２１：Ｌ２１レンズの焦点距離、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
である。
条件式（６）は第２レンズ群ＧＲ２の焦点距離に対する第２レンズ群ＧＲ２の最も物体側に配置されたＬ２１レンズの焦点距離を規定している。条件式（６）を下回ると、Ｌ２１レンズのパワーが小さくなり過ぎるため、収差補正の効果が小さくなり、軸上色収差と倍率色収差が悪化する。条件式（６）を上回るとＬ２１レンズのパワーが強くなり過ぎるため、第２レンズ群ＧＲ２内の相対偏芯に対する敏感度が大きくなり、製造難易度が高くなってしまう。
なお、本開示における撮像レンズは条件式（６）の数値範囲を以下の条件式（６'）の範囲に設定することが好ましい。
−１．２ ＜ ｆ２１／ｆ２ ＜ −０．４ ・・・（６'）
また、本開示における撮像レンズは条件式（６）の数値範囲を以下の条件式（６''）の通りに設定することがより好ましい。条件式（６''）の数値範囲に設定することにより、偏芯敏感度を抑えながら、色収差をさらに補正することができる。
−１．０ ＜ ｆ２１／ｆ２ ＜ −０．５ ・・・（６''）
本開示における撮像レンズは、第１レンズ群ＧＲ１が物体側より、正レンズＬ１２および負レンズＬ１３が貼りあわされた接合レンズにより構成されることが望ましい。この構成にすることで、軸上色収差、倍率色収差を良好に補正しながら、第１レンズ群ＧＲ１の厚さを薄くすることができるため、鏡筒サイズをコンパクトに保ったまま、良好な性能を得ることができる。
また、第１レンズ群ＧＲ１は、物体側より順に、正レンズＬ１１、正レンズＬ１２、負レンズＬ１３により構成されることが望ましい。この構成にすることで、軸外収差、特にコマ収差、倍率色収差を良好に補正することができる。
本開示における撮像レンズは、負の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３が、物体側より順に負レンズＬ３１および正レンズＬ３２により構成されることが望ましい。この構成にすることで、軸外収差、特に歪曲収差、非点収差、像面湾曲を良好に補正することができる。
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（数値実施例１）
２．第２の実施の形態（数値実施例２）
３．第３の実施の形態（数値実施例３）
４．第４の実施の形態（数値実施例４）
５．第５の実施の形態（数値実施例５）
６．適用例（撮像装置）
なお、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。すなわち、「面番号」は物体側から数えてｉ番目の面、「Ｒｉ」は前記ｉ番目の面の曲率半径、「Ｄｉ」は物体側から数えてｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の軸上面間隔（レンズ中心厚あるいは空気間隔）である。「Ｎｉ」は第ｉレンズを構成する材質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における屈折率、「νｉ」は第ｉレンズを構成する材質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）におけるアッベ数、「ｆ」はレンズ全系の焦点距離、「Ｆｎｏ」は開放Ｆ値、「ω」は半画角を示すものとする。また「∞」は当該面が平面であることを、「ＡＳＰ」は当該面が非球面（aspherical）であることをそれぞれ示す。また、軸上面間隔「Ｄｉ」のうち可変間隔に関しては「可変」と表示する。
また、各実施の形態において用いられる撮像レンズには、レンズ面が非球面によって構成されるものがある。レンズ面の頂点から光軸方向の距離を「ｘ」、光軸と垂直な方向の高さを「ｙ」、レンズ頂点での近軸曲率を「ｃ」、円錐（コーニック）定数を「к」とすると、
ｘ＝ｃｙ2／（１＋（１−（１＋к）ｃ2ｙ2）1/2）
＋Ａ２ｙ2＋Ａ４ｙ4＋Ａ６ｙ6+Ａ８ｙ8＋Ａ１０ｙ10
によって定義されるものとする。なお、Ａ２、Ａ４、Ａ６、Ａ８およびＡ１０は、それぞれ第２次、第４次、第６次、第８次および第１０次の非球面係数である。
＜１．第１の実施の形態＞
［レンズ構成］
図１は、本技術の第１の実施の形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側より順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１３とから構成される。
第２レンズ群ＧＲ２は、物体側より順に、両凹レンズＬ２１および両凸レンズＬ２２が貼り合わされた接合レンズと、両面に非球面が形成された両凸レンズＬ２３とから構成される。
第３レンズ群ＧＲ３は、物体側より順に、像側の面に非球面を有して物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と、両凸レンズＬ３２とから構成される。第３レンズ群ＧＲ３全体、または、第３レンズ群ＧＲ３の負レンズＬ３１を光軸に対して垂直方向へ移動させることにより、像シフトさせることが可能である。
なお、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間には絞りＳが配置され、第３レンズ群ＧＲ３と像面ＩＭＧとの間には（図示しない）フィルタが配置される。
［撮像レンズの緒元］
表１に、第１の実施の形態における撮像レンズに具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデータを示す。
Figure 2012173299
この第１の実施の形態における撮像レンズでは、第１１面、第１２面、第１４面は、上述の通り非球面形状によって構成されている。これら各面の円錐定数к、第４次、第６次、第８次および第１０次の非球面係数Ａ１１、Ａ１２およびＡ１４を、表２に示す。
Figure 2012173299
この第１の実施の形態において、広角端から望遠端へとレンズ位置が変化する際に、以下の各レンズ群の間隔が変化する。すなわち、第１レンズ群ＧＲ１と絞りとの間の間隔Ｄ７、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間の間隔Ｄ１２である。無限遠合焦時および近距離合焦時における間隔Ｄ７およびＤ１２の各数値、焦点距離ｆ、開放Ｆ値Ｆｎｏ、半画角ω、ならびに、横倍率βを、表３に示す。
Figure 2012173299
［撮像レンズの収差］
図２および３に第１の実施の形態による撮像レンズの各収差図を示す。図２は、第１の実施の形態による撮像レンズの無限遠合焦時における各収差図である。図３は、第１の実施の形態による撮像レンズの近距離合焦時における各収差図である。それぞれにおいて、（ａ）球面収差図、（ｂ）非点収差図および（ｃ）歪曲収差図をそれぞれ示している。
なお、球面収差図において、実線はｄ線（５８７．６ｎｍ）、破線はｃ線（波長６５６．３ｎｍ）、一点鎖線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）における値を示す。また、非点収差図において、実線Ｓはサジタル像面、破線Ｍはメリディオナル像面における値を示す。
＜２．第２の実施の形態＞
［レンズ構成］
図４は、本技術の第２の実施の形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、両凸レンズＬ１２および両凹レンズＬ１３が貼り合わされた接合レンズとにより構成される。
第２レンズ群ＧＲ２は、物体側より順に、両凹レンズＬ２１および両凸レンズＬ２２が貼り合わされた接合レンズと、両面に非球面が形成された両凸レンズＬ２３とから構成される。
第３レンズ群ＧＲ３は、像側の面に非球面が形成された両凹レンズＬ３１から構成される。第３レンズ群ＧＲ３を光軸に対して垂直方向へ移動させることにより、像シフトさせることが可能である。
なお、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間には絞りＳが配置され、第３レンズ群ＧＲ３と像面ＩＭＧとの間には（図示しない）フィルタが配置される。
［撮像レンズの緒元］
表４に、第２の実施の形態における撮像レンズに具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデータを示す。
Figure 2012173299
この第２の実施の形態における撮像レンズでは、第１０面、第１１面、第１３面は、上述の通り非球面形状によって構成されている。これら各面の円錐定数к、第４次、第６次、第８次および第１０次の非球面係数Ａ１１、Ａ１２およびＡ１４を、表５に示す。
Figure 2012173299
この第２の実施の形態において、広角端から望遠端へとレンズ位置が変化する際に、以下の各レンズ群の間隔が変化する。すなわち、第１レンズ群ＧＲ１と絞りとの間の間隔Ｄ６、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間の間隔Ｄ１１である。無限遠合焦時および近距離合焦時における間隔Ｄ６およびＤ１１の各数値、焦点距離ｆ、開放Ｆ値Ｆｎｏ、半画角ω、ならびに、横倍率βを、表６に示す。
Figure 2012173299
［撮像レンズの収差］
図５および６に第２の実施の形態による撮像レンズの各収差図を示す。図５は、第２の実施の形態による撮像レンズの無限遠合焦時における各収差図である。図６は、第２の実施の形態による撮像レンズの近距離合焦時における各収差図である。それぞれにおいて、（ａ）球面収差図、（ｂ）非点収差図および（ｃ）歪曲収差図をそれぞれ示している。なお、各収差図における線種は第１の実施の形態において説明したものと同様である。
＜３．第３の実施の形態＞
［レンズ構成］
図７は、本技術の第３の実施の形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側より順に、両凸レンズＬ１２および両凹レンズＬ１３が貼り合わされた接合レンズにより構成される。
第２レンズ群ＧＲ２は、物体側より順に、両凹レンズＬ２１および両凸レンズＬ２２が貼り合わされた接合レンズと、両面に非球面が形成された両凸レンズＬ２３とから構成される。
第３レンズ群ＧＲ３は、像側の面に非球面が形成された両凹レンズＬ３１から構成される。第３レンズ群ＧＲ３を光軸に対して垂直方向へ移動させることにより、像シフトさせることが可能である。
なお、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間には絞りＳが配置され、第３レンズ群ＧＲ３と像面ＩＭＧとの間には（図示しない）フィルタが配置される。
［撮像レンズの緒元］
表７に、第３の実施の形態における撮像レンズに具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデータを示す。
Figure 2012173299
この第３の実施の形態における撮像レンズでは、第８面、第９面、第１１面は、上述の通り非球面形状によって構成されている。これら各面の円錐定数к、第４次、第６次、第８次および第１０次の非球面係数Ａ１１、Ａ１２およびＡ１４を、表８に示す。
Figure 2012173299
この第３の実施の形態において、広角端から望遠端へとレンズ位置が変化する際に、以下の各レンズ群の間隔が変化する。すなわち、第１レンズ群ＧＲ１と絞りとの間の間隔Ｄ４、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間の間隔Ｄ９である。無限遠合焦時および近距離合焦時における間隔Ｄ４およびＤ９の各数値、焦点距離ｆ、開放Ｆ値Ｆｎｏ、半画角ω、ならびに、横倍率βを、表９に示す。
Figure 2012173299
［撮像レンズの収差］
図８および９に第３の実施の形態による撮像レンズの各収差図を示す。図８は、第３の実施の形態による撮像レンズの無限遠合焦時における各収差図である。図９は、第３の実施の形態による撮像レンズの近距離合焦時における各収差図である。それぞれにおいて、（ａ）球面収差図、（ｂ）非点収差図および（ｃ）歪曲収差図をそれぞれ示している。なお、各収差図における線種は第１の実施の形態において説明したものと同様である。
＜４．第４の実施の形態＞
［レンズ構成］
図１０は、本技術の第４の実施の形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側より順に、両凸レンズＬ１２および両凹レンズＬ１３が貼り合わされた接合レンズにより構成される。
第２レンズ群ＧＲ２は、物体側より順に、両凹レンズＬ２１と、両凸レンズＬ２２と、両面に非球面が形成された両凸レンズＬ２３とから構成される。
第３レンズ群ＧＲ３は、像側の面に非球面が形成された両凹レンズＬ３１により構成される。第３レンズ群を光軸に対して垂直方向へ移動させることにより、像シフトさせることが可能である。
なお、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間には絞りＳが配置され、第３レンズ群ＧＲ３と像面ＩＭＧとの間には（図示しない）フィルタが配置される。
［撮像レンズの緒元］
表１０に、第４の実施の形態における撮像レンズに具体的数値を適用した数値実施例４のレンズデータを示す。
Figure 2012173299
この第４の実施の形態における撮像レンズでは、第９面、第１０面、第１２面は、上述の通り非球面形状によって構成されている。これら各面の円錐定数к、第４次、第６次、第８次および第１０次の非球面係数Ａ１１、Ａ１２およびＡ１４を、表１１に示す。
Figure 2012173299
この第４の実施の形態において、広角端から望遠端へとレンズ位置が変化する際に、以下の各レンズ群の間隔が変化する。すなわち、第１レンズ群ＧＲ１と絞りとの間の間隔Ｄ４、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間の間隔Ｄ１０である。無限遠合焦時および近距離合焦時における間隔Ｄ４およびＤ１０の各数値、焦点距離ｆ、開放Ｆ値Ｆｎｏ、半画角ω、ならびに、横倍率βを、表１２に示す。
Figure 2012173299
［撮像レンズの収差］
図１１および１２に第４の実施の形態による撮像レンズの各収差図を示す。図１１は、第４の実施の形態による撮像レンズの無限遠合焦時における各収差図である。図１２は、第４の実施の形態による撮像レンズの近距離合焦時における各収差図である。それぞれにおいて、（ａ）球面収差図、（ｂ）非点収差図および（ｃ）歪曲収差図をそれぞれ示している。なお、各収差図における線種は第１の実施の形態において説明したものと同様である。
＜５．第５の実施の形態＞
［レンズ構成］
図１３は、本技術の第５の実施の形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側より順に、両凸レンズＬ１２および両凹レンズＬ１３が貼り合わされた接合レンズにより構成される。
第２レンズ群ＧＲ２は、物体側より順に、両凹レンズＬ２１と、両凸レンズＬ２２と、両面に非球面が形成された両凸レンズＬ２３とから構成される。
第３レンズ群ＧＲ３は、物体側より順に、像側の面に非球面が形成された両凹レンズＬ３１と、物体側の面に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３２とから構成される。第３レンズ群ＧＲ３全体、または、第３レンズ群ＧＲ３中の負レンズＬ３１を光軸に対して垂直方向へ移動させることにより、像シフトさせることが可能である。
なお、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間には絞りＳが配置され、第３レンズ群ＧＲ３と像面ＩＭＧとの間には（図示しない）フィルタが配置される。
［撮像レンズの緒元］
表１３に、第５の実施の形態における撮像レンズに具体的数値を適用した数値実施例５のレンズデータを示す。
Figure 2012173299
この第５の実施の形態における撮像レンズでは、第９面、第１０面、第１２面は、上述の通り非球面形状によって構成されている。これら各面の円錐定数к、第４次、第６次、第８次および第１０次の非球面係数Ａ１１、Ａ１２およびＡ１４を、表１４に示す。
Figure 2012173299
この第５の実施の形態において、広角端から望遠端へとレンズ位置が変化する際に、以下の各レンズ群の間隔が変化する。すなわち、第１レンズ群ＧＲ１と絞りとの間の間隔Ｄ４、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間の間隔Ｄ１０である。無限遠合焦時および近距離合焦時における間隔Ｄ４およびＤ１０の各数値、焦点距離ｆ、開放Ｆ値Ｆｎｏ、半画角ω、ならびに、横倍率βを、表１５に示す。
Figure 2012173299
［撮像レンズの収差］
図１４および１５に第５の実施の形態による撮像レンズの各収差図を示す。図１４は、第５の実施の形態による撮像レンズの無限遠合焦時における各収差図である。図１５は、第５の実施の形態による撮像レンズの近距離合焦時における各収差図である。それぞれにおいて、（ａ）球面収差図、（ｂ）非点収差図および（ｃ）歪曲収差図をそれぞれ示している。なお、各収差図における線種は第１の実施の形態において説明したものと同様である。
［条件式のまとめ］
表１６に第１乃至第５の実施の形態の数値実施例１乃至５における各値を示す。この値からも明らかなように、条件式（１）乃至（６）を満足することがわかる。また、各収差図に示すように、無限遠合焦時および近距離合焦時において、各種収差もバランスよく補正されていることがわかる。
Figure 2012173299
＜６．適用例＞
［撮像装置の構成］
図１６は、第１乃至第５の実施の形態による撮像レンズを撮像装置１００に適用した例を示す図である。この撮像装置１００は、撮像レンズ１１０と、撮像素子１２０と、映像分離部１３０と、プロセッサ１４０と、駆動部１５０と、モータ１６０とを備えている。
撮像レンズ１１０は、第１乃至第５の実施の形態による本開示の撮像レンズである。
撮像素子１２０は、撮像レンズ１１０により形成された光学像を電気的信号に変換するものである。撮像素子１２０としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の光電変換素子を利用することができる。
映像分離部１３０は、撮像素子１２０から供給された電気信号に基づいてフォーカス制御信号を生成し、これをプロセッサ１４０へ送出するとともに、電気信号のうち映像部分に相当する映像信号を後段の（図示しない）映像処理回路へ送出する。映像処理回路では、その後の処理に適した信号形式に変換され、（図示しない）表示部に対する映像表示処理や、所定の記録媒体に対する記録処理、所定の通信インタフェースを介したデータ転送処理等に供されるように構成される。
プロセッサ１４０は、フォーカシング操作等の外部からの操作信号が供給され、その操作信号に応じて種々の処理を実行するようになされている。プロセッサ１４０は、例えばフォーカシングボタンによるフォーカシング操作信号が供給された場合、その指令に応じた合焦常態にするべく、駆動部１５０を介してモータ１６０を動作させる。これにより撮像装置１００のプロセッサ１４０は、フォーカシング操作信号に応じて撮像レンズ１１０の第２レンズ群ＧＲ２を光軸に沿って移動させる。なお、撮像装置１００のプロセッサ１４０は、そのときの第２レンズ群ＧＲ２の位置情報をフィードバックさせるようになされており、次にモータ１６０を介して第２レンズ群ＧＲ２を移動させる際に参照するようになされている。
なお、この撮像装置１００では、説明の簡略化のために、駆動系を１系統しか示していないが、ズーム系、フォーカス系、撮影モード切替系等をそれぞれ個別に備えてもよい。また、手振れ補正機能を備える場合には、ブレ補正レンズを駆動するための防振駆動系を備えてもよい。また上述した駆動系は、そのいくつかを共通化してもよい。
なお、上述の実施の形態においては、撮像装置１００をデジタルスチルカメラと想定した例を示したが、撮像装置１００はデジタルスチルカメラに限られることはない。例えば、レンズ交換式のカメラや、デジタルビデオカメラ、デジタルビデオカメラ等が組み込まれた携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)等のその他種々の電子機器として広く適用することができる。
このように、本技術の実施の形態によれば、第２レンズ群ＧＲ２を軽重量化することにより、フォーカシングレンズ群としての第２レンズ群ＧＲ２を小型のアクチュエータによって高速に移動させることができる。
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）物体側より順に、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レンズ群とから構成され、
前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと、１枚の負レンズとから構成され、
前記第２レンズ群は、物体側より順に、負レンズと、正レンズと、正レンズとから構成され、
フォーカシングに際しては前記第２レンズ群が光軸方向に移動する撮像レンズ。
（２）以下の条件式（１）および（２）を満足する前記（１）に記載の撮像レンズ。
条件式（１）： ０．１ ＜ β２ ＜ ０．８、
条件式（２）： １．１ ＜ β３ ＜ ３．０
但し、
β２：前記第２レンズ群の横倍率、
β３：前記第３レンズ群の横倍率
である。
（３）以下の条件式（３）、（４）および（５）を満足する前記（１）または（２）に記載の撮像レンズ。
条件式（３）： Ｎｄ２１ ＜ １．７、
条件式（４）： Ｎｄ２２ ＜ １．７５、
条件式（５）： Ｎｄ２３ ＜ １．７５
但し、
Ｎｄ２１： 前記第２レンズ群の最も物体側のレンズの媒質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、
Ｎｄ２２： 前記第２レンズ群の物体側から２番目のレンズの媒質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、
Ｎｄ２３： 前記第２レンズ群の物体側から３番目のレンズの媒質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
である。
（４）以下の条件式（６）を満足する前記（１）から（３）のいずれかに記載の撮像レンズ。
条件式（６）： −１．５ ＜ ｆ２１／ｆ２ ＜ −０．３
但し、
ｆ２１：前記第２レンズ群の最も物体側のレンズの焦点距離、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
である。
（５）前記第１レンズ群は、物体側より順に正レンズと負レンズとが貼り合わせされた接合レンズを含む
前記（１）から（４）のいずれかに記載の撮像レンズ。
（６）前記第１レンズ群は、物体側より順に、正レンズと、正レンズと、負レンズとから構成される
前記（１）から（５）のいずれかに撮像レンズ。
（７）前記第３レンズ群は、物体側より順に、負レンズと、正レンズとから構成される
前記（１）から（５）のいずれかに撮像レンズ。
（８）物体側より順に、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レンズ群とから構成される撮像レンズと、
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、
前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと、１枚の負レンズとから構成され、
前記第２レンズ群は、物体側より順に、負レンズと、正レンズと、正レンズとから構成され、
フォーカシングに際しては前記第２レンズ群が光軸方向に移動する撮像装置。
１００ 撮像装置
１１０ 撮像レンズ
１２０ 撮像素子
１３０ 映像分離部
１４０ プロセッサ
１５０ 駆動部
１６０ モータ

Claims (8)

  1. 物体側より順に、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レンズ群とから構成され、
    前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと、１枚の負レンズとから構成され、
    前記第２レンズ群は、物体側より順に、負レンズと、正レンズと、正レンズとから構成され、
    フォーカシングに際しては前記第２レンズ群が光軸方向に移動する撮像レンズ。
  2. 以下の条件式（１）および（２）を満足する請求項１に記載の撮像レンズ。
    条件式（１）： ０．１ ＜ β２ ＜ ０．８
    条件式（２）： １．１ ＜ β３ ＜ ３．０
    但し、
    β２：前記第２レンズ群の横倍率、
    β３：前記第３レンズ群の横倍率
    である。
  3. 以下の条件式（３）、（４）および（５）を満足する請求項１記載の撮像レンズ。
    条件式（３）： Ｎｄ２１ ＜ １．７
    条件式（４）： Ｎｄ２２ ＜ １．７５
    条件式（５）： Ｎｄ２３ ＜ １．７５
    但し、
    Ｎｄ２１： 前記第２レンズ群の最も物体側のレンズの媒質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、
    Ｎｄ２２： 前記第２レンズ群の物体側から２番目のレンズの媒質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、
    Ｎｄ２３： 前記第２レンズ群の物体側から３番目のレンズの媒質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
    である。
  4. 以下の条件式（６）を満足する請求項１記載の撮像レンズ。
    条件式（６）： −１．５ ＜ ｆ２１／ｆ２ ＜ −０．３
    但し、
    ｆ２１：前記第２レンズ群の最も物体側のレンズの焦点距離、
    ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
    である。
  5. 前記第１レンズ群は、物体側より順に正レンズと負レンズとが貼り合わせされた接合レンズを含む
    請求項１記載の撮像レンズ。
  6. 前記第１レンズ群は、物体側より順に、正レンズと、正レンズと、負レンズとから構成される
    請求項１記載の撮像レンズ。
  7. 前記第３レンズ群は、物体側より順に、負レンズと、正レンズとから構成される
    請求項１記載の撮像レンズ。
  8. 物体側より順に、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レンズ群とから構成される撮像レンズと、
    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、
    前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズと、１枚の負レンズとから構成され、
    前記第２レンズ群は、物体側より順に、負レンズと、正レンズと、正レンズとから構成され、
    フォーカシングに際しては前記第２レンズ群が光軸方向に移動する撮像装置。
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