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技術 結像レンズ、撮像装置および情報装置

出願人 株式会社リコー
発明者 大橋和泰
出願日 2016年9月26日 (3年6ヶ月経過) 出願番号 2016-187598
公開日 2016年12月22日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2016-218486
状態 特許登録済
技術分野 レンズ系
主要キーワード 外向性 デジタルスティルカメラ 光学ガラスレンズ 赤外カットガラス フィルタガラス 内向性 度斜め 実焦点
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年12月22日)のものです。
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図面 (20)

課題

広角で、大口径であり、レンズ全長レンズ総厚およびレンズ径の全てにおいて小型であって、各種収差を充分に低減し、高画素数に対応する解像力を有する高性能を得る。

解決手段

結像レンズは、複数のレンズL1〜L7で構成する。隣接し且つ互いに離間して配置される2つのレンズの、互いに対峙する物体側レンズ像側面像側レンズ物体側面とで挟まれる空気間隔空気レンズと称し、前記物体側レンズの像側面を前記空気レンズの物体側面、前記像側レンズの物体側面を前記空気レンズの像側面として、前記空気レンズの形状を定義するものとして、当該結像レンズの中で最も物体側に位置する第1レンズL1−第2レンズL2間の空気レンズと最も像側に位置する第6レンズL6−第7レンズL7間の空気レンズを、共に両凸形状とする。

概要

背景

固体撮像素子を用いて被写体のデジタル画像データを取得する、いわゆるデジタルカメラ等の市場は非常に大きな市場となっており、この種のデジタルカメラ等に対するユーザの要望多岐にわたっている。その中でも、対角長が20mm〜45mm程度の比較的大きな撮像素子を使用し、高性能な単焦点光学系からなる結像レンズを搭載した高画質コンパクトカメラというカテゴリは、ユーザから大きな期待が寄せられている。ユーザからの要望としては、高性能であることに加えて、携帯性に優れる、すなわち、小型であることに対するウエイトが高い。
ここで、高性能化という面では、少なくとも、1,200万〜2,400万画素の撮像素子に対応する解像力を有することに加えて、絞り開放からコマフレアが少なく、高コントラストで、画角周辺部まで点像崩れが少ないこと、色収差が少なく、輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じないこと、そして歪曲収差が少なく、直線を直線として描写可能なこと等が必要である。
さらに、大口径化という面では、ズームレンズを搭載した一般的なコンパクトカメラと差別化する必要性から、少なくともF2.8程度のF値が必要である。
そして、小型化の面では、撮像素子が比較的大きいことによって実焦点距離が長くなるため、小さな撮像素子を用いる場合よりも、焦点距離または最大像高正規化した場合に、より全長が短くなることが必要である。

また、撮影レンズの画角については、ある程度の広角望むユーザが多く、結像レンズの半画角は35度以上であることが望ましい。半画角35度は、35mm銀塩カメラ(いわゆるライカ判)用のレンズ換算した焦点距離で約31mmに相当する。
この種のデジタルカメラ等に用いる結像レンズとして多くの種類の光学系が考えられるが、広角単焦点レンズの代表的な構成としては、物体側に負の屈折力レンズ群、像側に正の屈折力のレンズ群を配設した、いわゆるレトロフォーカスタイプの光学系が挙げられる。各画素毎に色フィルタマイクロレンズを有する撮像素子としてのエリアセンサの特性から、射出瞳位置を像面から遠ざけ、周辺光束がエリアセンサに対しなるべく垂直に近い角度で入射するようにしたいという要求の存在が、レトロフォーカスタイプの光学系が採用される主な理由である。しかしながら、レトロフォーカスタイプの光学系は、そもそも、広角レンズを一眼レフ(一眼レフレックス)カメラ交換レンズとして用いるために、バックフォーカスの確保を目的として採用されていたことからも分かるように、レンズ全長(最も物体側の面から像面までの距離)が大きくなり易い。

その一方で、近年、対角長が20mm〜45mm程度の比較的大きな撮像素子においては、オンチップマイクロレンズの改良や最適化、画像処理の進歩等によって、周辺光束がセンサに対しある程度斜めに入射しても、大きな問題にはならないような状況になってきている。具体的には、最大像高において主光線光軸とのなす角が35〜40度程度であっても、充分に許容できるようなシステム構築することが可能である。したがって、以前ほど周辺光束の垂直入射にこだわることなく、より小型化に適したレンズタイプを選択することができるようになってきた。
このような状況のもとで、レトロフォーカスタイプの光学系よりも小型化に適したレンズタイプの光学系として、略対称型や、像側に負の屈折力のレンズ群を配設したテレフォトタイプの光学系が挙げられる。
上述したようなレンズタイプの従来の結像レンズの例が、例えば、特許文献1(特開平8−313802号公報)、特許文献2(特開平11−326756号公報)、そして特許文献3(特開2005−352060号公報)等に開示されており、さらには特許文献4(特開2012−8347号公報)等に開示されている。

概要

広角で、大口径であり、レンズ全長、レンズ総厚およびレンズ径の全てにおいて小型であって、各種収差を充分に低減し、高画素数に対応する解像力を有する高性能を得る。結像レンズは、複数のレンズL1〜L7で構成する。隣接し且つ互いに離間して配置される2つのレンズの、互いに対峙する物体側レンズ像側面像側レンズ物体側面とで挟まれる空気間隔空気レンズと称し、前記物体側レンズの像側面を前記空気レンズの物体側面、前記像側レンズの物体側面を前記空気レンズの像側面として、前記空気レンズの形状を定義するものとして、当該結像レンズの中で最も物体側に位置する第1レンズL1−第2レンズL2間の空気レンズと最も像側に位置する第6レンズL6−第7レンズL7間の空気レンズを、共に両凸形状とする。

目的

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、半画角が35〜43度程度と広角で、F値がF2.8程度と大口径であり、レンズ全長、レンズ総厚およびレンズ径の全てにおいて小型であって、各種収差を充分に低減し、1,200万〜2,400万画素の撮像素子に対応する解像力を有する高性能を得ることが可能な結像レンズを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

複数のレンズで構成される結像レンズであって、物体側から像側に向かって、順次、正の屈折力を有する前側レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する後側レンズ群とを配設してなり、隣接し且つ互いに離間して配置される2つのレンズの、互いに対峙する物体側レンズ像側面像側レンズ物体側面とで挟まれる空気間隔空気レンズと称し、前記物体側レンズの像側面を前記空気レンズの物体側面、前記像側レンズの物体側面を前記空気レンズの像側面として、前記空気レンズの形状を定義するものとし、当該結像レンズの中で最も物体側に位置する空気レンズが前記前側レンズ群内に配置され、且つ最も像側に位置する空気レンズが前記後側レンズ群内に配置され、前記最も物体側に位置する空気レンズと前記最も像側に位置する空気レンズが、共に両凸形状であり、前記結像レンズにおける負のパワーを有する空気レンズは、前記最も物体側に位置する空気レンズと前記最も像側に位置する空気レンズの2つの空気レンズのみであり、かつ、前記最も物体側に位置する空気レンズの物体側面の曲率半径をr1o、前記最も物体側に位置する空気レンズの像側面の曲率半径をr2o、前記最も像側に位置する空気レンズの物体側面の曲率半径をr1i、そして前記最も像側に位置する空気レンズの像側面の曲率半径をr2iとして、条件式:〔1〕−0.6<(r1o+r2o)/(r1o−r2o)<0.3〔2〕−0.2<(r1i+r2i)/(r1i−r2i)<0.5を満足することを特徴とする結像レンズ。

請求項2

前記前側レンズ群および前記後側レンズ群は、共に、それぞれ3枚以上で且つ4枚以下のレンズからなることを特徴とする請求項1に記載の結像レンズ。

請求項3

前記前側レンズ群の最も像側の面と、前記後側レンズ群の最も物体側の面とが、共に凸面であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の結像レンズ。

請求項4

前記前側レンズ群の最も像側の面の曲率半径をr1s、そして前記後側レンズ群の最も物体側の面の曲率半径をr2sとして、条件式:〔3〕−0.2<(r1s+r2s)/(r1s−r2s)<0.7を満足することを特徴とする請求項3に記載の結像レンズ。

請求項5

前記前側レンズ群の焦点距離をfF、そして前記後側レンズ群の焦点距離をfRとして、条件式:〔4〕0.3<fF/fR<2.5を満足することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の結像レンズ。

請求項6

最大像高をY′、無限遠物体に合焦した状態における前記結像レンズ全系の焦点距離をf、そして最大像高に達する主光線の像面への入射角をθPmaxとして、条件式:〔5〕0.7<Y′/f<0.95〔6〕0.6<tan(θPmax)<0.95を満足することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の結像レンズ。

請求項7

無限遠物体に合焦した状態における前記結像レンズの最も物体側の面から像面までの距離をL、そして無限遠物体に合焦した状態における前記結像レンズ全系の焦点距離をfとして、条件式:〔7〕1.4<L/f<2.0を満足することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の結像レンズ。

請求項8

前記結像レンズの最も物体側の面から結像レンズの最も像側の面までの距離をDT、そして無限遠物体に合焦した状態における前記結像レンズ全系の焦点距離をfとして、条件式:〔8〕0.7<DT/f<1.2を満足することを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の結像レンズ。

請求項9

撮像用光学系を、請求項1〜請求項8のうちのいずれか1項の結像レンズで構成したことを特徴とする撮像装置

請求項10

撮像機能を有し、撮像用光学系を、請求項1〜請求項8のうちのいずれか1項の結像レンズで構成したことを特徴とする情報装置

技術分野

0001

本発明は、いわゆる銀塩カメラを含む各種のカメラ、特に、デジタルカメラおよびビデオカメラ等における被写体像結像させるための単焦点結像レンズの改良に係り、特にデジタルカメラおよびデジタルビデオカメラ等のように電子撮像手段を用いた撮像装置における撮像用光学系として好適な結像レンズ、そのような結像レンズを用いるカメラ等の撮像装置および撮像機能を有する携帯情報端末装置等の情報装置に関するものである。

背景技術

0002

固体撮像素子を用いて被写体のデジタル画像データを取得する、いわゆるデジタルカメラ等の市場は非常に大きな市場となっており、この種のデジタルカメラ等に対するユーザの要望多岐にわたっている。その中でも、対角長が20mm〜45mm程度の比較的大きな撮像素子を使用し、高性能な単焦点の光学系からなる結像レンズを搭載した高画質コンパクトカメラというカテゴリは、ユーザから大きな期待が寄せられている。ユーザからの要望としては、高性能であることに加えて、携帯性に優れる、すなわち、小型であることに対するウエイトが高い。
ここで、高性能化という面では、少なくとも、1,200万〜2,400万画素の撮像素子に対応する解像力を有することに加えて、絞り開放からコマフレアが少なく、高コントラストで、画角周辺部まで点像崩れが少ないこと、色収差が少なく、輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じないこと、そして歪曲収差が少なく、直線を直線として描写可能なこと等が必要である。
さらに、大口径化という面では、ズームレンズを搭載した一般的なコンパクトカメラと差別化する必要性から、少なくともF2.8程度のF値が必要である。
そして、小型化の面では、撮像素子が比較的大きいことによって実焦点距離が長くなるため、小さな撮像素子を用いる場合よりも、焦点距離または最大像高正規化した場合に、より全長が短くなることが必要である。

0003

また、撮影レンズの画角については、ある程度の広角望むユーザが多く、結像レンズの半画角は35度以上であることが望ましい。半画角35度は、35mm銀塩カメラ(いわゆるライカ判)用のレンズ換算した焦点距離で約31mmに相当する。
この種のデジタルカメラ等に用いる結像レンズとして多くの種類の光学系が考えられるが、広角単焦点レンズの代表的な構成としては、物体側に負の屈折力レンズ群、像側に正の屈折力のレンズ群を配設した、いわゆるレトロフォーカスタイプの光学系が挙げられる。各画素毎に色フィルタマイクロレンズを有する撮像素子としてのエリアセンサの特性から、射出瞳位置を像面から遠ざけ、周辺光束がエリアセンサに対しなるべく垂直に近い角度で入射するようにしたいという要求の存在が、レトロフォーカスタイプの光学系が採用される主な理由である。しかしながら、レトロフォーカスタイプの光学系は、そもそも、広角レンズを一眼レフ(一眼レフレックス)カメラの交換レンズとして用いるために、バックフォーカスの確保を目的として採用されていたことからも分かるように、レンズ全長(最も物体側の面から像面までの距離)が大きくなり易い。

0004

その一方で、近年、対角長が20mm〜45mm程度の比較的大きな撮像素子においては、オンチップマイクロレンズの改良や最適化、画像処理の進歩等によって、周辺光束がセンサに対しある程度斜めに入射しても、大きな問題にはならないような状況になってきている。具体的には、最大像高において主光線光軸とのなす角が35〜40度程度であっても、充分に許容できるようなシステム構築することが可能である。したがって、以前ほど周辺光束の垂直入射にこだわることなく、より小型化に適したレンズタイプを選択することができるようになってきた。
このような状況のもとで、レトロフォーカスタイプの光学系よりも小型化に適したレンズタイプの光学系として、略対称型や、像側に負の屈折力のレンズ群を配設したテレフォトタイプの光学系が挙げられる。
上述したようなレンズタイプの従来の結像レンズの例が、例えば、特許文献1(特開平8−313802号公報)、特許文献2(特開平11−326756号公報)、そして特許文献3(特開2005−352060号公報)等に開示されており、さらには特許文献4(特開2012−8347号公報)等に開示されている。

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、上述した特許文献1、特許文献2、特許文献3および特許文献4等に開示された光学系の構成は、小型化または大口径化という点で充分であるとはいえない。
すなわち、特許文献1に開示された光学系は、ほぼ対称型の広角レンズであり、充分な大口径化もなされているが、レンズ系の最も物体側の面から像面までの距離であるレンズ全長や、レンズ系の最も物体側の面から最も像側の面までの距離であるレンズ総厚が大きく、小型化の面で課題がある。特許文献2に開示された光学系は、やはり対称型に近い構成であって、半画角が50度を超える広角化を達成しているが、元々大口径化については、さほど意図していないと思われ、F値がF4〜F4.5と大きく、大口径化という面では、不充分といわざるを得ない。特許文献3に開示された光学系は、レンズ全長およびレンズ総厚は小さいものの、バックフォーカスが短いことから、像面に近いレンズの径が大きくなっていて、充分に小型であるとはいえない。そして、特許文献4に開示された光学系は、画角、F値および結像性能の点では、改善されているが、レトロフォーカスタイプの特徴が強く残っている構成であり、やはり小型化に課題を残している。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、半画角が35〜43度程度と広角で、F値がF2.8程度と大口径であり、レンズ全長、レンズ総厚およびレンズ径の全てにおいて小型であって、各種収差を充分に低減し、1,200万〜2,400万画素の撮像素子に対応する解像力を有する高性能を得ることが可能な結像レンズを提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0006

本発明に係る結像レンズは、上述した目的を達成するために、
複数のレンズで構成される結像レンズであって、物体側から像側に向かって、順次、正の屈折力を有する前側レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する後側レンズ群とを配設してなり、
隣接し且つ互いに離間して配置される2つのレンズの、互いに対峙する物体側レンズ像側面像側レンズ物体側面とで挟まれる空気間隔空気レンズと称し、前記物体側レンズの像側面を前記空気レンズの物体側面、前記像側レンズの物体側面を前記空気レンズの像側面として、前記空気レンズの形状を定義するものとし、
当該結像レンズの中で最も物体側に位置する空気レンズが前記前側レンズ群内に配置され、且つ最も像側に位置する空気レンズが前記後側レンズ群内に配置され、
前記最も物体側に位置する空気レンズと前記最も像側に位置する空気レンズが、共に両凸形状であり、
前記結像レンズにおける負のパワーを有する空気レンズは、前記最も物体側に位置する空気レンズと前記最も像側に位置する空気レンズの2つの空気レンズのみであり、
かつ、前記最も物体側に位置する空気レンズの物体側面の曲率半径をr1o、前記最も物体側に位置する空気レンズの像側面の曲率半径をr2o、前記最も像側に位置する空気レンズの物体側面の曲率半径をr1i、そして前記最も像側に位置する空気レンズの像側面の曲率半径をr2iとして、
条件式
〔1〕−0.6<(r1o+r2o)/(r1o−r2o)<0.3
〔2〕−0.2<(r1i+r2i)/(r1i−r2i)<0.5
満足することを特徴としている。

発明の効果

0007

本発明によれば、半画角が35〜43度程度と広角で、F値がF2.8程度と大口径であり、レンズ全長、レンズ総厚およびレンズ径の全てにおいて小型であって、各種収差を充分に低減し、1,200万〜2,400万画素の撮像素子に対応する解像力を有する高性能を得ることが可能な結像レンズを提供することができる。

0008

すなわち、本発明に係る結像レンズによれば、
複数のレンズで構成される結像レンズであって、物体側から像側に向かって、順次、正の屈折力を有する前側レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する後側レンズ群とを配設してなり、
隣接し且つ互いに離間して配置される2つのレンズの、互いに対峙する物体側レンズの像側面と像側レンズの物体側面とで挟まれる空気間隔を空気レンズと称し、前記物体側レンズの像側面を前記空気レンズの物体側面、前記像側レンズの物体側面を前記空気レンズの像側面として、前記空気レンズの形状を定義するものとし、
当該結像レンズの中で最も物体側に位置する空気レンズが前記前側レンズ群内に配置され、且つ最も像側に位置する空気レンズが前記後側レンズ群内に配置され、
前記最も物体側に位置する空気レンズと前記最も像側に位置する空気レンズが、共に両凸形状であり、
前記結像レンズにおける負のパワーを有する空気レンズは、前記最も物体側に位置する空気レンズと前記最も像側に位置する空気レンズの2つの空気レンズのみであり、
かつ、前記最も物体側に位置する空気レンズの物体側面の曲率半径をr1o、前記最も物体側に位置する空気レンズの像側面の曲率半径をr2o、前記最も像側に位置する空気レンズの物体側面の曲率半径をr1i、そして前記最も像側に位置する空気レンズの像側面の曲率半径をr2iとして、
条件式:
〔1〕−0.6<(r1o+r2o)/(r1o−r2o)<0.3
〔2〕−0.2<(r1i+r2i)/(r1i−r2i)<0.5
を満足することにより、広角で、大口径であり、レンズ全長、レンズ総厚およびレンズ径の全てにおいて小型であって、各種収差を充分に低減し、高画素数の撮像素子に対応する解像力を有する高性能を得ることができる。

図面の簡単な説明

0009

本発明の第1の実施の形態に係る実施例1における結像レンズの光学系の構成を示す光軸に沿った縦断面図である。
図1に示す本発明の実施例1に係る結像レンズにおけるd線およびg線についての球面収差非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。
本発明の第2の実施の形態に係る実施例2における結像レンズの光学系の構成を示す光軸に沿った縦断面図である。
図3に示す本発明の実施例2に係る結像レンズにおけるd線およびg線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。
本発明の第3の実施の形態に係る実施例3における結像レンズの光学系の構成を示す光軸に沿った縦断面図である。
図5に示す本発明の実施例3に係る結像レンズにおけるd線およびg線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。
本発明の第4の実施の形態に係る実施例4における結像レンズの光学系の構成を示す光軸に沿った縦断面図である。
図7に示す本発明の実施例4に係る結像レンズにおけるd線およびg線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。
本発明の第5の実施の形態に係る実施例5における結像レンズの光学系の構成を示す光軸に沿った縦断面図である。
図9に示す本発明の実施例5に係る結像レンズにおけるd線およびg線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。
本発明の第6の実施の形態に係る実施例6における結像レンズの光学系の構成を示す光軸に沿った縦断面図である。
図11に示す本発明の実施例6に係る結像レンズにおけるd線およびg線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。
本発明の第7の実施の形態に係る実施例7における結像レンズの光学系の構成を示す光軸に沿った縦断面図である。
図13に示す本発明の実施例7に係る結像レンズにおけるd線およびg線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。
本発明の第8の実施の形態に係る実施例8における結像レンズの光学系の構成を示す光軸に沿った縦断面図である。
図15に示す本発明の実施例8に係る結像レンズにおけるd線およびg線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。
本発明の第9の実施の形態に係る実施例9における結像レンズの光学系の構成を示す光軸に沿った縦断面図である。
図17に示す本発明の実施例9に係る結像レンズにおけるd線およびg線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。
本発明の第10の実施の形態に係る実施例10における結像レンズの光学系の構成を示す光軸に沿った縦断面図である。
図19に示す本発明の実施例10に係る結像レンズにおけるd線およびg線についての球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の諸収差を示す収差曲線図である。
本発明の第11の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの外観構成を模式的に示す前面側、すなわち被写体である物体側、から見た斜視図であり、(a)は本発明の第11の実施の形態に係る結像レンズを用いて構成した撮像レンズがデジタルカメラのボディー内に沈胴埋没している状態、(b)は当該撮像レンズがデジタルカメラのボディーから突出している状態をそれぞれ示している。
図21のデジタルカメラの外観構成を模式的に示す背面側、すなわち撮影者側、から見た斜視図である。
図21および図22のデジタルカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。

0010

以下、本発明の第1〜第10の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係る結像レンズ、撮像装置および情報装置を詳細に説明する。具体的な数値による実施例について説明する前に、まず、本発明の原理的な実施の形態を説明する。
本発明の第1の実施の形態は、物体の光学像を結像させる光学系を構成する結像レンズとしての実施の形態であるが、第2の実施の形態〜第10の実施の形態も同様である。
本発明の第1の実施の形態に係る結像レンズは、複数のレンズで構成され、被写体像を結像させるための単焦点の結像レンズにおいて、半画角が35〜43度程度と広角で、F値がF2.8程度と大口径であり、レンズ全長、レンズ総厚およびレンズ径の全てにおいて小型であって、各種収差を充分に低減し、1,200万〜2,400万画素の撮像素子に対応する解像力を有する高性能を得ることを可能とする結像レンズである。
すなわち、本発明の第1の実施の形態に係る結像レンズは、
複数のレンズで構成される結像レンズであって、物体側から像側に向かって、順次、正の屈折力を有する前側レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する後側レンズ群とを配設してなり、
隣接し且つ互いに離間して配置される2つのレンズの、互いに対峙する物体側レンズの像側面と像側レンズの物体側面とで挟まれる空気間隔を空気レンズと称し、前記物体側レンズの像側面を前記空気レンズの物体側面、前記像側レンズの物体側面を前記空気レンズの像側面として、前記空気レンズの形状を定義するものとし、
当該結像レンズの中で最も物体側に位置する空気レンズが前記前側レンズ群内に配置され、且つ最も像側に位置する空気レンズが前記後側レンズ群内に配置され、
前記最も物体側に位置する空気レンズと前記最も像側に位置する空気レンズが、共に両凸形状であり、
前記結像レンズにおける負のパワーを有する空気レンズは、前記最も物体側に位置する空気レンズと前記最も像側に位置する空気レンズの2つの空気レンズのみであり、
かつ、前記最も物体側に位置する空気レンズの物体側面の曲率半径をr1o、前記最も物体側に位置する空気レンズの像側面の曲率半径をr2o、前記最も像側に位置する空気レンズの物体側面の曲率半径をr1i、そして前記最も像側に位置する空気レンズの像側面の曲率半径をr2iとして、
条件式:
〔1〕−0.6<(r1o+r2o)/(r1o−r2o)<0.3
〔2〕−0.2<(r1i+r2i)/(r1i−r2i)<0.5
を満足することにより、広角で、大口径であり、レンズ全長、レンズ総厚およびレンズ径の全てにおいて小型であって、各種収差を充分に低減し、高画素数の撮像素子に対応する解像力を有する高性能を得ることによって、
広角で、大口径であり、レンズ全長、レンズ総厚およびレンズ径の全てにおいて小型であって、各種収差を充分に低減し、高画素数の撮像素子に対応する解像力を有する高性能を得るようにした(請求項1に対応する)。

0011

上述した本発明の第1の実施の形態に係る結像レンズは、ほぼ対称型の広角レンズであって、これまでにはない適切なレンズ構成パワー配置によって、レンズ全長、レンズ総厚およびレンズ径の全てにおいて小型化を達成し得るものである。
すなわち、本発明の第1の実施の形態に係る結像レンズは、結像レンズの中で最も物体側に位置する空気レンズと最も像側に位置する空気レンズが、共に両凸形状となるように構成する。
ここで、隣接して配置される2つのレンズの物体側レンズの像側面と、像側レンズの物体側面が、相対峙する空気間隔部分を空気レンズと称し、物体側レンズの像側面を空気レンズの物体側面、像側レンズの物体側面を空気レンズの像側面として、空気レンズの形状を定義するものとする。
まず、上述の結像レンズは全体として、レンズ系の中間に正の屈折力、その両側に負の屈折力を配置したほぼ対称型のパワー配置を基本としており、コマ収差や歪曲収差、倍率色収差補正を容易にしている。このため、最も物体側に位置する空気レンズと最も像側に位置する空気レンズは、共に負の屈折力を有するように構成する必要がある。さらに、それら2つの空気レンズを双方とも両凸形状とすることによって、各種収差をより高いレベルで補正することを可能としている。言い換えれば、最も物体側に位置する空気レンズの物体側面、最も物体側に位置する空気レンズの像側面、最も像側に位置する空気レンズの物体側面、最も像側に位置する空気レンズの像側面の4面を、全て凹面とするということである。

0012

上述した構成のうち、最も物体側に位置する空気レンズの物体側面を凹面とすることは、球面収差を適切にコントロールするとともに、主として非点収差の補正を容易にする効果があり、最も像側に位置する空気レンズの像側面を凹面とすることは、射出瞳距離をコントロールし、周辺像高における主光線の像面への入射角を適切な状態に設定することを可能とするとともに、主としてコマ収差および歪曲収差の補正を容易にする効果がある。
また、最も物体側に位置する空気レンズの像側面を凹面とすることは、レンズ系の最も物体側のレンズの小径化を実現するとともに、下光線コマ収差補正を容易とする効果があり、最も像側に位置する空気レンズの物体側面を凹面とすることは、最も像側のレンズの小径化を実現するとともに、上光線のコマ収差補正を容易とする効果があるため、小型化と高性能化の両立にとって有利なものとなる。
上述したように、このような結像レンズは各部の構成が目的に対して最適化されており、総合的に従来にはない効果を生じて、広角化、大口径化、小型化および高性能化を併せて実現することができる。

0013

また、上述した結像レンズは、
前記結像レンズにおける負のパワーを有する空気レンズを、前記最も物体側に位置する空気レンズと前記最も像側に位置する空気レンズの2つの空気レンズのみとすることにより、光学系の構成をさらに最適化して、より高性能な結像レンズとしても良い。
上述した結像レンズは、
前記最も物体側に位置する空気レンズの物体側面の曲率半径をr1o、前記最も物体側に位置する空気レンズの像側面の曲率半径をr2o、最も像側に位置する空気レンズの物体側面の曲率半径をr1i、そして最も像側に位置する空気レンズの像側面の曲率半径をr2iとして、
条件式:
〔1〕 −0.6<(r1o+r2o)/(r1o−r2o)<0.3
〔2〕 −0.2<(r1i+r2i)/(r1i−r2i)<0.5
を満足するようにして、
空気レンズの形状を最適化し、球面収差、非点収差およびコマ収差等をより良好に補正した、小型で高性能の結像レンズとしても良い。

0014

すなわち、物体側および像側のそれぞれの空気レンズの形状について、上述した条件式〔1〕および条件式〔2〕を満足することによって、より高い結像性能を得ることが可能となる。
条件式〔1〕が−0.6以下であると、最も物体側に位置する空気レンズの物体側面の屈折力が相対的に強くなり過ぎて、球面収差がアンダー方向に大きく発生し易くなったり、像面湾曲中間像高マイナス側に大きく変位し易くなったりして好ましくない。一方、条件式〔1〕が0.3以上であると、最も物体側に位置する空気レンズの像側面の屈折力が相対的に強くなり過ぎて、球面収差がオーバー方向に大きく発生し易くなったり、像面湾曲が周辺部でプラス側に大きく倒れ易くなったり、コマ収差が残存し易くなったりして好ましくない。
そして、条件式〔2〕が−0.2以下であると、最も像側に位置する空気レンズの物体側面の屈折力が相対的に強くなり過ぎて、球面収差がオーバー方向に大きく発生し易くなったり、内向性のコマ収差が残存し易くなったりして好ましくない。一方、条件式〔2〕が0.5以上であると、最も像側に位置する空気レンズの像側面の屈折力が相対的に強くなり過ぎて、非点収差が発生し易くなったり、瞳周辺部のコマ収差が乱れ易くなったりして好ましくない。また、条件式〔2〕を満足することによって、射出瞳位置がコントロールされ、像面への周辺像高における主光線の像面への入射角を適切なものとする効果も得られる。

0015

上述した結像レンズは、また、
前記結像レンズは、物体側から像側に向かって、順次、正の屈折力を有する前側レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する後側レンズ群とを配設してなり、
前記最も物体側に位置する空気レンズを、前記前側レンズ群内に配置し、且つ前記最も像側に位置する空気レンズが、を記後側レンズ群内に配置するようにして、
絞り前後の屈折力を共に正とすることで、歪曲収差、コマ収差および倍率色収差等を良好に補正し、小型で高性能の結像レンズとしても良い。
すなわち、結像レンズは、物体側から、正の屈折力を有する前側レンズ群、絞り、そして正の屈折力を有する後側レンズ群を、順次配置して構成し、最も物体側に位置する空気レンズを前側レンズ群が含み、最も像側に位置する空気レンズを後側レンズ群が含むようにする。
レンズ系の両端で空気レンズによる負の屈折力をバランスさせるのと同時に、絞り前後の屈折力を共に正とすることによって、ほぼ対称型のパワー配置がより確実なものとなり、コマ収差や歪曲収差、そして倍率色収差をより良好に補正することを可能とする。

0016

上述した結像レンズは、さらに、
前記前側レンズ群および前記後側レンズ群を、共に、それぞれ3枚以上で且つ4枚以下のレンズから構成するようにして、
各群を充分な枚数で構成し、各種収差をより良好に補正して、小型で高性能の結像レンズとすることが望ましい(請求項2に対応する)。
最も物体側に位置する空気レンズと最も像側に位置する空気レンズは、共に両凸形状であることから比較的強い負の屈折力を有することになり、レンズ系全体が結像レンズとして正の焦点距離を持つためには、絞り前後に強い正の屈折力を配置する必要がある。このようなパワー配置を無理なく成立させ、良好な収差補正を実現するためには、当該空気レンズを構成するレンズとは別に、絞り前後に正レンズを設けるのが良い。空気レンズを構成するためにはレンズが2枚必要であるから、結果として、前側レンズ群および後側レンズ群はそれぞれ3枚以上で且つ4枚以下の構成となる。

0017

上述した結像レンズは、さらにまた、
前記前側レンズ群の最も像側の面と、前記後側レンズ群の最も物体側の面とを、共に凸面とするようにして、
絞りを挟んで対向する面の対称性に配慮し、コマ収差をさらに良好に補正して、小型で高性能の結像レンズとすることが望ましい(請求項3に対応する)。
すなわち、前側レンズ群の最も像側の面および後側レンズ群の最も物体側の面、すなわち絞りを挟む両側の実体レンズ(空気レンズでない実体のあるレンズ)面は、共に(絞り側に凸形状の)凸面とする。すでに述べた通り、上述の結像レンズは、ほぼ対称型のパワー配置を基本としているが、絞りを挟んで対峙する2面についてもほぼ対称型のパワー配置を踏襲することによって、コマ収差を非常に高いレベルで補正することが可能となる。

0018

上述した結像レンズは、より具体的には、
前記前側レンズ群の最も像側の面の曲率半径をr1s、そして前記後側レンズ群の最も物体側の面の曲率半径をr2sとして、
条件式:
〔3〕 −0.2<(r1s+r2s)/(r1s−r2s)<0.7
を満足するようにして、
絞りを挟んで対向する面の対称性に配慮し、コマ収差をさらに良好に補正して、小型で高性能の結像レンズとすることがより望ましい(請求項4に対応する)。

0019

上述した結像レンズは、さらに、
前記前側レンズ群の焦点距離をfF、そして前記後側レンズ群の焦点距離をfRとして、
条件式:
〔4〕 0.3<fF/fR<2.5
を満足するようにして、
絞り前後の屈折力比を最適化し、歪曲収差、コマ収差および倍率色収差等をさらに良好に補正して、小型で高性能の結像レンズとすることがより望ましい(請求項5に対応する)。
条件式〔4〕が0.3以下であると、絞りよりも前側の屈折力が相対的に強くなり過ぎて、歪曲収差が周辺部でプラスに曲がり易くなったり、内向性のコマ収差が発生し易くなったり、短波長の倍率色収差が画面内側へ向かって発生し易くなったりして、好ましくない。一方、条件式〔4〕が2.5以上であると、絞りよりも後側の屈折力が相対的に強くなり過ぎて、マイナスの歪曲収差が発生し易くなったり、外向性のコマ収差が発生し易くなったり、短波長の倍率色収差が画面外側へ向かって発生し易くなったりして、好ましくない。

0020

また、上述した結像レンズは、
最大像高をY′、無限遠物体に合焦した状態における前記結像レンズ全系の焦点距離をf、そして最大像高に達する主光線の像面への入射角をθPmaxとして、
条件式:
〔5〕 0.7<Y′/f<0.95
〔6〕 0.6<tan(θPmax)<0.95
を満足するようにして、
広角化と小型化を両立させた、高性能の結像レンズとしても良い(請求項6に対応する)。
上述した結像レンズは、半画角35度以上の広角レンズにおいて、最大像高に達する主光線の像面への入射角を適切にコントロールすることで、小型化および高性能化を狙ったものであり、上述の条件式〔5〕および条件式〔6〕を満足することが望ましい。
すなわち、条件式〔5〕は、本発明による効果が最も良く発揮される結像レンズの画角を規制する。そして、条件式〔6〕は、本発明による効果が最も良く発揮される結像レンズの軸外光線の像面への入射角を規制する。

0021

そして、上述した結像レンズは、
無限遠物体に合焦した状態における前記結像レンズの最も物体側の面から像面までの距離をL、そして無限遠物体に合焦した状態における前記結像レンズ全系の焦点距離をfとして、
条件式:
〔7〕 1.4<L/f<2.0
を満足するようにして、
最も効果を上げるようにレンズ全長やレンズ総厚を最適化して、高性能の結像レンズとしても良い(請求項7に対応する)。
また、上述した結像レンズは、
前記結像レンズの最も物体側の面から結像レンズの最も像側の面までの距離をDT、そして無限遠物体に合焦した状態における前記結像レンズ全系の焦点距離をfとして、
条件式:
〔8〕 0.7<DT/f<1.2
を満足するようにして、
最も効果を上げるようにレンズ全長やレンズ総厚を最適化して高性能の結像レンズとしても良い(請求項8に対応する)。

0022

すなわち、条件式〔7〕は、本発明による効果が最も良く発揮される結像レンズのレンズ全長(レンズ系の最も物体側の面から像面までの距離)を規制する。
また、条件式〔8〕は、本発明による効果が最も良く発揮される結像レンズのレンズ全厚(レンズ系の最も物体側の面から最も像側の面までの距離)を規制する。
さらに、前側レンズ群は、像側に凹面を向けた負レンズを、最も物体側に配置し、その像側に隣接して物体側に凹面を向けた負レンズを配置して、それら2つのレンズの間に両凸形状の空気レンズを構成すると良い。
そして、後側レンズ群は、最も像側に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状単レンズ、または物体側に凹面を向けた全体としてメニスカス形状の接合レンズのいずれかを配置し、その物体側に隣接して、像側に凹面を向けた負レンズを配置して、それら2つのレンズの間に両凸形状の空気レンズを構成すると良い。
上述のような構成を前提とした場合、前側レンズ群の最も物体側に配設され、像側に凹面を向けた負レンズの焦点距離をfFF、そして後側レンズ群の最も像側に配設され、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の単レンズ、または物体側に凹面を向けた全体としてメニスカス形状の接合レンズの焦点距離をfRRとして、次の条件式〔9〕を満足することが望ましい。

0023

〔9〕 −0.2<fFF/fRR<0.5
本発明の結像レンズは、最大像高に達する主光線の像面への入射角を半画角と同程度(いずれも35度〜40度〜43度程度)にすることを前提として、小型化および高性能化を狙ったものである。条件式〔9〕が−0.2以下であると、レトロフォーカスの特性が強くなって主点が像側へ移動し、レンズ全長の短縮が難しくなる。また、射出瞳が物体側へ移動し、後側レンズ群が大径化し易くなる。一方、条件式〔9〕が0.5以上であると、テレフォトの特性が強くなって主点が物体側へ移動し、レンズ全長が短くなり過ぎて、各種収差補正の自由度が制限されたり、製造誤差感度が高まったりして好ましくない。また、射出瞳が像側へ移動し、周辺像高における主光線の像面への入射角が大きくなりがちとなる。
なお、さらに良好な収差補正のためには、次の条件式〔9′〕を満足するようにすると良い。
〔9′〕 0.0<fFF/fRR<0.4
より良好な収差補正のためには、最も物体側に配置されるレンズ、最も像側に配置されるレンズの双方に非球面を設けることが望ましい。このようにすることは、非点収差やコマ収差および歪曲収差の補正に大きな効果がある。

0024

なお、本発明に係る結像レンズは、単焦点レンズとして構成されることが望ましく、フォーカシングは、結像レンズ全体を移動させて行うようにすると良い。
そして、本発明の第11の実施の形態は、上述した本発明の第1の実施の形態(後述する第2〜第10の実施の形態を含む)に係る結像レンズを、撮像光学系として用いて構成した撮像装置である。
すなわち、上述した結像レンズにより、いわゆるデジタルカメラ等の撮像装置における撮像用光学系を構成するようにして、
半画角が35〜43度程度と広角で、F値がF2.8程度と大口径であって、レンズ全長、レンズ総厚およびレンズ径の全てにおいて小型であり、各種収差を十分に低減して、画素数が1,200万〜2,400万画素の撮像素子に対応した解像力を有する高性能の結像レンズを撮像光学系とした、小型で高画質の撮像装置としても良い(請求項9に対応する)。
また、上述した結像レンズにより、撮像機能を有する携帯情報端末装置等の情報装置における撮像用光学系を構成するようにして、
同様に小型で高性能の結像レンズを撮像機能部の撮像光学系として使用した、小型で高画質が得られる情報装置としても良い(請求項10に対応する)。

0025

次に、上述した本発明の実施の形態に基づく、具体的な実施例を詳細に説明する。以下に述べる実施例1、実施例2、実施例3、実施例4、実施例5、実施例6、実施例7、実施例8、実施例9および実施例10は、本発明の第1の実施の形態、第2の実施の形態、第3の実施の形態、第4の実施の形態、第5の実施の形態、第6の実施の形態、第7の実施の形態、第8の実施の形態、第9の実施の形態、第10の実施の形態に係る結像レンズの具体的数値例による具体的構成の実施例であり、そして第11の実施の形態は、実施例1〜実施例10に示される結像レンズを撮像光学系として用いた撮像装置または情報装置の実施の形態である。
図1および図2は、本発明の第1の実施の形態に係る実施例1における結像レンズを説明するためのものであり、図3および図4は、本発明の第2の実施の形態に係る実施例2における結像レンズを説明するためのものであり、図5および図6は、本発明の第3の実施の形態に係る実施例3における結像レンズを説明するためのものであり、図7および図8は、本発明の第4の実施の形態に係る実施例4における結像レンズを説明するためのものであり、図9および図10は、本発明の第5の実施の形態に係る実施例5における結像レンズを説明するためのものであり、図11および図12は、本発明の第6の実施の形態に係る実施例6における結像レンズを説明するためのものであり、図13および図14は、本発明の第7の実施の形態に係る実施例7における結像レンズを説明するためのものであり、図15および図16は、本発明の第8の実施の形態に係る実施例8における結像レンズを説明するためのものであり、図17および図18は、本発明の第9の実施の形態に係る実施例9における結像レンズを説明するためのものであり、そして図19および図20は、本発明の第10の実施の形態に係る実施例10における結像レンズを説明するためのものである。

0026

なお、実施例1〜実施例10の全ての実施例において、最大像高は14.2mmである。
実施例1〜実施例10の各実施例の結像レンズにおいて、後側レンズ群の像側に配設される平行平板は、光学ローパスフィルタ赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、CMOSセンサ等の受光素子カバーガラスシールガラス)を想定したものである。なお、平行平板は、その像側面が結像面から物体側に約0.5mmの位置となるように配設してあるが、もちろんその限りではないし、複数枚に分割されても良い。
なお、これら実施例1〜実施例10の各実施例において用いている光学ガラス硝材は、HOYA株式会社(HOYA)、株式会社オハラ(OHARA)および株式会社住田光学ガラス(SUMITA)の製品の光学硝種名で示している。
実施例1〜実施例10の各実施例の収差は高いレベルで補正されており、球面収差および軸上色収差は非常に小さい。非点収差、像面湾曲および倍率色収差も充分に小さく、コマ収差やその色差の乱れも最周辺部まで良く抑えられている。また、歪曲収差も絶対値で2.0%以下となっている。本発明のように結像レンズを構成することにより、半画角が35〜43度程度と広角で、F値がF2.8程度と大口径であって、しかも、レンズ全長、レンズ総厚およびレンズ径の全てにおいて小型化を達成し、且つ非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例1〜実施例10の各実施例より明らかである。

0027

実施例1〜実施例10の各実施例に共通の記号の意味は次の通りである。
f:光学系全系の焦点距離
F:F値(Fナンバ
ω:半画角
R:曲率半径(非球面については近軸曲率半径
D:面間隔
Nd:屈折率
νd:アッベ数
Pg,F:部分分散比
Pg,F=(ng−nF)/(nF−nC)
また、実施例1〜実施例10において、いくつかのレンズ面を非球面としている。非球面を形成するには、いわゆるモールド非球面レンズのように、各レンズ面を直接非球面とする構成と、いわゆるハイブリッド非球面レンズのように、球面レンズのレンズ面に非球面を形成する樹脂薄膜を敷設して非球面を得る構成とがあるが、それらのいずれを用いても良い。このような非球面形状は、面の頂点を基準としたときの光軸からの高さHの位置での光軸方向の変位(つまり光軸方向における非球面量)Xが、非球面の円錐定数をK、4次の非球面係数をA4、6次の非球面係数をA6、8次の非球面係数をA8、10次の非球面係数をA10とし、そして近軸曲率半径Rの逆数をCとして、次の式〔10〕で定義される。

0028

図1は、本発明の第1の実施の形態で且つ実施例1に係る結像レンズの光学系の光軸に沿う縦断面のレンズ構成を示している。
すなわち、本発明の実施例1に係る結像レンズの光学系は、図1に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、絞りAD、第5レンズL5、第6レンズL6、そして第7レンズL7を配置しており、第3レンズL3と第4レンズL4、並びに第5レンズL5と第6レンズL6は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群7枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第4レンズL4により正の屈折力を有する前側レンズ群としての第1レンズ群G1を構成し、そして第5レンズL5〜第7レンズL7により正の屈折力を有する後側レンズ群としての第2レンズ群G2を構成している。つまり、図1に示す結像レンズの光学系は、これら第1レンズ群G1、絞りAD、そして第2レンズ群G2を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。

0029

詳細には、前側レンズ群としての第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、像側に非球面を形成してなり、物体側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第1レンズL1と、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第2レンズL2と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第3レンズL3と、そして物体側に像面側より大きな曲率の凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第4レンズL4とを配置して、第1レンズ群G1として正の屈折力を示すように構成している。なお、第3レンズL3と第4レンズL4の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
前側レンズ群としての第1レンズ群G1と後側レンズ群としての第2レンズ群G2との間に絞りADを配置している。
後側レンズ群としての第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第5レンズL5と、物体側に像側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第6レンズL6と、物体側に凹面を向け且つ像側に非球面を形成して像側に凸形状をなす負メニスカス形状の第7レンズL7とを配置して、第2レンズ群G2として正の屈折力を示すように構成している。なお、第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。

0030

そして、前側レンズ群である第1レンズ群G1における第1レンズL1と第2レンズL2の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。また、後側レンズ群である第2レンズ群G2における第6レンズL6と第7レンズL7の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。
さらに、これら第1レンズ群G1および第2レンズ群G2の後方、すなわち像側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス(シールガラス)を等価的な平行平板として示すフィルタガラスFGが配置される。
いわゆるデジタルスティルカメラのように、CCD(電荷結合素子)センサまたはCMOS(相補型金属酸化物半導体)センサ等の固体撮像素子を用いるタイプの撮像光学系では、バック挿入ガラスローパスフィルタ赤外カットガラスおよび固体撮像素子の受光面を保護するためのカバーガラス等の少なくとも何れかを介挿するが、本実施例ではこれらを代表して上述したフィルタガラスFGとして、等価的に1枚の平行平板として示している。なお、実施例2〜実施例10においても等価的に1枚の平行平板としてフィルタガラスFGを示しているが、本実施例におけるフィルタガラスFGと同様に、バック挿入ガラス、ローパスフィルタ、赤外カットガラスおよびカバーガラス等の少なくとも何れかを代表してあらわしている。

0031

第1レンズ群G1、絞りADおよび第2レンズ群G2は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されており、物体に合焦させるフォーカシングに際しては、一体的に移動させてフォーカシングを行う。
図1には、結像レンズの光学系における各光学面面番号も示している。なお、図1に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図3図5図7図9図11図13図15図17および図19等と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
この実施例1においては、光学系全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω〔度〕が、それぞれf=18.32、F=2.85、ω=38.2であり、この実施例1における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Nd、アッベ数νdおよびレンズ材料等の光学特性は、次表1の通りである。

0032

0033

表1において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の前には、製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表1においては、「*」が付された第2面および第13面の各光学面が非球面であり、式〔10〕における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第2面
K=7.01177
A4=1.70754×10−4
A6=−3.41940×10−7
A8=1.25705×10−7
A10=−2.19437×10−9
第13面
K=−2.16285
A4=1.26506×10−4
A6=3.79544×10−6
A8=8.67908×10−8
A10=−3.66733×10−10
この場合、条件式〔1〕〜条件式〔9〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔1〕〜条件式〔9〕を満足している。

0034

〔1〕 (r1o+r2o)/(r1o−r2o)=0.020
〔2〕 (r1i+r2i)/(r1i−r2i)=0.081
〔3〕 (r1s+r2s)/(r1s−r2s)=0.223
〔4〕 fF/fR=0.733
〔5〕 Y′/f=0.775
〔6〕 tan(θPmax)=0.763
〔7〕 L/f=1.632
〔8〕 DT/f=0.888
〔9〕 fFF/fRR=0.168
また、図2に、実施例1に係る結像レンズのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。なお、図2の収差曲線図において、球面収差における破線正弦条件をあらわし、非点収差における実線サジタル、そして破線はメリディナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるdおよびgはそれぞれ、d線およびg線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。

0035

図3は、本発明の第2の実施の形態で且つ実施例2に係る結像レンズの光学系の光軸に沿う縦断面のレンズ構成を示している。
すなわち、本発明の実施例2に係る結像レンズの光学系は、図3に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、絞りAD、第4レンズL4、第5レンズL5、そして第6レンズL6を配置しており、第4レンズL4と第5レンズL5は、接合レンズを構成しており、いわゆる5群6枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第3レンズL3により正の屈折力を有する前側レンズ群としての第1レンズ群G1を構成し、そして第4レンズL4〜第6レンズL6により正の屈折力を有する後側レンズ群としての第2レンズ群G2を構成している。つまり、図3に示す結像レンズの光学系は、これら第1レンズ群G1、絞りAD、そして第2レンズ群G2を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。

0036

詳細には、前側レンズ群としての第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、像側に非球面を形成してなり、物体側の面より大きな曲率の凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第1レンズL1と、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状をなす負レンズからなる第2レンズL2と、そして物体側に像側の面より大きな曲率の凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第3レンズL3とを配置して、第1レンズ群G1として正の屈折力を示すように構成している。
前側レンズ群としての第1レンズ群G1と後側レンズ群としての第2レンズ群G2との間に絞りADを配置している。
後側レンズ群としての第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より大きな曲率の凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第4レンズL4と、物体側に像面の面より大きな曲率の凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第5レンズL5と、物体側に凹面を向け且つ像側に非球面を形成して像側に凸形状をなす負メニスカス形状の第6レンズL6とを配置して、第2レンズ群G2として正の屈折力を示すように構成している。なお、第4レンズL4と第5レンズL5の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。

0037

そして、前側レンズ群である第1レンズ群G1における第1レンズL1と第2レンズL2の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。また、後側レンズ群である第2レンズ群G2における第5レンズL5と第6レンズL6の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。
さらに、これら第1レンズ群G1および第2レンズ群G2の後方、すなわち像側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス(シールガラス)を等価的な平行平板として示すフィルタガラスFGが配置される。
いわゆるデジタルスティルカメラのように、CCD(電荷結合素子)センサまたはCMOS(相補型金属酸化物半導体)センサ等の固体撮像素子を用いるタイプの撮像光学系では、バック挿入ガラス、ローパスフィルタ、赤外カットガラスおよび固体撮像素子の受光面を保護するためのカバーガラス等の少なくとも何れかを介挿するが、本実施例ではこれらを代表して上述したフィルタガラスFGとして、等価的に1枚の平行平板として示している。なお、実施例1、実施例3〜実施例10においても等価的に1枚の平行平板としてフィルタガラスFGを示しているが、本実施例におけるフィルタガラスFGと同様に、バック挿入ガラス、ローパスフィルタ、赤外カットガラスおよびカバーガラス等の少なくとも何れかを代表してあらわしている。

0038

第1レンズ群G1、絞りADおよび第2レンズ群G2は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されており、物体に合焦させるフォーカシングに際しては、一体的に移動させてフォーカシングを行う。
図3には、結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図3に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図1図5図7図9図11図13図15図17および図19等と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
この実施例2においては、光学系全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω〔度〕が、それぞれf=18.34、F=2.88、ω=38.2であり、この実施例2における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Nd、アッベ数νdおよびレンズ材料等の光学特性は、次表2の通りである。

0039

0040

表2においても、面番号に「*」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の前には、製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)等として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表1においては、「*」が付された第2面および第12面の各光学面が非球面であり、式〔10〕における各非球面のパラメータは、次の通りである。

0041

非球面パラメータ
第2面
K=3.79018
A4=1.47147×10−4
A6=−1.66166×10−6
A8=1.59220×10−7
A10=−3.48523×10−9
第12面
K=−2.38795
A4=1.75179×10−4
A6=4.15425×10−6
A8=1.26254×10−7
A10=−7.36910×10−10
この場合、条件式〔1〕〜条件式〔9〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔1〕〜条件式〔9〕を満足している。

0042

〔1〕 (r1o+r2o)/(r1o−r2o)=−0.149
〔2〕 (r1i+r2i)/(r1i−r2i)=0.031
〔3〕 (r1s+r2s)/(r1s−r2s)=0.231
〔4〕 fF/fR=1.243
〔5〕 Y′/f=0.774
〔6〕 tan(θPmax)=0.749
〔7〕 L/f=1.668
〔8〕 DT/f=0.886
〔9〕 fFF/fRR=0.095
また、図4に、実施例2に係る結像レンズのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。なお、図4の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるdおよびgはそれぞれ、d線およびg線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。

0043

図5は、本発明の第3の実施の形態で且つ実施例3に係る結像レンズの光学系の光軸に沿う縦断面のレンズ構成を示している。
すなわち、本発明の実施例3に係る結像レンズの光学系は、図5に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、絞りAD、第5レンズL5、第6レンズL6、そして第7レンズL7を配置しており、第3レンズL3と第4レンズL4、並びに第5レンズL5と第6レンズL6は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群7枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第4レンズL4により正の屈折力を有する前側レンズ群としての第1レンズ群G1を構成し、そして第5レンズL5〜第7レンズL7により正の屈折力を有する後側レンズ群としての第2レンズ群G2を構成している。つまり、図5に示す結像レンズの光学系は、これら第1レンズ群G1、絞りAD、そして第2レンズ群G2を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。

0044

詳細には、前側レンズ群としての第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、像側に非球面を形成してなる凹面を向けて像側に凹形状とした負メニスカス形状をなす負レンズからなる第1レンズL1と、物体側に強い凹面を向けた両凹形状をなす負レンズからなる第2レンズL2と、物体側に凸形状とした負メニスカス形状をなす負レンズからなる第3レンズL3と、そして物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第4レンズL4とを配置して、第1レンズ群G1として正の屈折力を示すように構成している。なお、第3レンズL3と第4レンズL4の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
前側レンズ群としての第1レンズ群G1と後側レンズ群としての第2レンズ群G2との間に絞りADを配置している。
後側レンズ群としての第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第5レンズL5と、物体側に像側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第6レンズL6と、物体側に凹面を向け且つ像側に非球面を形成して像側に凸形状とした負メニスカス形状をなす第7レンズL7とを配置して、第2レンズ群G2として正の屈折力を示すように構成している。なお、第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。

0045

そして、前側レンズ群である第1レンズ群G1における第1レンズL1と第2レンズL2の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。また、後側レンズ群である第2レンズ群G2における第6レンズL6と第7レンズL7の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。
さらに、これら第1レンズ群G1および第2レンズ群G2の後方、すなわち像側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス(シールガラス)を等価的な平行平板として示すフィルタガラスFGが配置される。
いわゆるデジタルスティルカメラのように、CCD(電荷結合素子)センサまたはCMOS(相補型金属酸化物半導体)センサ等の固体撮像素子を用いるタイプの撮像光学系では、バック挿入ガラス、ローパスフィルタ、赤外カットガラスおよび固体撮像素子の受光面を保護するためのカバーガラス等の少なくとも何れかを介挿するが、本実施例ではこれらを代表して上述したフィルタガラスFGとして、等価的に1枚の平行平板として示している。なお、実施例1、実施例2、実施例4〜実施例10においても等価的に1枚の平行平板としてフィルタガラスFGを示しているが、本実施例におけるフィルタガラスFGと同様に、バック挿入ガラス、ローパスフィルタ、赤外カットガラスおよびカバーガラス等の少なくとも何れかを代表してあらわしている。

0046

第1レンズ群G1、絞りADおよび第2レンズ群G2は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されており、物体に合焦させるフォーカシングに際しては、一体的に移動させてフォーカシングを行う。
図5には、結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図5に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図1図3図7図9図11図13図15図17および図19等と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
この実施例3においては、光学系全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω〔度〕が、それぞれf=18.30、F=2.81、ω=38.2であり、この実施例3における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Nd、アッベ数νdおよびレンズ材料等の光学特性は、次表3の通りである。

0047

0048

表3においても、面番号に「*」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の前には、製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)等として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表1においては、「*」が付された第2面および第13面の各光学面が非球面であり、式〔10〕における各非球面のパラメータは、次の通りである。

0049

非球面パラメータ
第2面
K=3.80085、
A4=1.07069×10−4
A6=−3.38949×10−6
A8=2.19205×10−7
A10=−5.16455×10−9
第13面
K=−2.86234
A4=1.49055×10−4
A6=4.18583×10−6
A8=1.25343×10−7
A10=−7.88154×10−10
この場合、条件式〔1〕〜条件式〔9〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔1〕〜条件式〔9〕を満足している。

0050

〔1〕 (r1o+r2o)/(r1o−r2o)=−0.265
〔2〕 (r1i+r2i)/(r1i−r2i)=0.020
〔3〕 (r1s+r2s)/(r1s−r2s)=0.398
〔4〕 fF/fR=1.203
〔5〕 Y′/f=0.776
〔6〕 tan(θPmax)=0.746
〔7〕 L/f=1.656
〔8〕 DT/f=0.855
〔9〕 fFF/fRR=0.117
また、図6に、実施例3に係る結像レンズのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。なお、図6の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるdおよびgはそれぞれ、d線およびg線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。

0051

図7は、本発明の第4の実施の形態で且つ実施例4に係る結像レンズの光学系の光軸に沿う縦断面のレンズ構成を示している。
すなわち、本発明の実施例4に係る結像レンズの光学系は、図7に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、絞りAD、第5レンズL5、第6レンズL6、そして第7レンズL7を配置しており、第3レンズL3と第4レンズL4、並びに第5レンズL5と第6レンズL6は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群7枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第4レンズL4により正の屈折力を有する前側レンズ群としての第1レンズ群G1を構成し、そして第5レンズL5〜第7レンズL7により正の屈折力を有する後側レンズ群としての第2レンズ群G2を構成している。つまり、図7に示す結像レンズの光学系は、これら第1レンズ群G1、絞りAD、そして第2レンズ群G2を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
詳細には、前側レンズ群としての第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、像側に非球面を形成してなる凹面を向けて像側に凹形状とした負メニスカス形状をなす負レンズからなる第1レンズL1と、物体側に像側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第2レンズL2と、物体側に凸形状とした負メニスカス形状をなす負レンズからなる第3レンズL3と、そして物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第4レンズL4とを配置して、第1レンズ群G1として正の屈折力を示すように構成している。

0052

なお、第3レンズL3と第4レンズL4の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
前側レンズ群としての第1レンズ群G1と後側レンズ群としての第2レンズ群G2との間に絞りADを配置している。
後側レンズ群としての第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第5レンズL5と、物体側に像側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第6レンズL6と、物体側に凹面を向け且つ像側に非球面を形成して像側に凸形状とした負メニスカス形状をなす第7レンズL7とを配置して、第2レンズ群G2として正の屈折力を示すように構成している。なお、第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。

0053

そして、前側レンズ群である第1レンズ群G1における第1レンズL1と第2レンズL2の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。また、後側レンズ群である第2レンズ群G2における第6レンズL6と第7レンズL7の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。
さらに、これら第1レンズ群G1および第2レンズ群G2の後方、すなわち像側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス(シールガラス)を等価的な平行平板として示すフィルタガラスFGが配置される。
第1レンズ群G1、絞りADおよび第2レンズ群G2は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されており、物体に合焦させるフォーカシングに際しては、一体的に移動させてフォーカシングを行う。
図7には、結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図7に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図1図3図5図9図11図13図15図17および図19等と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
この実施例4においては、光学系全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω〔度〕が、それぞれf=18.32、F=2.82、ω=38.2であり、この実施例4における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Nd、アッベ数νdおよびレンズ材料等の光学特性は、次表4の通りである。

0054

0055

表4においても、面番号に「*」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の前には、製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)等として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表4においては、「*」が付された第2面および第13面の各光学面が非球面であり、式〔10〕における各非球面のパラメータは、次の通りである。

0056

非球面パラメータ
第2面
K=2.13028
A4=9.86836×10−5
A6=−9.74939×10−8
A8=4.88682×10−8
A10=−1.11860×10−10
第13面
K=−2.63168
A4=1.86803×10−4
A6=3.76968×10−6
A8=1.35267×10−7
A10=−1.07927×10−9
この場合、条件式〔1〕〜条件式〔9〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔1〕〜条件式〔9〕を満足している。

0057

〔1〕 (r1o+r2o)/(r1o−r2o)=−0.332
〔2〕 (r1i+r2i)/(r1i−r2i)=−0.047
〔3〕 (r1s+r2s)/(r1s−r2s)=0.440
〔4〕 fF/fR=1.059
〔5〕 Y′/f=0.775
〔6〕 tan(θPmax)=0.751
〔7〕 L/f=1.705
〔8〕 DT/f=0.887
〔9〕 fFF/fRR=0.110
また、図8に、実施例4に係る結像レンズのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。なお、図8の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるdおよびgはそれぞれ、d線およびg線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。

0058

図9は、本発明の第5の実施の形態で且つ実施例5に係る結像レンズの光学系の光軸に沿う縦断面のレンズ構成を示している。
すなわち、本発明の実施例5に係る結像レンズの光学系は、図9に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、絞りAD、第5レンズL5、第6レンズL6、そして第7レンズL7を配置しており、第3レンズL3と第4レンズL4、並びに第5レンズL5と第6レンズL6は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群7枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第4レンズL4により正の屈折力を有する前側レンズ群としての第1レンズ群G1を構成し、そして第5レンズL5〜第7レンズL7により正の屈折力を有する後側レンズ群としての第2レンズ群G2を構成している。つまり、図9に示す結像レンズの光学系は、これら第1レンズ群G1、絞りAD、そして第2レンズ群G2を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
詳細には、前側レンズ群としての第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、像側に非球面を形成してなり且つ物体側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第1レンズL1と、物体側に凹形状とした負メニスカス形状をなす負レンズからなる第2レンズL2と、像側に物体側の面より曲率のやや大きい凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第3レンズL3と、そして像側に凸形状とした負メニスカス形状をなす負レンズからなる第4レンズL4とを配置して、第1レンズ群G1として正の屈折力を示すように構成している。

0059

なお、第3レンズL3と第4レンズL4の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
前側レンズ群としての第1レンズ群G1と後側レンズ群としての第2レンズ群G2との間に絞りADを配置している。
後側レンズ群としての第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第5レンズL5と、物体側に像側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第6レンズL6と、物体側に凹面を向け且つ像側に非球面を形成して像側に凸形状とした負メニスカス形状をなす第7レンズL7とを配置して、第2レンズ群G2として正の屈折力を示すように構成している。なお、第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
そして、前側レンズ群である第1レンズ群G1における第1レンズL1と第2レンズL2の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。また、後側レンズ群である第2レンズ群G2における第6レンズL6と第7レンズL7の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。

0060

さらに、これら第1レンズ群G1および第2レンズ群G2の後方、すなわち像側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス(シールガラス)を等価的な平行平板として示すフィルタガラスFGが配置される。
第1レンズ群G1、絞りADおよび第2レンズ群G2は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されており、物体に合焦させるフォーカシングに際しては、一体的に移動させてフォーカシングを行う。
図9には、結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図9に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図1図3図5図7図11図13図15図17および図19等と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
この実施例5においては、光学系全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω〔度〕が、それぞれf=18.34、F=2.86、ω=38.2であり、この実施例5における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Nd、アッベ数νdおよびレンズ材料等の光学特性は、次表5の通りである。

0061

0062

表5においても、面番号に「*」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の前には、製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)等として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表5においては、「*」が付された第2面および第13面の各光学面が非球面であり、式〔10〕における各非球面のパラメータは、次の通りである。

0063

非球面パラメータ
第2面
K=3.42630
A4=1.82031×10−4
A6=2.87806×10−8
A8=1.09332×10−7
A10=−1.19134×10−9
第13面
K=−2.05587
A4=1.76087×10−4
A6=3.91574×10−6
A8=1.04887×10−7
A10=−4.66251×10−10
この場合、条件式〔1〕〜条件式〔9〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔1〕〜条件式〔9〕を満足している。

0064

〔1〕 (r1o+r2o)/(r1o−r2o)=−0.110
〔2〕 (r1i+r2i)/(r1i−r2i)=0.021
〔3〕 (r1s+r2s)/(r1s−r2s)=0.316
〔4〕 fF/fR=1.097
〔5〕 Y′/f=0.774
〔6〕 tan(θPmax)=0.749
〔7〕 L/f=1.659
〔8〕 DT/f=0.886
〔9〕 fFF/fRR=0.136
また、図10に、実施例5に係る結像レンズのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。なお、図10の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるdおよびgはそれぞれ、d線およびg線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。

0065

図11は、本発明の第6の実施の形態で且つ実施例6に係る結像レンズの光学系の光軸に沿う縦断面のレンズ構成を示している。
すなわち、本発明の実施例6に係る結像レンズの光学系は、図11に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、絞りAD、第5レンズL5、第6レンズL6、そして第7レンズL7を配置しており、第3レンズL3と第4レンズL4、並びに第5レンズL5と第6レンズL6は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群7枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第4レンズL4により正の屈折力を有する前側レンズ群としての第1レンズ群G1を構成し、そして第5レンズL5〜第7レンズL7により正の屈折力を有する後側レンズ群としての第2レンズ群G2を構成している。つまり、図11に示す結像レンズの光学系は、これら第1レンズ群G1、絞りAD、そして第2レンズ群G2を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。

0066

詳細には、前側レンズ群としての第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、像側に非球面を形成してなる凹面を向けて物体側に凸形状とした負メニスカス形状をなす負レンズからなる第1レンズL1と、物体側に凹形状とした負メニスカス形状をなす負レンズからなる第2レンズL2と、物体側に凸形状とした負メニスカス形状をなす負レンズからなる第3レンズL3と、そして物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第4レンズL4とを配置して、第1レンズ群G1として正の屈折力を示すように構成している。なお、第3レンズL3と第4レンズL4の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
前側レンズ群としての第1レンズ群G1と後側レンズ群としての第2レンズ群G2との間に絞りADを配置している。
後側レンズ群としての第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第5レンズL5と、物体側に像側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第6レンズL6と、物体側に凹面を向け且つ像側に非球面を形成して像側に凸形状とした負メニスカス形状をなす第7レンズL7とを配置して、第2レンズ群G2として正の屈折力を示すように構成している。なお、第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。

0067

そして、前側レンズ群である第1レンズ群G1における第1レンズL1と第2レンズL2の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。また、後側レンズ群である第2レンズ群G2における第6レンズL6と第7レンズL7の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。
さらに、これら第1レンズ群G1および第2レンズ群G2の後方、すなわち像側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス(シールガラス)を等価的な平行平板として示すフィルタガラスFGが配置される。
第1レンズ群G1、絞りADおよび第2レンズ群G2は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されており、物体に合焦させるフォーカシングに際しては、一体的に移動させてフォーカシングを行う。

0068

図11には、結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図11に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図1図3図5図7図9図13図15図17および図19等と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
この実施例6においては、光学系全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω〔度〕が、それぞれf=15.72、F=2.86、ω=42.4であり、この実施例6における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Nd、アッベ数νdおよびレンズ材料等の光学特性は、次表6の通りである。

0069

0070

表6においても、面番号に「*」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の前には、製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)等として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表6においては、「*」が付された第2面および第13面の各光学面が非球面であり、式〔10〕における各非球面のパラメータは、次の通りである。

0071

非球面パラメータ
第2面
K=3.64665
A4=1.55190×10−4
A6=4.96963×10−6
A8=−2.61329×10−7
A10=1.11640×10−8
第13面
K=−1.73578
A4=1.34058×10−4
A6=4.52767×10−6
A8=1.10405×10−7
A10=−9.84332×10−10
この場合、条件式〔1〕〜条件式〔9〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔1〕〜条件式〔9〕を満足している。

0072

〔1〕 (r1o+r2o)/(r1o−r2o)=0.122
〔2〕 (r1i+r2i)/(r1i−r2i)=0.249
〔3〕 (r1s+r2s)/(r1s−r2s)=0.050
〔4〕 fF/fR=0.349
〔5〕 Y′/f=0.903
〔6〕 tan(θPmax)=0.899
〔7〕 L/f=1.765
〔8〕 DT/f=1.081
〔9〕 fFF/fRR=0.360
また、図12に、実施例6に係る結像レンズのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。なお、図12の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるdおよびgはそれぞれ、d線およびg線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。

0073

図13は、本発明の第7の実施の形態で且つ実施例7に係る結像レンズの光学系の光軸に沿う縦断面のレンズ構成を示している。
すなわち、本発明の実施例7に係る結像レンズの光学系は、図13に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、絞りAD、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7、そして第8レンズL8を配置しており、第3レンズL3と第4レンズL4、第5レンズL5と第6レンズL6、並びに第7レンズL7と第8レンズL8は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群8枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第4レンズL4により正の屈折力を有する前側レンズ群としての第1レンズ群G1を構成し、そして第5レンズL5〜第8レンズL8により正の屈折力を有する後側レンズ群としての第2レンズ群G2を構成している。つまり、図13に示す結像レンズの光学系は、これら第1レンズ群G1、絞りAD、そして第2レンズ群G2を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。

0074

詳細には、前側レンズ群としての第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、像側に非球面を形成してなり且つ、物体側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状とした負レンズからなる第1レンズL1と、物体側に凹形状とした負メニスカス形状をなす負レンズからなる第2レンズL2と、物体側に凸形状とした負メニスカス形状をなす負レンズからなる第3レンズL3と、そして物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第4レンズL4とを配置して、第1レンズ群G1として正の屈折力を示すように構成している。なお、第3レンズL3と第4レンズL4の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
前側レンズ群としての第1レンズ群G1と後側レンズ群としての第2レンズ群G2との間に絞りADを配置している。
後側レンズ群としての第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第5レンズL5と、物体側に像側の面より曲率が大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第6レンズL6と、物体側に凹形状とした負メニスカス形状をなす負レンズからなる第7レンズL7と、像側に非球面を形成してなる凸形状とした正メニスカス形状をなす第8レンズL8とを配置して、第2レンズ群G2として正の屈折力を示すように構成している。 なお、第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成しており、第7レンズL7と第8レンズL8の2枚のレンズも、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
そして、前側レンズ群である第1レンズ群G1における第1レンズL1と第2レンズL2の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。また、後側レンズ群である第2レンズ群G2における第6レンズL6と第7レンズL7の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。
さらに、これら第1レンズ群G1および第2レンズ群G2の後方、すなわち像側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス(シールガラス)を等価的な平行平板として示すフィルタガラスFGが配置される。
第1レンズ群G1、絞りADおよび第2レンズ群G2は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されており、物体に合焦させるフォーカシングに際しては、一体的に移動させてフォーカシングを行う。

0075

図13には、結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図13に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図1図3図5図7図9図11図15図17および図19等と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
この実施例7においては、光学系全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω〔度〕が、それぞれf=18.30、F=2.56、ω=38.2であり、この実施例7における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Nd、アッベ数νdおよびレンズ材料等の光学特性は、次表7の通りである。

0076

0077

表7においても、面番号に「*」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の前には、製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)等として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表7においては、「*」が付された第2面および第14面の各光学面が非球面であり、式〔10〕における各非球面のパラメータは、次の通りである。

0078

非球面パラメータ
第2面
K=2.84801
A4=8.10328×10−5
A6=−8.51224×10−7
A8=5.97881×10−8
A10=−9.76289×10−10
第14面
K=−0.71102
A4=2.26643×10−4
A6=2.60218×10−6
A8=6.37436×10−8
A10=−6.07070×10−10
この場合、条件式〔1〕〜条件式〔9〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔1〕〜条件式〔9〕を満足している。

0079

〔1〕 (r1o+r2o)/(r1o−r2o)=−0.225
〔2〕 (r1i+r2i)/(r1i−r2i)=0.107
〔3〕 (r1s+r2s)/(r1s−r2s)=0.414
〔4〕 fF/fR=1.107
〔5〕 Y′/f=0.776
〔6〕 tan(θPmax)=0.751
〔7〕 L/f=1.763
〔8〕 DT/f=1.012
〔9〕 fFF/fRR=0.160
また、図14に、実施例7に係る結像レンズのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。なお、図14の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるdおよびgはそれぞれ、d線およびg線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。

0080

図15は、本発明の実施例8に係る結像レンズの光学系の光軸に沿う縦断面のレンズ構成を示している。
すなわち、本発明の実施例8に係る結像レンズの光学系は、図15に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、絞りAD、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、そして第7レンズL7を配置しており、第4レンズL4と第5レンズL5、並びに第6レンズL6と第7レンズL7は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群7枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第3レンズL3により正の屈折力を有する前側レンズ群としての第1レンズ群G1を構成し、そして第4レンズL4〜第7レンズL7により正の屈折力を有する後側レンズ群としての第2レンズ群G2を構成している。つまり、図15に示す結像レンズの光学系は、これら第1レンズ群G1、絞りAD、そして第2レンズ群G2を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。

0081

詳細には、前側レンズ群としての第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、像側に非球面を形成してなる凹面を向けて物体側に凸形状とした負メニスカス形状をなす負レンズからなる第1レンズL1と、物体側に凹面を向けた平凹形状をなす負レンズからなる第2レンズL2と、そして物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第3レンズL3とを配置して、第1レンズ群G1として正の屈折力を示すように構成している。
前側レンズ群としての第1レンズ群G1と後側レンズ群としての第2レンズ群G2との間に絞りADを配置している。
後側レンズ群としての第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第4レンズL4と、物体側に像側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第5レンズL5と、物体側に凹形状とした負メニスカス形状をなす負レンズからなる第6レンズL6と、像側に凸形状とした正メニスカス形状をなし且つ非球面が形成されてなる第7レンズL7とを配置して、第2レンズ群G2として正の屈折力を示すように構成している。なお、第4レンズL4と第5レンズL5の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。また、第6レンズL6と第7レンズL7の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。

0082

そして、前側レンズ群である第1レンズ群G1における第1レンズL1と第2レンズL2の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。また、後側レンズ群である第2レンズ群G2における第5レンズL5と第6レンズL6の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。
さらに、これら第1レンズ群G1および第2レンズ群G2の後方、すなわち像側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス(シールガラス)を等価的な平行平板として示すフィルタガラスFGが配置される。
第1レンズ群G1、絞りADおよび第2レンズ群G2は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されており、物体に合焦させるフォーカシングに際しては、一体的に移動させてフォーカシングを行う。
図15には、結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図15に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図1図3図5図7図9図11図13図17および図19等と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
この実施例8においては、光学系全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω〔度〕が、それぞれf=18.30、F=2.88、ω=38.2であり、この実施例8における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Nd、アッベ数νdおよびレンズ材料等の光学特性は、次表8の通りである。

0083

0084

表8においても、面番号に「*」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の前には、製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)等として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表8においては、「*」が付された第2面および第13面の各光学面が非球面であり、式〔10〕における各非球面のパラメータは、次の通りである。

0085

非球面パラメータ
第2面
K=2.31354
A4=4.39060×10−5
A6=−1.54647×10−6
A8=9.94796×10−8
A10=−1.38635×10−9
第13面
K=−2.16285
A4=2.75665×10−4
A6=4.58115×10−6
A8=1.02845×10−7
A10=−1.35694×10−9
この場合、条件式〔1〕〜条件式〔9〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔1〕〜条件式〔9〕を満足している。

0086

〔1〕 (r1o+r2o)/(r1o−r2o)=−0.215
〔2〕 (r1i+r2i)/(r1i−r2i)=0.295
〔3〕 (r1s+r2s)/(r1s−r2s)=0.425
〔4〕 fF/fR=1.938
〔5〕 Y′/f=0.776
〔6〕 tan(θPmax)=0.727
〔7〕 L/f=1.657
〔8〕 DT/f=0.858
〔9〕 fFF/fRR=0.302
また、図16に、実施例8に係る結像レンズのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。なお、図18の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるdおよびgはそれぞれ、d線およびg線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。

0087

図17は、本発明の第9の実施の形態で且つ実施例9に係る結像レンズの光学系の光軸に沿う縦断面のレンズ構成を示している。
すなわち、本発明の実施例9に係る結像レンズの光学系は、図17に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、絞りAD、第5レンズL5、第6レンズL6、そして第7レンズL7を配置しており、第3レンズL3と第4レンズL4、並びに第5レンズL5と第6レンズL6は、それぞれ接合レンズを構成しており、いわゆる5群7枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第4レンズL4により正の屈折力を有する前側レンズ群としての第1レンズ群G1を構成し、そして第5レンズL5〜第7レンズL7により正の屈折力を有する後側レンズ群としての第2レンズ群G2を構成している。つまり、図5に示す結像レンズの光学系は、これら第1レンズ群G1、絞りAD、そして第2レンズ群G2を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。
詳細には、前側レンズ群としての第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、像側に非球面を形成してなり、且つ物体側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第1レンズL1と、物体側に凹面を向けて平凹形状をなす負レンズからなる第2レンズL2と、物体側に凸形状とした負メニスカス形状をなす負レンズからなる第3レンズL3と、そして物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第4レンズL4とを配置して、第1レンズ群G1として正の屈折力を示すように構成している。なお、第3レンズL3と第4レンズL4の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。

0088

前側レンズ群としての第1レンズ群G1と後側レンズ群としての第2レンズ群G2との間に絞りADを配置している。
後側レンズ群としての第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第5レンズL5と、物体側に像側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第6レンズL6と、物体側に凹面を向け且つ像側に非球面を形成して像側に凸形状とした負メニスカス形状をなす第7レンズL7とを配置して、第2レンズ群G2として正の屈折力を示すように構成している。なお、第5レンズL5と第6レンズL6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
そして、前側レンズ群である第1レンズ群G1における第1レンズL1と第2レンズL2の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。また、後側レンズ群である第2レンズ群G2における第6レンズL6と第7レンズL7の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。

0089

さらに、これら第1レンズ群G1および第2レンズ群G2の後方、すなわち像側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス(シールガラス)を等価的な平行平板として示すフィルタガラスFGが配置される。
第1レンズ群G1、絞りADおよび第2レンズ群G2は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されており、物体に合焦させるフォーカシングに際しては、一体的に移動させてフォーカシングを行う。
図17には、結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図17に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図1図3図5図7図9図11図13図15および図19等と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
この実施例9においては、光学系全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω〔度〕が、それぞれf=18.29、F=2.86、ω=38.2であり、この実施例9における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Nd、アッベ数νdおよびレンズ材料等の光学特性は、次表9の通りである。

0090

0091

表9においても、面番号に「*」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の前には、製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)等として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表9においては、「*」が付された第2面および第13面の各光学面が非球面であり、式〔10〕における各非球面のパラメータは、次の通りである。

0092

非球面パラメータ
第2面
K=3.95417
A4=1.27851×10−4
A6=−3.05355×10−6
A8=1.84561×10−7
A10=−4.22943×10−9
第13面
K=−1.85186
A4=1.70529×10−4
A6=5.26357×10−6
A8=7.98688×10−8
A10=4.82347×10−10
この場合、条件式〔1〕〜条件式〔9〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔1〕〜条件式〔9〕を満足している。

0093

〔1〕 (r1o+r2o)/(r1o−r2o)=−0.345
〔2〕 (r1i+r2i)/(r1i−r2i)=0.008
〔3〕 (r1s+r2s)/(r1s−r2s)=0.347
〔4〕 fF/fR=0.879
〔5〕 Y′/f=0.776
〔6〕 tan(θPmax)=0.757
〔7〕 L/f=1.658
〔8〕 DT/f=0.859
〔9〕 fFF/fRR=0.074
また、図18に、実施例9に係る結像レンズのd線とg線における諸収差、すなわち球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差、の各収差曲線図を示している。なお、図18の収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるdおよびgはそれぞれ、d線およびg線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。

0094

図19は、本発明の第10の実施の形態で且つ実施例10に係る結像レンズの光学系の光軸に沿う縦断面のレンズ構成を示している。
すなわち、本発明の実施例10に係る結像レンズの光学系は、図19に示すように、物体側から像面側に向かって、順次、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、絞りAD、第4レンズL4、第5レンズL5、そして第6レンズL6を配置しており、第4レンズL4と第5レンズL5は、接合レンズを構成しており、いわゆる5群6枚構成としている。
レンズ群構成に着目すると、第1レンズL1〜第3レンズL3により正の屈折力を有する前側レンズ群としての第1レンズ群G1を構成し、そして第4レンズL4〜第6レンズL6により正の屈折力を有する後側レンズ群としての第2レンズ群G2を構成している。つまり、図19に示す結像レンズの光学系は、これら第1レンズ群G1、絞りAD、そして第2レンズ群G2を、物体側から像面側に向かって、順次、配置した構成としている。

0095

詳細には、前側レンズ群としての第1レンズ群G1は、物体側から像側に向かって、順次、像側に非球面を形成してなり、且つ物体側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第1レンズL1と、物体側に凹面を向けて像側に凸形状とした負メニスカス形状をなす負レンズからなる第2レンズL2と、そして物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸形状をなす正レンズからなる第3レンズL3とを配置して、第1レンズ群G1として正の屈折力を示すように構成している。
前側レンズ群としての第1レンズ群G1と後側レンズ群としての第2レンズ群G2との間に絞りADを配置している。
後側レンズ群としての第2レンズ群G2は、物体側から像側に向かって、順次、像側に物体側の面より曲率の大きな凸面を向けて両凸形状をなす正レンズからなる第4レンズL4と、物体側に像側の面より曲率の大きな凹面を向けて両凹形状をなす負レンズからなる第5レンズL5と、物体側に凹面を向け且つ像側に非球面を形成して像側に凸形状をなす負メニスカス形状の第6レンズL6とを配置して、第2レンズ群G2として正の屈折力を示すように構成している。なお、第4レンズL4と第5レンズL5の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。

0096

そして、前側レンズ群である第1レンズ群G1における第1レンズL1と第2レンズL2の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。また、後側レンズ群である第2レンズ群G2における第5レンズL5と第6レンズL6の間に、両凸形状をなす空気レンズが形成される。
さらに、これら第1レンズ群G1および第2レンズ群G2の後方、すなわち像側には、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、受光素子のカバーガラス(シールガラス)を等価的な平行平板として示すフィルタガラスFGが配置される。
第1レンズ群G1、絞りADおよび第2レンズ群G2は、少なくとも使用時には、適宜なる支持枠等によってほぼ一体的に支持されており、物体に合焦させるフォーカシングに際しては、一体的に移動させてフォーカシングを行う。
図19には、結像レンズの光学系における各光学面の面番号も示している。なお、図17に示す各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図1図3図5図7図9図11図13図15および図17等と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
この実施例10においては、光学系全系の焦点距離f、開放F値Fおよび半画角ω〔度〕が、それぞれf=18.34、F=2.88、ω=38.2であり、この実施例10における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Nd、アッベ数νdおよびレンズ材料等の光学特性は、次表10の通りである。

0097

0098

表10においても、面番号に「*」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、光学ガラスレンズの硝材の硝種名の前には、製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)等として略記している。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表10においては、「*」が付された第2面および第12面の各光学面が非球面であり、式〔10〕における各非球面のパラメータは、次の通りである。

0099

非球面パラメータ
第2面
K=5.10838
A4=1.41564×10−4
A6=−5.85441×10−6
A8=4.02424×10−7
A10=−1.02386×10−8
第12面
K=−1.04743
A4=2.38348×10−4
A6=6.15092×10−6
A8=9.61558×10−8
A10=2.11010×10−10
この場合、条件式〔1〕〜条件式〔9〕に対応する値は、次の通りとなり、それぞれ条件式〔1〕〜条件式〔9〕を満足している。

0100

〔1〕 (r1o+r2o)/(r1o−r2o)=−0.118
〔2〕 (r1i+r2i)/(r1i−r2i)=0.057
〔3〕 (r1s+r2s)/(r1s−r2s)=0.236
〔4〕 fF/fR=1.398
〔5〕 Y′/f=0.776
〔6〕 tan(θPmax)=0.746
〔7〕 L/f=1.626
〔8〕 DT/f=0.821
〔9〕 fFF/fRR=0.148
[第11の実施の形態]
次に、上述した本発明の第1〜第10の実施の形態の実施例1〜実施例10等のような結像レンズを撮像用光学系として採用して構成した本発明の第11の実施の形態に係る撮像装置について図21図23を参照して説明する。
図21は、本発明の第11の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラを被写体側(すなわち物体側である前面側)から見た外観構成を模式的に示しており、(a)は本発明の第1の実施の形態に従って構成した結像レンズからなる撮像レンズがデジタルカメラのボディー内に沈胴埋没している状態を示す斜視図、そして(b)は撮像レンズがデジタルカメラのボディーから突出している状態を示す斜視図である。図22は、当該デジタルカメラを撮影者側(すなわち背面側)から見た外観構成を模式的に示す斜視図である。また、図23は、当該デジタルカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。
なお、ここでは、撮像装置としてのデジタルカメラについて説明しているが、ビデオカメラおよびフィルムカメラ等を含む主として撮像専用の撮像装置だけでなく、携帯電話機や、PDA(personal data assistant)などと称される携帯情報端末装置、さらにはこれらの機能を組み合わせたスマートフォンなどと称される携帯端末装置を含む種々の情報装置にデジタルカメラ等に相当する撮像機能が組み込まれることが多い。このような情報装置も外観は若干異にするもののデジタルカメラ等と実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような情報装置に本発明に係る結像レンズを採用してもよい。

0101

図21および図22に示すように、デジタルカメラは、撮像レンズ101、シャッタタン102、ズームボタン103、ファインダ104、ストロボ105、液晶モニタ106、操作ボタン107、電源スイッチ108、メモリカードスロット109および通信カードスロット110等を備えている。さらに、図23に示すように、デジタルカメラは、受光素子111、信号処理装置112、画像処理装置113、中央演算装置(CPU)114、半導体メモリ115および通信カード等116も備えている。
デジタルカメラは、撮像レンズ101とCMOS(相補型金属酸化物半導体)撮像素子やCCD(電荷結合素子)撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子111を有しており、撮像用光学系である撮像レンズ101によって撮影対象となる物体、つまり被写体、の光学像を結像させ、この光学像を受光素子111によって読み取るように構成されている。この撮像レンズ101として、実施例1〜実施例10において説明した本発明の第1〜第10の実施の形態に係る結像レンズを用いている(請求項9または請求項10に対応する)。

0102

受光素子111の出力は、中央演算装置114によって制御される信号処理装置112によって処理され、デジタル画像情報に変換される。信号処理装置112によってデジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置114によって制御される画像処理装置113において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ115に記録される。この場合、半導体メモリ115は、メモリカードスロット109に装填されたメモリカードでもよく、デジタルカメラ本体に内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ106には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ115に記録されている画像を表示することもできる。
また、半導体メモリ115に記録した画像は、通信カードスロット110に装填された通信カード等116を介して外部へ送信することも可能である。
撮像レンズ101は、デジタルカメラの携帯時には図21の(a)に示すように沈胴状態にあってデジタルカメラのボディー内に埋没しており、ユーザが電源スイッチ108を操作して電源を投入すると、図21の(b)に示すように鏡胴が繰り出され、デジタルカメラのボディーから突出する構成とする。ズームボタン103を操作することによって、被写体画像切り出し範囲を変更して擬似的に変倍するいわゆるデジタルズーム方式のズーミングを行うこともできる。このとき、ファインダ104の光学系も有効画角の変化に連動して変倍するようにすることが望ましい。
多くの場合、シャッタボタン102の半押し操作により、フォーカシングがなされる。

実施例

0103

シャッタボタン102をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
半導体メモリ115に記録した画像を液晶モニタ106に表示させたり、通信カード等116を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン107を所定のごとく操作する。半導体メモリ115および通信カード等116は、メモリカードスロット109および通信カードスロット110等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
なお、撮像レンズ101が沈胴状態にあるときには、結像レンズの各群は必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。例えば、沈胴時に第2レンズ群G2が光軸上から退避して、第1レンズ群G1と並列的に収納されるような機構とすれば、デジタルカメラのさらなる薄型化を実現することができる。
上述のようなデジタルカメラ(撮像装置)または情報装置には、既に述べた通り、第1〜第10の実施の形態に係る実施例1〜実施例10に示された結像レンズを用いて構成した撮影レンズ101を撮像光学系として使用することができる。したがって、1,200万画素〜2,400万画素またはそれ以上の画素数の受光素子を使用した高画質で小型のデジタルカメラ(撮像装置)または情報装置を実現することができる。

0104

G1 第1レンズ群(前側レンズ群)
G2 第2レンズ群(後側レンズ群)
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
L5 第5レンズ
L6 第6レンズ
L7 第7レンズ
L8 第8レンズ
AD絞り
FGフィルタガラス
101撮像レンズ(結像レンズ)
102シャッタボタン
103ズームボタン
104ファインダ
105ストロボ
106液晶モニタ
107 操作ボタン
108電源スイッチ
109メモリカードスロット
110通信カードスロット
111受光素子(エリアセンサ)
112信号処理装置
113画像処理装置
114中央演算装置(CPU)
115半導体メモリ
116 通信カード等

先行技術

0105

特開平8−313802号公報
特開平11−326756号公報
特開2005−352060号公報
特開2012−8347号公報

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