特許第6587052号(P6587052)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6587052
(24)【登録日】2019年9月20日
(45)【発行日】2019年10月9日
(54)【発明の名称】インナーフォーカス式レンズ
(51)【国際特許分類】
   G02B 13/04 20060101AFI20191001BHJP
   G02B 13/18 20060101ALI20191001BHJP
【FI】
   G02B13/04 D
   G02B13/18
【請求項の数】7
【全頁数】29
(21)【出願番号】特願2015-69442(P2015-69442)
(22)【出願日】2015年3月30日
(65)【公開番号】特開2016-188967(P2016-188967A)
(43)【公開日】2016年11月4日
【審査請求日】2017年12月13日
(73)【特許権者】
【識別番号】000133227
【氏名又は名称】株式会社タムロン
(74)【代理人】
【識別番号】100104190
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 昭徳
(72)【発明者】
【氏名】大森 圭介
【審査官】 岡田 弘
(56)【参考文献】
【文献】 特開2012−226307(JP,A)
【文献】 特開2015−057675(JP,A)
【文献】 特開2014−199421(JP,A)
【文献】 国際公開第2013/161995(WO,A1)
【文献】 特開2009−265652(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02B 9/00−17/08
G02B 21/02−21/04
G02B 25/00−25/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体側から順に配置された、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、負の屈折力を有する第3レンズ群と、からなり、
前記第1レンズ群は最も物体側に少なくとも1枚以上の負メニスカスレンズを備え、
前記第3レンズ群は、物体側から順に配置された、正の屈折力を有するフロントサブレンズ群と、負の屈折力を有するリアサブレンズ群と、からなり、
前記フロントサブレンズ群と前記リアサブレンズ群との間には該第3レンズ群中で最も広い軸上空気間隔が形成され、
前記第3レンズ群の最も像側に負の屈折力を有する単レンズ成分を配置し、
所定の口径を規定する開口絞りを備え、
前記第1レンズ群および前記第3レンズ群を固定したまま、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が拡大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が縮小するように、前記第2レンズ群を光軸に沿って物体側から像側へ移動させることにより無限遠物体合焦状態から最至近距離物体合焦状態へ至るまでのフォーカシングを行い、
以下に示す条件式を満足することを特徴とするインナーフォーカス式レンズ。
(1) −7.46≦f2/f≦−2.11
(5) 0.24≦L1s/L≦0.60
ただし、f2は無限遠物体合焦状態における前記第2レンズ群の焦点距離、fは無限遠物体合焦状態における光学系全系の焦点距離、L1sは前記第1レンズ群の最物体側面から前記開口絞りまでの軸上距離、Lは光学系における、最物体側のレンズ面頂点から結像面までの軸上距離(光学系全長)を示す。
【請求項2】
以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載のインナーフォーカス式レンズ。
(2) 0.28≦f1/f≦1.30
ただし、f1は無限遠物体合焦状態における前記第1レンズ群の焦点距離を示す。
【請求項3】
以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項1または2に記載のインナーフォーカス式レンズ。
(3) 0.50≦βinf/βmod≦2.02
ただし、βinfは無限遠物体合焦状態における前記第2レンズ群の近軸倍率、βmodは最至近距離物体合焦状態における前記第2レンズ群の近軸倍率を示す。
【請求項4】
以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のインナーフォーカス式レンズ。
(4) 0≦(R1+R2)/(R1−R2)
ただし、R1は前記第3レンズ群の最も像側に配置された負の屈折力を有する単レンズ成分の物体側空気境界面の曲率半径、R2は前記第3レンズ群の最も像側に配置された負の屈折力を有する単レンズ成分の像側空気境界面の曲率半径を示す。
【請求項5】
前記第2レンズ群は負の屈折力を有する単レンズ成分で構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のインナーフォーカス式レンズ。
【請求項6】
以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のインナーフォーカス式レンズ。
(6) f3/f≦−29.1
ただし、f3は無限遠物体合焦状態における前記第3レンズ群の焦点距離を示す。
【請求項7】
前記第3レンズ群の最も像側に配置された負の屈折力を有する単レンズ成分は単一の硝材で形成され、
以下に示す条件式を満足する請求項1〜6のいずれか一つに記載のインナーフォーカス式レンズ。
(7) 30≦νdn
ただし、νdnは前記第3レンズ群の最も像側に配置された負の屈折力を有する単レンズ成分のd線に対するアッベ数を示す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、小型で、高い結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、特に一眼レフレックスカメラ用レンズ等は、焦点距離に対して長いフランジバックを確保すべく、光学系後方に正レンズ群を配置してバックフォーカスの確保が容易になるような構成を採用しているものが多かった。しかし、近年、カメラボディーの小型化が進んだことや、デジタルカメラの普及により、長いフランジバックを確保する必要がない場合も増えてきている。
【0003】
また、デジタルカメラでは、動画撮影も可能なことから、動画撮影に対応した高速なオートフォーカス処理が望まれる。オートフォーカスは、まず、一部のレンズ群(フォーカス群)を光軸方向へ高速で振動させて(ウォブリング)、非合焦状態→合焦状態→非合焦状態を作り出す。そして、撮像素子の出力信号から一部画像領域の特定の周波数帯の信号成分を検出して、合焦状態となるフォーカス群の最適位置を求め、その最適位置にフォーカス群を移動させる。特に、動画撮影では、これら一連の動作を高速で連続して繰り返すことが要求される。そして、ウォブリングを実行するためには、フォーカス群を高速に駆動することを可能にすべく、フォーカス群は極力口径を小さく、そして軽くすることが求められる。
【0004】
また、光学系の最像側に正レンズ群を配置した場合、フォーカス群の屈折力をある程度強くしなくてはならないため、フォーカシングの際のウォブリングによる収差変動や変倍作用が生じやすくなる。フォーカシングの際のウォブリングによる収差変動や変倍作用を抑制するためには、光学系の最像側に負レンズ群を配置することがより好ましい。
【0005】
かかる要求に応えるべく、動画撮影にも十分対応可能なインナーフォーカス式レンズが提案されている(たとえば、特許文献1を参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2013−97212号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1に開示されたインナーフォーカス式レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、負の屈折力を有する第3レンズ群とを配置し、第2レンズ群を移動させてフォーカシングを行うものである。このインナーフォーカス式レンズは、35mmフィルムカメラ換算で中望遠の焦点距離をもち、内部に小型、軽量のフォーカス群を備えている。
【0008】
ところで、従来、光学像を受光して電気的な画像信号に変換する撮像センサにおいては、オンチップマイクロレンズ等で入射光の効率的な取り込みをするための制限があり、レンズ側で射出瞳をある一定以上大きくして撮像センサへの入射光束のテレセントリック性を確保することが望まれていた。
【0009】
しかしながら、近年の撮像センサでは開口率の向上やオンチップマイクロレンズの設計自由度が進み、撮影レンズ側に求められる射出瞳の制限も少なくなってきた。さらに、昨今のソフトウェアやカメラシステムの進歩、向上もあり、歪曲収差がある程度大きく従来では目立つものであっても画像処理により補正することも可能になってきている。
【0010】
このため、従来の撮影レンズでは、光学系の最像側に正レンズ成分を配置して、テレセントリック性が確保されていたが、近年ではその必要がなくなってきており、光学系の最像側に負レンズ成分を配置して撮像センサに対する光束の斜入射があってもオンチップマイクロレンズとの瞳のミスマッチ等による周辺減光(シェーディング)が目立ちにくくなってきた。また、光学系の最像側に負レンズ成分を配置することが可能になったことで、光学系口径の小型化が期待できる。
【0011】
これに対して、特許文献1に開示されたインナーフォーカス式レンズでは、光学系全長は短くなっているものの、光学系の最像側に正レンズ成分が配置されていることから、明るい光学系の実現のためには適しているが、第3レンズ群(最も像側のレンズ)の口径の小型化が不十分である。このため、近年広く普及しているミラーレス一眼カメラをはじめとする光学系の口径方向の小型化が進んだカメラには適用が難しい。
【0012】
さらに、特許文献1に開示されたインナーフォーカス式レンズは、広角化を目的としたものではないため、広角化を図るうえで必要とされる、像面湾曲、歪曲収差の補正や周辺光量の確保といった点が考慮されていない。
【0013】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、小型、軽量のフォーカス群を備えるとともに、広角の焦点距離を有し、高い結像性能を備えた、小型のインナーフォーカス式レンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、物体側から順に配置された、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、負の屈折力を有する第3レンズ群と、からなり、前記第1レンズ群は最も物体側に少なくとも1枚以上の負メニスカスレンズを備え、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群を固定したまま、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が拡大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が縮小するように、前記第2レンズ群を光軸に沿って物体側から像側へ移動させることにより無限遠物体合焦状態から最至近距離物体合焦状態へ至るまでのフォーカシングを行い、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
(1) −7.46≦f2/f≦−2.11
ただし、f2は無限遠物体合焦状態における前記第2レンズ群の焦点距離、fは無限遠物体合焦状態における光学系全系の焦点距離を示す。
【0015】
本発明によれば、小型、軽量のフォーカス群を備えるとともに、広角の焦点距離を有し、高い結像性能を備えた、小型のインナーフォーカス式レンズを実現することができる。
【0016】
さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、前記発明において、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
(2) 0.28≦f1/f≦1.30
ただし、f1は無限遠物体合焦状態における前記第1レンズ群の焦点距離を示す。
【0017】
本発明によれば、さらに小型で高い結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを実現することができる。
【0018】
さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、前記発明において、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
(3) 0.50≦βinf/βmod≦2.02
ただし、βinfは無限遠物体合焦状態における前記第2レンズ群の近軸倍率、βmodは最至近距離物体合焦状態における前記第2レンズ群の近軸倍率を示す。
【0019】
本発明によれば、フォーカシングによる画角変動を抑制して、結像性能を向上させることができる。
【0020】
さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、前記発明において、前記第3レンズ群が、物体側から順に配置された、正の屈折力を有するフロントサブレンズ群と、負の屈折力を有するリアサブレンズ群と、からなり、前記フロントサブレンズ群と前記リアサブレンズ群との間には該第3レンズ群中で最も広い軸上空気間隔が形成されていることを特徴とする。
【0021】
本発明によれば、結像面に近いレンズの口径を縮小するとともに、軸上収差や軸外収差(特に歪曲収差)を良好に補正することができる。
【0022】
さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、前記発明において、前記第3レンズ群の最も像側に負の屈折力を有する単レンズ成分が配置され、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
(4) 0≦(R1+R2)/(R1−R2)
ただし、R1は前記負の屈折力を有する単レンズ成分の物体側空気境界面の曲率半径、R2は前記負の屈折力を有する単レンズ成分の像側空気境界面の曲率半径を示す。
【0023】
本発明によれば、第3レンズ群(最も像側のレンズ)の口径を縮小するとともに、軸外のコマ収差を良好に補正することができる。
【0024】
さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、前記発明において、所定の口径を規定する開口絞りを備え、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
(5) 0.24≦L1s/L≦0.95
ただし、L1sは前記第1レンズ群の最物体側面から前記開口絞りまでの軸上距離、Lは光学系における、最物体側のレンズ面頂点から結像面までの軸上距離(光学系全長)を示す。
【0025】
本発明によれば、結像性能を維持しながら前玉径および後玉径の縮小を図ることで、光学系の小型化を促進することができる。
【0026】
さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、前記発明において、前記第2レンズ群が負の屈折力を有する単レンズ成分で構成されていることを特徴とする。
【0027】
本発明によれば、フォーカス群である第2レンズ群の小型、軽量化を図ることで、動画撮影に適したインナーフォーカス式レンズを提供することができる。
【0028】
さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、前記発明において、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
(6) f3/f≦−29.1
ただし、f3は無限遠物体合焦状態における前記第3レンズ群の焦点距離を示す。
【0029】
本発明によれば、光学系の全長を短縮するとともに、結像性能を向上させることができる。
【0030】
さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、前記発明において、前記第3レンズ群が負の屈折力を有する単レンズ成分を含み構成され、該負の屈折力を有する単レンズ成分が単一の硝材で形成され、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
(7) 30≦νdn
ただし、νdnは前記負の屈折力を有する単レンズ成分のd線に対するアッベ数を示す。
【0031】
本発明によれば、第3レンズ群に含まれる、負の屈折力を有する単レンズ成分の小型、軽量化が容易になるとともに、倍率色収差を良好に補正することができる。
【発明の効果】
【0032】
本発明によれば、小型、軽量のフォーカス群を備えるとともに、広角の焦点距離を有し、高い結像性能を備えた、小型のインナーフォーカス式レンズを提供することができるという効果を奏する。本発明によれば、動画撮影にも好適な、小型のインナーフォーカス式レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
図1】実施例1にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
図2】実施例1にかかるインナーフォーカス式レンズの諸収差図である。
図3】実施例2にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
図4】実施例2にかかるインナーフォーカス式レンズの諸収差図である。
図5】実施例3にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
図6】実施例3にかかるインナーフォーカス式レンズの諸収差図である。
図7】実施例4にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。
図8】実施例4にかかるインナーフォーカス式レンズの諸収差図である。
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0035】
本発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、物体側から順に配置された、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、負の屈折力を有する第3レンズ群と、からなっている。
【0036】
本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、第1レンズ群および第3レンズ群を固定したまま、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が拡大し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が縮小するように、第2レンズ群を光軸に沿って物体側から像側へ移動させることにより無限遠物体合焦状態から最至近距離物体合焦状態へ至るまでのフォーカシングを行う。このように、第2レンズ群を移動させてフォーカシングを行うことで、光学系全長の変化がなく、防塵、防音性能を高めることができる。
【0037】
また、最も物体側に正の屈折力を有する第1レンズ群を配置したことにより、後続する第2レンズ群へ導かれる光束径を縮小することができる。このため、フォーカス群である第2レンズ群の口径を小さくして、第2レンズ群の軽量化を図ることができる。この結果、高速かつ静粛性の高いフォーカシングが可能になり、動画撮影に有効である。また、第2レンズ群の口径を小さくすることができるため、光学系口径の小型化に有利である。
【0038】
また、第1レンズ群の最も物体側に少なくとも1枚以上の負メニスカスレンズを配置することで、光学系の広角化が容易になる。
【0039】
さらに、最も像側に負の屈折力を有する第3レンズ群を配置したことにより、テレフォト比(全長/焦点距離)を小さくして、バックフォーカスを短縮することが可能になり、光学系の小型化を促進することができる。
【0040】
本発明は、小型、軽量のフォーカス群を備えるとともに、広角の焦点距離を有し、高い結像性能を備えた、小型のインナーフォーカス式レンズを提供することを目的としている。そこで、かかる目的を達成するため、上記特徴に加え、以下に示すような各種条件を設定している。
【0041】
まず、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、無限遠物体合焦状態における第2レンズ群の焦点距離をf2、無限遠物体合焦状態における光学系全系の焦点距離をfとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
(1) −7.46≦f2/f≦−2.11
【0042】
条件式(1)は、無限遠物体合焦状態における、第2レンズ群の焦点距離と光学系全系の焦点距離との比を規定する式である。条件式(1)を満足することにより、光学系の小型化を実現しつつ、高い結像性能を維持することができる(特に像面湾曲の補正に有効)。
【0043】
条件式(1)においてその下限を下回ると、第2レンズ群の焦点距離が長くなって、第2レンズ群の負のパワーが弱くなりすぎる。この結果、フォーカシング時の第2レンズ群の移動量が増大して、光学系全長が延び、光学系の小型化が困難になる。一方、条件式(1)においてその上限を超えると、第2レンズ群の焦点距離が短くなって、第2レンズ群の負のパワーが強くなりすぎる。この結果、フォーカシング時の第2レンズ群の移動に伴う収差変動(特に像面湾曲の変動)、画角変動が過大となり、好ましくない。
【0044】
なお、上記条件式(1)は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
(1a) −5.60≦f2/f≦−1.80
【0045】
また、上記条件式(1a)は、次に示す範囲を満足すると、さらに好ましい効果が期待できる。
(1b) −5.00≦f2/f≦−1.62
【0046】
さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、無限遠物体合焦状態における第1レンズ群の焦点距離をf1、無限遠物体合焦状態における光学系全系の焦点距離をfとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
(2) 0.28≦f1/f≦1.30
【0047】
条件式(2)は、無限遠物体合焦状態における、第1レンズ群の焦点距離と光学系全系の焦点距離との比を規定する式である。条件式(2)を満足することにより、光学系全系の焦点距離に対する第1レンズ群の焦点距離が適正なものとなって、後玉径の縮小および光学系全長の短縮が可能になるとともに、結像性能を向上させることができる。
【0048】
条件式(2)においてその下限を下回ると、第1レンズ群の焦点距離が短くなって球面収差が補正不足となるばかりか、後続するレンズ群の近軸結像倍率が大きくなって後玉径が拡大し光学系の大型化につながるため、好ましくない。一方、条件式(2)においてその上限を超えると、第1レンズ群の焦点距離が長くなって光学系全長が延び、光学系の小型化を図ることが困難になる。
【0049】
なお、上記条件式(2)は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
(2a) 0.37≦f1/f≦0.97
【0050】
また、上記条件式(2a)は、次に示す範囲を満足すると、さらに好ましい効果が期待できる。
(2b) 0.45≦f1/f≦0.80
【0051】
さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、無限遠物体合焦状態における第2レンズ群の近軸倍率をβinf、最至近距離物体合焦状態における第2レンズ群の近軸倍率をβmodとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
(3) 0.50≦βinf/βmod≦2.02
【0052】
条件式(3)は、無限遠物体合焦状態と最至近距離物体合焦状態とにおける第2レンズ群の近軸横倍率の比を規定する式である。条件式(3)を満足することにより、フォーカス群(第2レンズ群)を稼動させても倍率の変化を抑制することができ、フォーカシングの際の画角変動を抑えることができる。条件式(3)で規定した範囲から逸脱すると、フォーカシングの際の画角変動を抑制することができなくなる。フォーカス群の移動中に画角変動が起きると、像が揺れているように見えて画像の品位が低下する。
【0053】
なお、上記条件式(3)は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
(3a) 0.60≦βinf/βmod≦1.80
【0054】
また、上記条件式(3a)は、次に示す範囲を満足すると、さらに好ましい効果が期待できる。
(3b) 0.68≦βinf/βmod≦1.60
【0055】
さらに、上記条件式(3b)は、次に示す範囲を満足すると、フォーカシング時の画角変動を極めて小さくすることができる。
(3c) 0.80≦βinf/βmod≦1.40
【0056】
さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、第3レンズ群を、物体側から順に配置された、正の屈折力を有するフロントサブレンズ群と、負の屈折力を有するリアサブレンズ群と、により構成するとともに、フロントサブレンズ群とリアサブレンズ群との間に第3レンズ群中で最も広い軸上空気間隔を形成している。
【0057】
このようにすることで、結像面に近いレンズ口径を縮小するとともに、結像性能を向上させることができる。すなわち、ミラーレス一眼カメラ等の小型カメラに搭載目的のショートフランジバックの光学系の小型化で課題となる像側のレンズ口径の拡大を、第3レンズ群の物体側に正の屈折力を有するフロントサブレンズ群を配置することで抑制できる。さらに、負の屈折力を有するリアサブレンズ群をフロントサブレンズ群の像側に空気間隔を設けて配置することで、正の屈折力を有するフロントサブレンズ群で軸上収差を補正しつつ、リアサブレンズ群において軸外収差、特に歪曲収差を良好に補正することができる。
【0058】
また、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、第3レンズ群の最も像側に負の屈折力を有する単レンズ成分を配置することが好ましい。このようにすることで、第3レンズ群(最も像側のレンズ)の口径の小型化をより促進することができ、近年広く普及しているミラーレス一眼カメラ等の小型カメラに好適である。
【0059】
なお、単レンズ成分とは、単一の研磨レンズや、非球面レンズ、複合非球面レンズ、接合レンズを含み、空気層をもち互いに接着されていない、たとえば正負の2枚レンズなどは含まない。
【0060】
本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、第3レンズ群の最も像側に負の屈折力を有する単レンズ成分を配置することに加え、当該負の屈折力を有する単レンズ成分の物体側空気境界面の曲率半径をR1、当該負の屈折力を有する単レンズ成分の像側空気境界面の曲率半径をR2とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
(4) 0≦(R1+R2)/(R1−R2)
【0061】
条件式(4)は、第3レンズ群の最も像側に配置される、負の屈折力を有する単レンズ成分の形状を規定する式である。条件式(4)を満足すると、当該単レンズ成分において、物体側面の曲率半径が像側面の曲率半径より大きくなる。この結果、軸外コマ収差の良好な補正が可能になる。
【0062】
なお、上記条件式(4)は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
(4a) 0.5≦(R1+R2)/(R1−R2)
【0063】
また、上記条件式(4a)は、次に示す範囲を満足すると、さらに好ましい効果が期待できる。
(4b) 0.7≦(R1+R2)/(R1−R2)≦100
【0064】
さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、所定の口径を規定する開口絞りを備え、第1レンズ群の最物体側面から開口絞りまでの軸上距離をL1s、光学系における、最物体側のレンズ面頂点から結像面までの軸上距離(光学系全長)をLとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
(5) 0.24≦L1s/L≦0.95
【0065】
条件式(5)は、第1レンズ群の最物体側面から開口絞りまでの軸上距離と光学系全長との比を規定する式である。条件式(5)を満足することで、光学系全長に対する開口絞りの適切な位置を規定して、高い結像性能を維持しながら、光学系口径の小型化を実現することができる。
【0066】
条件式(5)においてその下限を下回ると、開口絞りが物体側に近づきすぎて像側のレンズ口径が拡大するばかりか、後群における軸外収差、主に歪曲収差の発生が顕著になるため、好ましくない。一方、条件式(5)においてその上限を超えると、開口絞りが像側に近づきすぎて、前玉の有効径の拡大につながり、光学系の小型化が困難になる。なお、開口絞りは、第1レンズ群内に配置されることが好ましい。
【0067】
なお、上記条件式(5)は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
(5a) 0.32≦L1s/L≦0.71
【0068】
また、上記条件式(5a)は、次に示す範囲を満足すると、さらに好ましい効果が期待できる。
(5b) 0.40≦L1s/L≦0.60
【0069】
さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、第2レンズ群を負の屈折力を有する単レンズ成分で構成することが好ましい。なお、単レンズ成分の意味は、前述のとおりである。
【0070】
第2レンズ群を負の屈折力を有する単レンズ成分で構成することでフォーカス群の小型、軽量化が達成され、高速のフォーカシングが可能になり、動画撮影に有効である。また、フォーカス群の小型、軽量化を図ることにより、フォーカス群の駆動をつかさどるアクチュエータ等の駆動手段の負荷も減少し、省電力化に資することになる。また、当該駆動手段の一層の小型化を促進することができる。
【0071】
さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、無限遠物体合焦状態における第3レンズ群の焦点距離をf3、無限遠物体合焦状態における光学系全系の焦点距離をfとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
(6) f3/f≦−29.1
【0072】
条件式(6)は、無限遠物体合焦状態における、第3レンズ群の焦点距離と光学系全系の焦点距離との比を規定する式である。この条件式(6)を満足することにより、第3レンズ群の屈折力が適正化され、結像性能を劣化させることなく、光学系の全長および口径の小型化を達成することができる。
【0073】
条件式(6)においてその上限を超えると、第3レンズ群の屈折力が強くなる。この場合、当該光学系全系におけるFナンバーが大きくなる傾向になり、明るい光学系を得ることができない。この状態で明るい光学系を実現するためには、開口絞りを大きく開く必要がある。しかし、開口絞りを大きく開くと諸収差の発生が顕著になることから、結像性能の良好な光学系を実現するためには、収差補正のためにレンズ枚数を増やさなければならなくなる。特に、第1レンズ群を構成するレンズの枚数を増やす必要が生じる。光学系を構成するレンズ枚数が多くなると、光学系の小型、軽量化を図ることが困難になるため、好ましくない。
【0074】
なお、上記条件式(6)は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
(6a) −12000≦f3/f≦−30.1
【0075】
また、上記条件式(6a)は、次に示す範囲を満足すると、さらに好ましい効果が期待できる。
(6b) −10000≦f3/f≦−31.1
【0076】
さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズにおいて、第3レンズ群は負の屈折力を有する単レンズ成分を含み構成されることが好ましく、当該単レンズ成分は単一の硝材で形成されることがより好ましい。第3レンズ群中の当該単レンズ成分を単一の硝材で形成すると、当該単レンズ成分の光軸方向、径方向の小型化が容易になる。また、当該単レンズ成分の軽量化を図ることも容易になる。
【0077】
そして、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、当該負の屈折力を有する単レンズ成分のd線に対するアッベ数をνdnとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
(7) 30≦νdn
【0078】
条件式(7)においてその下限を下回ると、倍率色収差が過補正になり、高い結像性能を維持することが困難になるため、好ましくない。
【0079】
さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、第2レンズ群の最物体側面の曲率半径をR21、第2レンズ群の最像側面の曲率半径をR22とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
(8) 0≦(R21+R22)/(R21−R22)
【0080】
条件式(8)は、第2レンズ群における、最物体側面の形状と最像側面の形状を規定する式である。条件式(8)を満足することにより、第2レンズ群における、最像側面の曲率半径が最物体側面の曲率半径より小さくなる。この結果、強いパワーをもつ面に入射する光線角度の変化を小さくして、フォーカシング時の像面湾曲の変動を抑制することができる。
【0081】
なお、上記条件式(8)は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
(8a) 1≦(R21+R22)/(R21−R22)
【0082】
また、上記条件式(8a)は、次に示す範囲を満足すると、さらに好ましい効果が期待できる。
(8b) 1≦(R21+R22)/(R21−R22)≦300
【0083】
また、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズにおいて、第1レンズ群中に非球面が形成された正レンズを配置すると、球面収差の補正に効果的である。特に、当該正レンズに近軸曲率のパワーを弱める形状の非球面を形成すると、球面収差の補正効果が向上する。
【0084】
また、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズにおいて、第2レンズ群を構成するレンズに非球面を形成すると、像面湾曲の補正により効果的である。特に、第2レンズ群を構成するレンズに近軸曲率のパワーを弱める形状の非球面を形成すると、像面湾曲の補正効果がより向上するとともに、フォーカシング時の像面湾曲の変動を抑える効果がより高くなる。
【0085】
また、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズにおいて、第3レンズ群を構成するレンズに非球面を形成すると、像面湾曲の補正に効果的である。特に、第3レンズ群を構成するレンズに近軸曲率のパワーを弱める形状の非球面を形成すると、像面湾曲の補正効果が向上する。
【0086】
以上説明したように、本発明によれば、小型、軽量のフォーカス群を備えるとともに、広角の焦点距離を有し、高い結像性能を備えた、小型のインナーフォーカス式レンズを実現することができる。特に、上記各条件式を満足することで、動画撮影に好適な、より小型で高い結像性能を有するインナーフォーカス式レンズを実現することができる。
【0087】
以下、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズの実施例を図面に基づき詳細に説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例1】
【0088】
図1は、実施例1にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図1は、無限遠物体合焦状態を示している。このインナーフォーカス式レンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G11と、負の屈折力を有する第2レンズ群G12と、負の屈折力を有する第3レンズ群G13と、が配置されて構成される。第3レンズ群G13と結像面IMGとの間には、カバーガラスCGが配置されている。
【0089】
第1レンズ群G11は、物体側から順に、負メニスカスレンズL111と、負メニスカスレンズL112と、負レンズL113と、正レンズL114と、負レンズL115と、正レンズL116と、所定の口径を規定する開口絞りSTPと、正レンズL117と、が配置されて構成される。負レンズL113の両面には、非球面が形成されている。負レンズL115と正レンズL116とは、接合されている。正レンズL117の両面には、非球面が形成されている。
【0090】
第2レンズ群G12は、負レンズL121により構成される。負レンズL121の両面には、非球面が形成されている。
【0091】
第3レンズ群G13は、物体側から順に、正の屈折力を有するフロントサブレンズ群G13Fと、負の屈折力を有するリアサブレンズ群G13Rと、が配置されて構成される。フロントサブレンズ群G13Fとリアサブレンズ群G13Rとの間には、第3レンズ群G13中で最も広い軸上空気間隔が形成されている。
【0092】
フロントサブレンズ群G13Fは、物体側から順に、正レンズL131と、正レンズL132と、が配置されて構成される。リアサブレンズ群G13Rは、負レンズL133により構成される。負レンズL133は、単一の硝材で形成されている。負レンズL133の両面には、非球面が形成されている。
【0093】
このインナーフォーカス式レンズでは、第1レンズ群G11および第3レンズ群G13を固定したまま、第1レンズ群G11と第2レンズ群G12との間隔が拡大し、第2レンズ群G12と第3レンズ群G13との間隔が縮小するように、第2レンズ群G12を光軸に沿って物体側から結像面IMG側へ移動させることにより無限遠物体合焦状態から最至近距離物体合焦状態へ至るまでのフォーカシングを行う。
【0094】
以下、実施例1にかかるインナーフォーカス式レンズに関する各種数値データを示す。
【0095】
(レンズデータ)
1=28.832
1=2.000 nd1=1.5935 νd1=67.00
2=15.623
2=6.886
3=29.397
3=1.500 nd2=1.4970 νd2=81.61
4=13.122
4=5.883
5=52.568(非球面)
5=1.300 nd3=1.5920 νd3=67.02
6=12.910(非球面)
6=3.068
7=30.333
7=2.265 nd4=1.8810 νd4=40.14
8=141.737
8=12.099
9=24.676
9=1.000 nd5=1.8810 νd5=40.14
10=13.601
10=5.292 nd6=1.4875 νd6=70.44
11=-35.502
11=1.300
12=∞(開口絞り)
12=2.425
13=30.850(非球面)
13=4.386 nd7=1.4971 νd7=81.56
14=-18.338(非球面)
14=D(14)(可変)
15=45.781(非球面)
15=0.800 nd8=1.7290 νd8=54.04
16=19.193(非球面)
16=D(16)(可変)
17=-68.737
17=2.535 nd9=1.4970 νd9=81.61
18=-25.555
18=0.100
19=-329.577
19=4.036 nd10=1.4970 νd10=81.61
20=-23.042
20=0.329
21=-400.000(非球面)
21=1.200 nd11=1.8820 νd11=37.22
22=26.785(非球面)
22=25.606
23=∞
23=2.500 nd12=1.5168 νd12=64.20
24=∞
24=1.000
25=∞(結像面)
【0096】
円錐係数(k)および非球面係数(A4,A6,A8,A10
(第5面)
k=0,
4=-2.6625×10-5,A6=3.0031×10-7
8=-1.7989×10-9,A10=5.7847×10-12
(第6面)
k=0,
4=-6.8334×10-5,A6=8.4364×10-9
8=-1.2228×10-9,A10=-9.8374×10-12
(第13面)
k=0,
4=-2.2269×10-5,A6=1.1253×10-9
8=-1.0562×10-9,A10=-3.1969×10-12
(第14面)
k=0,
4=5.1791×10-5,A6=-5.2286×10-7
8=4.0083×10-9,A10=2.3692×10-11
(第15面)
k=0,
4=2.0348×10-5,A6=-1.1141×10-6
8=1.4175×10-8,A10=-5.7786×10-11
(第16面)
k=0,
4=2.1580×10-5,A6=-8.9505×10-7
8=1.2780×10-8,A10=-5.7413×10-11
(第21面)
k=0,
4=-2.4151×10-5,A6=-1.3394×10-7
8=2.2182×10-9,A10=-7.5852×10-12
(第22面)
k=0,
4=-3.5206×10-6,A6=-1.2925×10-7
8=2.2655×10-9,A10=-8.5817×10-12
【0097】
(各合焦状態の数値データ)
無限遠 最至近距離(物体距離158.000mm)
D(14) 1.472 2.318
D(16) 6.519 5.674
f(光学系全系の焦点距離) 18.54 17.88
FNO(Fナンバー) 2.88 2.92
ω(半画角) 50.29 49.76
f1(第1レンズ群G11の焦点距離) 10.28 10.28
f2(第2レンズ群G12の焦点距離) -45.92 -45.92
f3(第3レンズ群G13の焦点距離)-722.75 -722.75
BF(バックフォーカス) 29.106 29.106
【0098】
(条件式(1)に関する数値)
f2/f=-2.48
【0099】
(条件式(2)に関する数値)
f1/f=0.55
【0100】
(条件式(3)に関する数値)
βinf(無限遠物体合焦状態における第2レンズ群G12の近軸倍率)=1.83
βmod(最至近距離物体合焦状態における第2レンズ群G12の近軸倍率)=1.81
βinf/βmod=1.01
【0101】
(条件式(4)に関する数値)
R1(負レンズL133の物体側空気境界面の曲率半径)=-400.000
R2(負レンズL133の像側空気境界面の曲率半径)=26.785
(R1+R2)/(R1−R2)=0.87
【0102】
(条件式(5)に関する数値)
L1s(第1レンズ群G11の最物体側面から開口絞りSTPまでの軸上距離)=42.593
L(第1レンズ群G11の最物体側のレンズ面頂点から結像面IMGまでの軸上距離(光学系全長))=95.501
L1s/L=0.45
【0103】
(条件式(6)に関する数値)
f3/f=-38.97
【0104】
(条件式(7)に関する数値)
νdn(負レンズL133のd線に対するアッベ数)=37.22
【0105】
(条件式(8)に関する数値)
R21(負レンズL121の最物体側面の曲率半径)=45.781
R22(負レンズL121の最像側面の曲率半径)=19.193
(R21+R22)/(R21−R22)=2.44
【0106】
図2は、実施例1にかかるインナーフォーカス式レンズの諸収差図である。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、FNOで示す)を表し、実線はd線(λ=587.56nm)、短破線はg線(λ=435.84nm)、長破線はC線(λ=656.28nm)に相当する波長の特性を示している。非点収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表し、d線(λ=587.56nm)に相当する波長の特性を示している。なお、非点収差図において、実線はサジタル平面(図中、Sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、Mで示す)の特性を示している。歪曲収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表し、d線(λ=587.56nm)に相当する波長の特性を示している。
【実施例2】
【0107】
図3は、実施例2にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図3は、無限遠物体合焦状態を示している。このインナーフォーカス式レンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G21と、負の屈折力を有する第2レンズ群G22と、負の屈折力を有する第3レンズ群G23と、が配置されて構成される。第3レンズ群G23と結像面IMGとの間には、カバーガラスCGが配置されている。
【0108】
第1レンズ群G21は、物体側から順に、負メニスカスレンズL211と、負メニスカスレンズL212と、負レンズL213と、正レンズL214と、負レンズL215と、正レンズL216と、所定の口径を規定する開口絞りSTPと、正レンズL217と、が配置されて構成される。負レンズL213の両面には、非球面が形成されている。負レンズL215と正レンズL216とは、接合されている。正レンズL217の両面には、非球面が形成されている。
【0109】
第2レンズ群G22は、負レンズL221により構成される。負レンズL221の両面には、非球面が形成されている。
【0110】
第3レンズ群G23は、物体側から順に、正の屈折力を有するフロントサブレンズ群G23Fと、負の屈折力を有するリアサブレンズ群G23Rと、が配置されて構成される。フロントサブレンズ群G23Fとリアサブレンズ群G23Rとの間には、第3レンズ群G23中で最も広い軸上空気間隔が形成されている。
【0111】
フロントサブレンズ群G23Fは、物体側から順に、正レンズL231と、正レンズL232と、が配置されて構成される。リアサブレンズ群G23Rは、負レンズL233により構成される。負レンズL233は、単一の硝材で形成されている。負レンズL233の両面には、非球面が形成されている。
【0112】
このインナーフォーカス式レンズでは、第1レンズ群G21および第3レンズ群G23を固定したまま、第1レンズ群G21と第2レンズ群G22との間隔が拡大し、第2レンズ群G22と第3レンズ群G23との間隔が縮小するように、第2レンズ群G22を光軸に沿って物体側から結像面IMG側へ移動させることにより無限遠物体合焦状態から最至近距離物体合焦状態へ至るまでのフォーカシングを行う。
【0113】
以下、実施例2にかかるインナーフォーカス式レンズに関する各種数値データを示す。
【0114】
(レンズデータ)
1=30.152
1=2.000 nd1=1.5935 νd1=67.00
2=16.214
2=6.369
3=31.366
3=1.500 nd2=1.4970 νd2=81.61
4=13.499
4=5.658
5=51.837(非球面)
5=1.300 nd3=1.5920 νd3=67.02
6=13.285(非球面)
6=2.866
7=27.620
7=2.238 nd4=1.8810 νd4=40.14
8=87.188
8=12.690
9=23.272
9=1.000 nd5=1.8810 νd5=40.14
10=13.324
10=5.334 nd6=1.4875 νd6=70.44
11=-43.127
11=1.629
12=∞(開口絞り)
12=1.822
13=30.203(非球面)
13=4.424 nd7=1.4971 νd7=81.56
14=-18.833(非球面)
14=D(14)(可変)
15=42.496(非球面)
15=0.800 nd8=1.7290 νd8=54.04
16=18.812(非球面)
16=D(16)(可変)
17=647.460
17=3.783 nd9=1.4970 νd9=81.61
18=-19.801
18=0.100
19=-48.734
19=2.492 nd10=1.4970 νd10=81.61
20=-33.384
20=0.761
21=-400.000(非球面)
21=1.200 nd11=1.8820 νd11=37.22
22=27.667(非球面)
22=22.428
23=∞
23=2.500 nd12=1.5168 νd12=64.20
24=∞
24=1.000
25=∞(結像面)
【0115】
円錐係数(k)および非球面係数(A4,A6,A8,A10
(第5面)
k=0,
4=-2.7090×10-5,A6=2.6283×10-7
8=-1.4454×10-9,A10=4.3803×10-12
(第6面)
k=0,
4=-6.1483×10-5,A6=4.0703×10-8
8=-1.1388×10-9,A10=-6.0150×10-12
(第13面)
k=0,
4=-2.2964×10-5,A6=-6.1034×10-9
8=-1.0258×10-9,A10=2.5147×10-12
(第14面)
k=0,
4=4.6889×10-5,A6=-4.5934×10-7
8=3.4940×10-9,A10=-1.7504×10-11
(第15面)
k=0,
4=2.0032×10-5,A6=-1.0580×10-6
8=1.3913×10-8,A10=-6.6138×10-11
(第16面)
k=0,
4=2.3359×10-5,A6=-8.3928×10-7
8=1.2186×10-8,A10=-6.4391×10-11
(第21面)
k=0,
4=-2.3499×10-5,A6=-1.2412×10-7
8=2.2965×10-9,A10=-8.5091×10-12
(第22面)
k=0,
4=-2.5375×10-6,A6=-1.1587×10-7
8=2.1605×10-9,A10=-8.6835×10-12
【0116】
(各合焦状態の数値データ)
無限遠 最至近距離(物体距離158.000mm)
D(14) 1.480 2.405
D(16) 6.626 5.702
f(光学系全系の焦点距離) 19.41 18.66
FNO(Fナンバー) 2.88 2.92
ω(半画角) 49.11 48.48
f1(第1レンズ群G21の焦点距離) 10.82 10.82
f2(第2レンズ群G22の焦点距離) -46.97 -46.97
f3(第3レンズ群G23の焦点距離)-626.90 -626.90
BF(バックフォーカス) 25.928 25.928
【0117】
(条件式(1)に関する数値)
f2/f=-2.42
【0118】
(条件式(2)に関する数値)
f1/f=0.56
【0119】
(条件式(3)に関する数値)
βinf(無限遠物体合焦状態における第2レンズ群G22の近軸倍率)=1.85
βmod(最至近距離物体合焦状態における第2レンズ群G22の近軸倍率)=1.83
βinf/βmod=1.01
【0120】
(条件式(4)に関する数値)
R1(負レンズL233の物体側空気境界面の曲率半径)=-400.000
R2(負レンズL233の像側空気境界面の曲率半径)=27.667
(R1+R2)/(R1−R2)=0.87
【0121】
(条件式(5)に関する数値)
L1s(第1レンズ群G21の最物体側面から開口絞りSTPまでの軸上距離)=42.584
L(第1レンズ群G21の最物体側のレンズ面頂点から結像面IMGまでの軸上距離(光学系全長))=92.000
L1s/L=0.46
【0122】
(条件式(6)に関する数値)
f3/f=-32.30
【0123】
(条件式(7)に関する数値)
νdn(負レンズL233のd線に対するアッベ数)=37.22
【0124】
(条件式(8)に関する数値)
R21(負レンズL221の最物体側面の曲率半径)=42.496
R22(負レンズL221の最像側面の曲率半径)=18.812
(R21+R22)/(R21−R22)=2.59
【0125】
図4は、実施例2にかかるインナーフォーカス式レンズの諸収差図である。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、FNOで示す)を表し、実線はd線(λ=587.56nm)、短破線はg線(λ=435.84nm)、長破線はC線(λ=656.28nm)に相当する波長の特性を示している。非点収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表し、d線(λ=587.56nm)に相当する波長の特性を示している。なお、非点収差図において、実線はサジタル平面(図中、Sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、Mで示す)の特性を示している。歪曲収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表し、d線(λ=587.56nm)に相当する波長の特性を示している。
【実施例3】
【0126】
図5は、実施例3にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図5は、無限遠物体合焦状態を示している。このインナーフォーカス式レンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G31と、負の屈折力を有する第2レンズ群G32と、負の屈折力を有する第3レンズ群G33と、が配置されて構成される。第3レンズ群G33と結像面IMGとの間には、カバーガラスCGが配置されている。
【0127】
第1レンズ群G31は、物体側から順に、負メニスカスレンズL311と、負メニスカスレンズL312と、負レンズL313と、正レンズL314と、負レンズL315と、正レンズL316と、所定の口径を規定する開口絞りSTPと、正レンズL317と、が配置されて構成される。負レンズL313の両面には、非球面が形成されている。負レンズL315と正レンズL316とは、接合されている。正レンズL317の両面には、非球面が形成されている。
【0128】
第2レンズ群G32は、負レンズL321により構成される。負レンズL321の両面には、非球面が形成されている。
【0129】
第3レンズ群G33は、物体側から順に、正の屈折力を有するフロントサブレンズ群G33Fと、負の屈折力を有するリアサブレンズ群G33Rと、が配置されて構成される。フロントサブレンズ群G33Fとリアサブレンズ群G33Rとの間には、第3レンズ群G33中で最も広い軸上空気間隔が形成されている。
【0130】
フロントサブレンズ群G33Fは、物体側から順に、正レンズL331と、正レンズL332と、が配置されて構成される。リアサブレンズ群G33Rは、負レンズL333により構成される。負レンズL333は、単一の硝材で形成されている。負レンズL333の両面には、非球面が形成されている。
【0131】
このインナーフォーカス式レンズでは、第1レンズ群G31および第3レンズ群G33を固定したまま、第1レンズ群G31と第2レンズ群G32との間隔が拡大し、第2レンズ群G32と第3レンズ群G33との間隔が縮小するように、第2レンズ群G32を光軸に沿って物体側から結像面IMG側へ移動させることにより無限遠物体合焦状態から最至近距離物体合焦状態へ至るまでのフォーカシングを行う。
【0132】
以下、実施例3にかかるインナーフォーカス式レンズに関する各種数値データを示す。
【0133】
(レンズデータ)
1=29.863
1=2.000 nd1=1.5935 νd1=67.00
2=15.214
2=7.108
3=31.676
3=1.500 nd2=1.4970 νd2=81.61
4=12.821
4=5.662
5=56.855(非球面)
5=1.300 nd3=1.5920 νd3=67.02
6=12.496(非球面)
6=4.710
7=25.649
7=2.736 nd4=1.8810 νd4=40.14
8=-2872.181
8=10.427
9=29.340
9=1.000 nd5=1.8810 νd5=40.14
10=11.062
10=5.282 nd6=1.4875 νd6=70.44
11=-36.758
11=1.300
12=∞(開口絞り)
12=3.832
13=32.994(非球面)
13=4.343 nd7=1.4971 νd7=81.56
14=-16.586(非球面)
14=D(14)(可変)
15=168.747(非球面)
15=0.800 nd8=1.7290 νd8=54.04
16=35.344(非球面)
16=D(16)(可変)
17=-47.172
17=2.755 nd9=1.4970 νd9=81.61
18=-20.329
18=0.100
19=-45.060
19=3.412 nd10=1.4970 νd10=81.61
20=-20.831
20=0.833
21=-400.000(非球面)
21=1.200 nd11=1.8820 νd11=37.22
22=34.153(非球面)
22=20.338
23=∞
23=2.500 nd12=1.5168 νd12=64.20
24=∞
24=1.000
25=∞(結像面)
【0134】
円錐係数(k)および非球面係数(A4,A6,A8,A10
(第5面)
k=0,
4=-2.3716×10-5,A6=1.7317×10-7
8=-6.4139×10-10,A10=1.5464×10-12
(第6面)
k=0,
4=-8.7141×10-5,A6=-3.1834×10-7
8=1.5577×10-9,A10=-2.7154×10-11
(第13面)
k=0,
4=-1.4834×10-5,A6=-1.6560×10-7
8=1.3132×10-9,A10=-1.6004×10-11
(第14面)
k=0,
4=2.5383×10-5,A6=-2.6971×10-7
8=1.9137×10-9,A10=-1.9738×10-11
(第15面)
k=0,
4=4.8211×10-5,A6=-8.0172×10-7
8=1.0635×10-8,A10=-4.7053×10-11
(第16面)
k=0,
4=5.9595×10-5,A6=-8.2829×10-7
8=1.1533×10-8,A10=-4.9667×10-11
(第21面)
k=0,
4=-7.9720×10-5,A6=-2.0100×10-7
8=2.0113×10-9,A10=7.2706×10-14
(第22面)
k=0,
4=-4.3301×10-5,A6=-1.5941×10-7
8=3.0911×10-9,A10=-7.0460×10-12
【0135】
(各合焦状態の数値データ)
無限遠 最至近距離(物体距離158.000mm)
D(14) 1.489 2.539
D(16) 6.373 5.323
f(光学系全系の焦点距離) 16.49 16.05
FNO(Fナンバー) 2.88 2.91
ω(半画角) 53.50 53.14
f1(第1レンズ群G31の焦点距離) 10.68 10.68
f2(第2レンズ群G32の焦点距離) -61.48 -61.48
f3(第3レンズ群G33の焦点距離) -126154 -126154
BF(バックフォーカス) 23.838 23.838
【0136】
(条件式(1)に関する数値)
f2/f=-3.73
【0137】
(条件式(2)に関する数値)
f1/f=0.65
【0138】
(条件式(3)に関する数値)
βinf(無限遠物体合焦状態における第2レンズ群G32の近軸倍率)=1.59
βmod(最至近距離物体合焦状態における第2レンズ群G32の近軸倍率)=1.57
βinf/βmod=1.01
【0139】
(条件式(4)に関する数値)
R1(負レンズL333の物体側空気境界面の曲率半径)=-400.000
R2(負レンズL333の像側空気境界面の曲率半径)=34.153
(R1+R2)/(R1−R2)=0.84
【0140】
(条件式(5)に関する数値)
L1s(第1レンズ群G31の最物体側面から開口絞りSTPまでの軸上距離)=43.025
L(第1レンズ群G31の最物体側のレンズ面頂点から結像面IMGまでの軸上距離(光学系全長))=92.000
L1s/L=0.47
【0141】
(条件式(6)に関する数値)
f3/f=-7652.47
【0142】
(条件式(7)に関する数値)
νdn(負レンズL333のd線に対するアッベ数)=37.22
【0143】
(条件式(8)に関する数値)
R21(負レンズL321の最物体側面の曲率半径)=168.747
R22(負レンズL321の最像側面の曲率半径)=35.344
(R21+R22)/(R21−R22)=1.53
【0144】
図6は、実施例3にかかるインナーフォーカス式レンズの諸収差図である。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、FNOで示す)を表し、実線はd線(λ=587.56nm)、短破線はg線(λ=435.84nm)、長破線はC線(λ=656.28nm)に相当する波長の特性を示している。非点収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表し、d線(λ=587.56nm)に相当する波長の特性を示している。なお、非点収差図において、実線はサジタル平面(図中、Sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、Mで示す)の特性を示している。歪曲収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表し、d線(λ=587.56nm)に相当する波長の特性を示している。
【実施例4】
【0145】
図7は、実施例4にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図7は、無限遠物体合焦状態を示している。このインナーフォーカス式レンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G41と、負の屈折力を有する第2レンズ群G42と、負の屈折力を有する第3レンズ群G43と、が配置されて構成される。第3レンズ群G43と結像面IMGとの間には、カバーガラスCGが配置されている。
【0146】
第1レンズ群G41は、物体側から順に、負メニスカスレンズL411と、負メニスカスレンズL412と、負レンズL413と、正レンズL414と、負レンズL415と、正レンズL416と、正レンズL417と、所定の口径を規定する開口絞りSTPと、が配置されて構成される。負レンズL413の両面には、非球面が形成されている。負レンズL415と正レンズL416とは、接合されている。正レンズL417の両面には、非球面が形成されている。
【0147】
第2レンズ群G42は、負レンズL421により構成される。負レンズL421の両面には、非球面が形成されている。
【0148】
第3レンズ群G43は、物体側から順に、正の屈折力を有するフロントサブレンズ群G43Fと、負の屈折力を有するリアサブレンズ群G43Rと、が配置されて構成される。フロントサブレンズ群G43Fとリアサブレンズ群G43Rとの間には、第3レンズ群G43中で最も広い軸上空気間隔が形成されている。
【0149】
フロントサブレンズ群G43Fは、物体側から順に、正レンズL431と、正レンズL432と、が配置されて構成される。リアサブレンズ群G43Rは、負レンズL433により構成される。負レンズL433は、単一の硝材で形成されている。負レンズL433の両面には、非球面が形成されている。
【0150】
このインナーフォーカス式レンズでは、第1レンズ群G41および第3レンズ群G43を固定したまま、第1レンズ群G41と第2レンズ群G42との間隔が拡大し、第2レンズ群G42と第3レンズ群G43との間隔が縮小するように、第2レンズ群G42を光軸に沿って物体側から結像面IMG側へ移動させることにより無限遠物体合焦状態から最至近距離物体合焦状態へ至るまでのフォーカシングを行う。
【0151】
以下、実施例4にかかるインナーフォーカス式レンズに関する各種数値データを示す。
【0152】
(レンズデータ)
1=28.832
1=2.0000 nd1=1.5935 νd1=67.00
2=15.623
2=6.8857
3=29.397
3=1.5000 nd2=1.4970 νd2=81.61
4=13.122
4=5.8831
5=52.568(非球面)
5=1.3000 nd3=1.5920 νd3=67.02
6=12.910(非球面)
6=3.0680
7=30.333
7=2.2648 nd4=1.8810 νd4=40.14
8=141.737
8=12.0987
9=24.676
9=1.0000 nd5=1.8810 νd5=40.14
10=13.601
10=5.2921 nd6=1.4875 νd6=70.44
11=-35.502
11=3.7248
12=30.850(非球面)
12=4.3865 nd7=1.4971 νd7=81.56
13=-18.338(非球面)
13=1.0000
14=∞(開口絞り)
14=D(14)(可変)
15=45.781(非球面)
15=0.8000 nd8=1.7290 νd8=54.04
16=19.193(非球面)
16=D(16)(可変)
17=-68.737
17=2.5350 nd9=1.4970 νd9=81.61
18=-25.555
18=0.1000
19=-329.577
19=4.0360 nd10=1.4970 νd10=81.61
20=-23.042
20=0.3290
21=-400.000(非球面)
21=1.2000 nd11=1.8820 νd11=37.22
22=26.785(非球面)
22=25.606
23=∞
23=2.5000 nd12=1.5168 νd12=64.20
24=∞
24=1.0000
25=∞(結像面)
【0153】
円錐係数(k)および非球面係数(A4,A6,A8,A10
(第5面)
k=0,
4=-2.6625×10-5,A6=3.0031×10-7
8=-1.7989×10-9,A10=5.7847×10-12
(第6面)
k=0,
4=-6.8334×10-5,A6=8.4364×10-9
8=-1.2228×10-9,A10=-9.8374×10-12
(第12面)
k=0,
4=-2.2269×10-5,A6=1.1253×10-9
8=-1.0562×10-9,A10=-3.1969×10-12
(第13面)
k=0,
4=5.1791×10-5,A6=-5.2286×10-7
8=4.0083×10-9,A10=-2.3692×10-11
(第15面)
k=0,
4=2.0348×10-5,A6=-1.1141×10-6
8=1.4175×10-8,A10=-5.7786×10-11
(第16面)
k=0,
4=2.1580×10-5,A6=-8.9505×10-7
8=1.2780×10-8,A10=-5.7413×10-11
(第21面)
k=0,
4=-2.4151×10-5,A6=-1.3394×10-7
8=2.2182×10-9,A10=-7.5852×10-12
(第22面)
k=0,
4=-3.5206×10-6,A6=-1.2925×10-7
8=2.2655×10-9,A10=-8.5817×10-12
【0154】
(各合焦状態の数値データ)
無限遠 最至近距離(物体距離158.000mm)
D(14) 0.4719 1.3177
D(16) 5.8194 4.9736
f(光学系全系の焦点距離) 18.54 17.89
FNO(Fナンバー) 2.88 2.93
ω(半画角) 50.29 49.47
f1(第1レンズ群G41の焦点距離) 10.28 10.28
f2(第2レンズ群G42の焦点距離) -45.92 -45.92
f3(第3レンズ群G43の焦点距離)-722.75 -722.75
BF(バックフォーカス) 29.106 29.106
【0155】
(条件式(1)に関する数値)
f2/f=-2.48
【0156】
(条件式(2)に関する数値)
f1/f=0.55
【0157】
(条件式(3)に関する数値)
βinf(無限遠物体合焦状態における第2レンズ群G42の近軸倍率)=1.83
βmod(最至近距離物体合焦状態における第2レンズ群G42の近軸倍率)=1.81
βinf/βmod=1.01
【0158】
(条件式(4)に関する数値)
R1(負レンズL433の物体側空気境界面の曲率半径)=-400.000
R2(負レンズL433の像側空気境界面の曲率半径)=26.785
(R1+R2)/(R1−R2)=0.87
【0159】
(条件式(5)に関する数値)
L1s(第1レンズ群G41の最物体側面から開口絞りSTPまでの軸上距離)=50.4037
L(第1レンズ群G41の最物体側のレンズ面頂点から結像面IMGまでの軸上距離(光学系全長))=94.8010
L1s/L=0.53
【0160】
(条件式(6)に関する数値)
f3/f=-38.97
【0161】
(条件式(7)に関する数値)
νdn(負レンズL433のd線に対するアッベ数)=37.22
【0162】
(条件式(8)に関する数値)
R21(負レンズL421の最物体側面の曲率半径)=45.781
R22(負レンズL421の最像側面の曲率半径)=19.193
(R21+R22)/(R21−R22)=2.44
【0163】
図8は、実施例4にかかるインナーフォーカス式レンズの諸収差図である。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、FNOで示す)を表し、実線はd線(λ=587.56nm)、短破線はg線(λ=435.84nm)、長破線はC線(λ=656.28nm)に相当する波長の特性を示している。非点収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表し、d線(λ=587.56nm)に相当する波長の特性を示している。なお、非点収差図において、実線はサジタル平面(図中、Sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、Mで示す)の特性を示している。歪曲収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表し、d線(λ=587.56nm)に相当する波長の特性を示している。
【0164】
なお、上記各実施例中の数値データにおいて、r1,r2,・・・・は各レンズ、絞り面などの曲率半径、d1,d2,・・・・は各レンズ、絞り面などの肉厚またはそれらの面間隔、nd1,nd2,・・・・は各レンズのd線(λ=587.56nm)に対する屈折率、νd1,νd2,・・・・は各レンズのd線(λ=587.56nm)に対するアッベ数を示している。また、BF(バックフォーカス)は、光学系の最終面から近軸像面までの距離を表したものである。光学系全長は最も物体側の面から最終レンズ面までの距離にBFを加えたものである。そして、長さの単位はすべて「mm」、角度の単位はすべて「°」である。
【0165】
また、上記各非球面形状は、非球面の深さをZ、曲率をc(1/r)、光軸からの高さをh、円錐係数をk、4次,6次,8次,10次の非球面係数をそれぞれA4,A6,A8,A10とし、光の進行方向を正とするとき、以下に示す式により表される。
【0166】
【数1】
【0167】
上記各実施例には、35mmフィルムカメラ換算で広角の焦点距離をもつインナーフォーカス式レンズの一例を示した。上記各実施例のインナーフォーカス式レンズは、フォーカス群の小型、軽量化を図ることで、動画撮影に欠かせない高速なオートフォーカス処理を良好に行うことが可能になる。特に、上記各条件式を満足することで、動画撮影に好適な、小型、広角で高い結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【0168】
以上のように、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、写真用カメラ、ビデオカメラなどの小型の撮像装置に有用であり、特に、動画撮影用の撮像装置に最適である。
【符号の説明】
【0169】
11,G21,G31,G41 第1レンズ群
12,G22,G32,G42 第2レンズ群
13,G23,G33,G43 第3レンズ群
13F,G23F,G33F,G43F フロントサブレンズ群
13R,G23R,G33R,G43R リアサブレンズ群
111,L112,L211,L212,L311,L312,L411,L412 負メニスカスレンズ
113,L115,L121,L133,L213,L215,L221,L233,L313,L315,L321,L333,L413,L415,L421,L433 負レンズ
114,L116,L117,L131,L132,L214,L216,L217,L231,L232,L314,L316,L317,L331,L332,L414,L416,L417,L431,L432 正レンズ
STP 開口絞り
IMG 結像面
CG カバーガラス
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8