(57)【要約】【課題】撮像レンズと像面との空間に制約がある場合でも、大型化を抑制しながら、より多くの光量の確保を可能にし、良好な光学性能を有する撮像レンズ、及びこの撮像レンズを備えた撮像装置を提供する。【解決手段】撮像レンズは、物体側から順に、第１レンズ群と、絞りと、正の第２レンズ群とからなる。第２レンズ群は、最も物体側に負レンズを有し、最も像側に正の屈折力を有する単レンズ又は接合レンズを有する。バックフォーカス、像面への主光線の入射角、最大像高、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、第２レンズ群の物体側主点から絞りまでの距離、及び第２レンズ群の焦点距離に関する予め定められた条件式を満足する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ向かって順に、第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とからなり、
前記第２レンズ群は最も物体側に負レンズを有し、
前記第２レンズ群は最も像側に正の屈折力を有するレンズ成分を有し、
前記レンズ成分は単レンズ又は接合レンズであり、
空気換算距離でのバックフォーカスをＢｆ、
像面の最大像高に入射する主光線と光軸に平行な軸とのなす角度をＣＲＡ、
最大像高をＹ、
最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＴＬ、
前記第２レンズ群の物体側主点を基準とした前記絞りまでの光軸上の距離をｄＳｔ、
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、
ＣＲＡについて、光軸に平行な前記軸に対して時計回り方向の角度の符号を負、反時計回り方向の角度の符号を正とし、
ｄＳｔについて、前記基準より物体側の距離の符号を負、前記基準より像側の距離の符号を正とした場合、
０＜{Ｂｆ×ｔａｎ（ＣＲＡ）}／Ｙ＜０．４    （１）
０．２＜Ｂｆ／ＴＬ＜０．６    （２）
−１＜ｄＳｔ／ｆ２＜−０．６    （３）
０．３＜Ｙ／Ｂｆ−ｔａｎ（ＣＲＡ）＜０．４    （４）
で表される条件式（１）、（２）、（３）、及び（４）を満足する撮像レンズ。
【請求項２】
１．８５＜Ｂｆ／Ｙ＜４    （５）
で表される条件式（５）を満足する請求項１に記載の撮像レンズ。
【請求項３】
像面の最大像高に入射する光線のうち最も光軸から離れた光線である外縁光線と光軸に平行な軸とのなす角度をＵＲＡとし、
ＵＲＡについて、光軸に平行な前記軸に対して時計回り方向の角度の符号を負、反時計回り方向の角度の符号を正とし、ＵＲＡの単位を度とした場合、
−５＜ＵＲＡ＜５    （６）
で表される条件式（６）を満足する請求項１又は２に記載の撮像レンズ。
【請求項４】
前記第２レンズ群は、物体側から像側へ向かって順に、前記負レンズと、２枚の正レンズと、正の屈折力を有する前記レンズ成分とからなる請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項５】
前記第２レンズ群は、物体側から像側へ向かって順に、前記負レンズと、正レンズと、互いに異符号の屈折力を有する２枚のレンズが接合されてなる接合レンズと、正レンズとからなる請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項６】
前記第１レンズ群は、最も像側から物体側へ向かって順に連続して、負レンズと、２枚の正レンズとを有する請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項７】
前記撮像レンズの焦点距離をｆ、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とした場合、
０＜ｆ／ｆ１＜０．７    （７）
で表される条件式（７）を満足する請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項８】
前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径をｒｆ、
前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をｒｒとした場合、
−６０＜（ｒｆ−ｒｒ）／（ｒｆ＋ｒｒ）＜６０    （８）
で表される条件式（８）を満足する請求項１から７のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項９】
０．１＜{Ｂｆ×ｔａｎ（ＣＲＡ）}／Ｙ＜０．３    （１−１）
で表される条件式（１−１）を満足する請求項１に記載の撮像レンズ。
【請求項１０】
０．３＜Ｂｆ／ＴＬ＜０．５    （２−１）
で表される条件式（２−１）を満足する請求項１に記載の撮像レンズ。
【請求項１１】
−０．９＜ｄＳｔ／ｆ２＜−０．７    （３−１）
で表される条件式（３−１）を満足する請求項１に記載の撮像レンズ。
【請求項１２】
０．３２＜Ｙ／Ｂｆ−ｔａｎ（ＣＲＡ）＜０．４    （４−１）
で表される条件式（４−１）を満足する請求項１に記載の撮像レンズ。
【請求項１３】
２＜Ｂｆ／Ｙ＜３    （５−１）
で表される条件式（５−１）を満足する請求項２に記載の撮像レンズ。
【請求項１４】
−３＜ＵＲＡ＜０    （６−１）
で表される条件式（６−１）を満足する請求項３に記載の撮像レンズ。
【請求項１５】
０．２＜ｆ／ｆ１＜０．６    （７−１）
で表される条件式（７−１）を満足する請求項７に記載の撮像レンズ。
【請求項１６】
−５０＜（ｒｆ−ｒｒ）／（ｒｆ＋ｒｒ）＜５０    （８−１）
で表される条件式（８−１）を満足する請求項８に記載の撮像レンズ。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の撮像レンズを備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、撮像レンズ、及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像装置に用いられる撮像レンズとして、開口絞りの物体側と像側に正の屈折力を有するレンズ群を配置した２群構成の撮像レンズが知られている。例えば、下記特許文献１には、上記構成を有し、一眼レフカメラに適用可能なレンズ系が記載されている。下記特許文献２には、上記構成を有し、検査装置に適用可能なレンズ系が記載されている。また、撮像装置において、撮像レンズと組み合わせて使用される撮像素子としてＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサが広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０７２３５９号公報
【特許文献２】特開２０１７−０８３７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、ＣＭＯＳセンサのグローバルシャッター化に伴い、センサの入射角依存性が以前より顕著になってきている。センサへ入射する主光線の入射角が大きい撮像レンズを使用した場合、撮像レンズ自体の周辺光量特性を良くしてもセンサの入射角依存性のために画像周辺部の光量は低下してしまう。
【０００５】
また近年では、一度に広範囲の撮影を可能にするため、センサの大型化が進行しており、画像周辺部の光量低下を抑制することがより難しい傾向にある。
【０００６】
一方で、カメラと撮像レンズとの接合部分であるマウントは規格が決まっていること、及び、撮像レンズ周辺部には種々の機械部品も配置しなくてはならないこと等から、光路に使用可能な空間には制限がある。センサが大型化することによって、撮像レンズからセンサへ光を入射させる際にマウント自体及び／又は機械部品が光を遮蔽する障害物となってしまい、センサが十分な光量を得られない場合がある。
【０００７】
光量確保の点において、特許文献１に記載のレンズ系は像面への主光線の入射角度が大きいため不利な構成となっている。特許文献２に記載のレンズ系は光量を増加させようとすると、さらに大きな空間が必要になり大型化を招いてしまう。
【０００８】
本開示は、上記事情に鑑みなされたものである。本発明の一実施形態が解決しようとする課題は、撮像レンズと像面との空間に制約がある場合でも、大型化を抑制しながら、より多くの光量の確保を可能にし、良好な光学性能を有する撮像レンズ、及びこの撮像レンズを備えた撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
本開示の第１の態様に係る撮像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とからなり、第２レンズ群は最も物体側に負レンズを有し、第２レンズ群は最も像側に正の屈折力を有するレンズ成分を有し、レンズ成分は単レンズ又は接合レンズであり、空気換算距離でのバックフォーカスをＢｆ、像面の最大像高に入射する主光線と光軸に平行な軸とのなす角度をＣＲＡ、最大像高をＹ、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＴＬ、第２レンズ群の物体側主点を基準とした絞りまでの光軸上の距離をｄＳｔ、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、ＣＲＡについて、光軸に平行な軸に対して時計回り方向の角度の符号を負、反時計回り方向の角度の符号を正とし、ｄＳｔについて、基準より物体側の距離の符号を負、基準より像側の距離の符号を正とした場合、
０＜{Ｂｆ×ｔａｎ（ＣＲＡ）}／Ｙ＜０．４    （１）
０．２＜Ｂｆ／ＴＬ＜０．６    （２）
−１＜ｄＳｔ／ｆ２＜−０．６    （３）
０．３＜Ｙ／Ｂｆ−ｔａｎ（ＣＲＡ）＜０．４    （４）
で表される条件式（１）、（２）、（３）、及び（４）を満足する。
【００１０】
上記態様の撮像レンズにおいて、下記条件式（１−１）、（２−１）、（３−１）及び（４−１）のうち少なくとも１つを満足することが好ましい。
０．１＜{Ｂｆ×ｔａｎ（ＣＲＡ）}／Ｙ＜０．３    （１−１）
０．３＜Ｂｆ／ＴＬ＜０．５    （２−１）
−０．９＜ｄＳｔ／ｆ２＜−０．７    （３−１）
０．３２＜Ｙ／Ｂｆ−ｔａｎ（ＣＲＡ）＜０．４    （４−１）
【００１１】
上記態様の撮像レンズにおいて、空気換算距離でのバックフォーカスをＢｆ、最大像高をＹとした場合、下記条件式（５）を満足することが好ましく、下記条件式（５−１）を満足することがより好ましい。
１．８５＜Ｂｆ／Ｙ＜４    （５）
２＜Ｂｆ／Ｙ＜３    （５−１）
【００１２】
上記態様の撮像レンズにおいて、像面の最大像高に入射する光線のうち最も光軸から離れた光線である外縁光線と光軸に平行な軸とのなす角度をＵＲＡとし、ＵＲＡについて、光軸に平行な軸に対して時計回り方向の角度の符号を負、反時計回り方向の角度の符号を正とし、ＵＲＡの単位を度とした場合、下記条件式（６）を満足することが好ましく、下記条件式（６−１）を満足することがより好ましい。
−５＜ＵＲＡ＜５    （６）
−３＜ＵＲＡ＜０    （６−１）
【００１３】
上記態様の撮像レンズにおいて、第２レンズ群は、物体側から像側へ向かって順に、負レンズと、２枚の正レンズと、正の屈折力を有するレンズ成分とからなるように構成してもよい。あるいは、第２レンズ群は、物体側から像側へ向かって順に、負レンズと、正レンズと、互いに異符号の屈折力を有する２枚のレンズが接合されてなる接合レンズと、正レンズとからなるように構成してもよい。
【００１４】
上記態様の撮像レンズにおいて、第１レンズ群は、最も像側から物体側へ向かって順に連続して、負レンズと、２枚の正レンズとを有することが好ましい。
【００１５】
上記態様の撮像レンズにおいて、撮像レンズの焦点距離をｆ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１とした場合、下記条件式（７）を満足することが好ましく、下記条件式（７−１）を満足することがより好ましい。
０＜ｆ／ｆ１＜０．７    （７）
０．２＜ｆ／ｆ１＜０．６    （７−１）
【００１６】
上記態様の撮像レンズにおいて、第１レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径をｒｆ、第２レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をｒｒとした場合、下記条件式（８）を満足することが好ましく、下記条件式（８−１）を満足することがより好ましい。
−６０＜（ｒｆ−ｒｒ）／（ｒｆ＋ｒｒ）＜６０    （８）
−５０＜（ｒｆ−ｒｒ）／（ｒｆ＋ｒｒ）＜５０    （８−１）
【００１７】
本開示の第２の態様に係る撮像装置は、上記態様の撮像レンズを備えている。
【００１８】
なお、本明細書の「〜からなり」、「〜からなる」は、挙げられた構成要素以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、並びに、絞り、フィルタ、及びカバーガラス等のレンズ以外の光学要素、並びに、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子（センサともいう）、及び手振れ補正機構等の機構部分、等が含まれていてもよいことを意図する。
【００１９】
なお、本明細書の「正の屈折力を有する〜群」は、群全体として正の屈折力を有することを意味する。同様に「正の屈折力を有するレンズ成分」は、レンズ成分全体として正の屈折力を有することを意味する。「正の屈折力を有するレンズ」、「正レンズ」、及び「正のレンズ」は同義である。「負の屈折力を有するレンズ」、「負レンズ」、及び「負のレンズ」は同義である。「レンズ群」は、複数のレンズからなる構成に限らず、１枚のみのレンズからなる構成としてもよい。
【００２０】
「単レンズ」は、接合されていない１枚のレンズを意味する。ただし、複合非球面レンズ（球面レンズと、その球面レンズ上に形成された非球面形状の膜とが一体的に構成されて、全体として１つの非球面レンズとして機能するレンズ）は、接合レンズとは見なさず、１枚のレンズとして扱う。非球面を含むレンズに関する、屈折力の符号、レンズ面の面形状、及び曲率半径は、特に断りが無い限り、近軸領域で考えることにする。曲率半径の符号については、物体側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、像側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負とする。
【００２１】
条件式で用いている「焦点距離」は、近軸焦点距離である。条件式で用いている「空気換算距離でのバックフォーカス」は、最も像側のレンズ面から像側の焦点位置までの光軸上の空気換算距離である。条件式で用いている値は、無限遠物体に合焦した状態においてｄ線を基準とした場合の値である。本明細書に記載の「ｄ線」、「Ｃ線」、及び「Ｆ線」は輝線であり、ｄ線の波長は５８７．５６ｎｍ（ナノメートル）、Ｃ線の波長は６５６．２７ｎｍ（ナノメートル）、Ｆ線の波長は４８６．１３ｎｍ（ナノメートル）である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、撮像レンズと像面との空間に制約がある場合でも、大型化を抑制しながら、より多くの光量の確保を可能にし、良好な光学性能を有する撮像レンズ、及びこの撮像レンズを備えた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１の撮像レンズに対応し、本発明の一実施形態に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例２の撮像レンズの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例３の撮像レンズの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例４の撮像レンズの構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例５の撮像レンズの構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例６の撮像レンズの構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例１の撮像レンズの各収差図である。
【図８】本発明の実施例２の撮像レンズの各収差図である。
【図９】本発明の実施例３の撮像レンズの各収差図である。
【図１０】本発明の実施例４の撮像レンズの各収差図である。
【図１１】本発明の実施例５の撮像レンズの各収差図である。
【図１２】本発明の実施例６の撮像レンズの各収差図である。
【図１３】ＣＲＡ及びＵＲＡの符号を説明するための図である。
【図１４】比較例としての図であり、従来の撮像レンズを撮像装置に搭載した場合の要部の概略構成図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る撮像レンズを撮像装置に搭載した場合の要部の概略構成図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る撮像装置の概略的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本開示の撮像レンズの実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本開示の一実施形態に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。図１に示す例は後述の実施例１の撮像レンズに対応している。図１では、左側が物体側、右側が像側であり、無限遠物体に合焦した状態を示す。また、図１には光束として、軸上光束２及び最大像高の光束３も示している。
【００２５】
なお、図１では、撮像レンズが撮像装置に適用されることを想定して、撮像レンズと像面Ｓｉｍとの間に平行平板状の光学部材ＰＰが配置された例を示している。光学部材ＰＰは、各種フィルタ、及び／又はカバーガラス等を想定した部材である。各種フィルタとは例えば、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、及び特定の波長域をカットするフィルタ等である。光学部材ＰＰは屈折力を有しない部材であり、光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。
【００２６】
この撮像レンズは、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とからなる。
【００２７】
一例として図１に示す撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１が、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ１１〜Ｌ１４の４枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２が、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２１〜Ｌ２４の４枚のレンズからなる。ただし、後述の実施例に示すように、各レンズ群を構成するレンズの枚数を図１に示す例と異なる枚数にすることも可能である。また、図１に示す開口絞りＳｔは、形状を示しているのではなく、光軸上の位置を示している。
【００２８】
第２レンズ群Ｇ２は、最も物体側に負レンズを有し、最も像側に正の屈折力を有するレンズ成分を有するように構成される。ここで、レンズ成分とは、光軸上での空気接触面が物体側の面と像側の面の２つのみのレンズであり、具体的には、１つのレンズ成分とは１つの単レンズ又は１つの接合レンズである。第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に負レンズを配置することによって、バックフォーカスを長くすることができ、射出瞳位置を遠くすることができるので、結果として像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度の低減に有利となる。また、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に負レンズを配置することによって、Ｆナンバーを小さくすることに有利となるため、光量の確保に有利となる。第２レンズ群Ｇ２の最も像側に正の屈折力を有するレンズ成分を配置することによって、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度の低減に有利となる。
【００２９】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、負レンズと、２枚の正レンズと、正の屈折力を有するレンズ成分とからなるように構成してもよい。このようにした場合は、５次のコマ収差及び５次の非点収差の発生を抑制しながら像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度を低減することに有利となる。
【００３０】
あるいは、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、負レンズと、正レンズと、互いに異符号の屈折力を有する２枚のレンズが接合されてなる接合レンズと、正レンズとからなるように構成してもよい。なお、互いに異符号の屈折力を有する２枚のレンズが接合されてなる接合レンズは、物体側から順に正レンズと負レンズとを接合した接合レンズでもよく、物体側から順に負レンズと正レンズとを接合した接合レンズでもよい。第２レンズ群Ｇ２をこのように構成した場合は、色収差の発生を抑制しながら像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度を低減することに有利となる。
【００３１】
第１レンズ群Ｇ１は、最も像側から物体側へ向かって順に連続して、負レンズと、２枚の正レンズとを有するように構成してもよい。このようにした場合は、開口絞りＳｔを中心軸として第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが互いに対称性の高い構成となるため、第２レンズ群Ｇ２で発生する収差を第１レンズ群Ｇ１で発生する収差によって打ち消すように収差補正することが容易となる。第１レンズ群Ｇ１が上記構成を採る場合は、第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズ面、及び第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面を凹面にしてもよく、このようにした場合は、上記収差補正上の長所に加え、小さなＦナンバーに有利という効果も得られる。
【００３２】
第１レンズ群Ｇ１は、２枚以上の正レンズを有し、最も物体側から像側へ向かって順に連続して、２枚の負レンズを有するように構成してもよい。２枚以上の正レンズを有することによって球面収差の補正に有利となり、物体側の２枚の負レンズによって、５次以上の歪曲収差を抑制することに有利となる。
【００３３】
第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズの枚数は、３枚以上かつ６枚以下としてもよい。第１レンズ群Ｇ１の構成レンズ枚数を３枚以上にすることによって良好な収差補正が容易になる。第１レンズ群Ｇ１の構成レンズ枚数を６枚以下にすることによって、レンズ系全長及びレンズ径の小型化に有利となる。
【００３４】
次に、条件式に関する構成について説明する。この撮像レンズは、空気換算距離でのバックフォーカスをＢｆ、像面Ｓｉｍの最大像高に入射する主光線と光軸Ｚに平行な軸とのなす角度をＣＲＡ、最大像高をＹ、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＴＬ、第２レンズ群Ｇ２の物体側主点を基準としてこの基準から開口絞りＳｔまでの光軸上の距離をｄＳｔ、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とした場合、下記条件式（１）、（２）、（３）、及び（４）を満足するように構成されている。
０＜{Ｂｆ×ｔａｎ（ＣＲＡ）}／Ｙ＜０．４    （１）
０．２＜Ｂｆ／ＴＬ＜０．６    （２）
−１＜ｄＳｔ／ｆ２＜−０．６    （３）
０．３＜Ｙ／Ｂｆ−ｔａｎ（ＣＲＡ）＜０．４    （４）
なお、ｄＳｔについて、基準より物体側の距離の符号を負、基準より像側の距離の符号を正としている。ＣＲＡについて、光軸Ｚに平行な軸に対して時計回り方向の角度の符号を負、反時計回り方向の角度の符号を正としている。なお、ＣＲＡは、上記主光線と光軸Ｚに平行な軸とのなす２つの角度のうち絶対値が小さい方の角度とする。一例として、図１３にＣＲＡが正の値をとる場合の最大像高の主光線３ｃ、像面Ｓｉｍ、光軸Ｚに平行な軸Ｚｐを示す。
【００３５】
条件式（１）の下限以下とならないようにすることによって、最も像側のレンズから像面Ｓｉｍまでの空間が小さくなりすぎないため、撮像装置の機械的な機構等のためのスペースを確保できる。条件式（１）の上限以上とならないようにすることによって、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度が大きくなるのを抑制できる。なお、下記条件式（１−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
０．１＜{Ｂｆ×ｔａｎ（ＣＲＡ）}／Ｙ＜０．３    （１−１）
【００３６】
条件式（２）の下限以下とならないようにすることによって、最も像側のレンズから像面Ｓｉｍまでの空間が小さくなりすぎないため、撮像装置の機械的な機構等のためのスペースを確保できる。条件式（２）の上限以上とならないようにすることによって、レンズ部分の全長が短くなりすぎないようにレンズを配置するスペースを確保できるため、収差補正に有利となる。なお、下記条件式（２−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
０．３＜Ｂｆ／ＴＬ＜０．５    （２−１）
【００３７】
条件式（３）に関しては、ｄＳｔ／ｆ２が−１に近づくほど像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度は０に近い値をとることができるが、像側のレンズの径が大きくなる傾向にある。条件式（３）の下限以下とならないようにすることによって、像側のレンズの大径化を抑制できる。条件式（３）の上限以上とならないようにすることによって、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度が大きくなるのを抑制できる。条件式（３）を満足することによって、レンズ系の大型化を抑制しながら、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度を小さくすることが容易となる。なお、下記条件式（３−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
−０．９＜ｄＳｔ／ｆ２＜−０．７    （３−１）
【００３８】
条件式（４）の下限以下とならないようにすることによって、最も像側のレンズ面の有効径が小さくなるのを抑制できるため、光量低下を抑制できる。条件式（４）の上限以上とならないようにすることによって、最も像側のレンズ面の有効径が大きくなりすぎないため、レンズ系の大型化を抑制できる。なお、下記条件式（４−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
０．３２＜Ｙ／Ｂｆ−ｔａｎ（ＣＲＡ）＜０．４    （４−１）
【００３９】
次に、さらに満足することが好ましい条件式について述べる。この撮像レンズは、空気換算距離でのバックフォーカスをＢｆ、最大像高をＹとした場合、下記条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）の下限以下とならないようにすることによって、最も像側のレンズから像面Ｓｉｍまでの空間が小さくなりすぎないため、撮像装置の機械的な機構等のためのスペースを確保できる。条件式（５）の上限以上とならないようにすることによって、レンズ系全長を抑制でき、イメージサイズが大きい場合でもレンズ系の大型化の抑制に有利となる。なお、下記条件式（５−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
１．８５＜Ｂｆ／Ｙ＜４    （５）
２＜Ｂｆ／Ｙ＜３    （５−１）
【００４０】
また、この撮像レンズは、像面Ｓｉｍの最大像高に入射する光線のうち最も光軸Ｚから離れた光線である外縁光線３ｕと光軸Ｚに平行な軸とのなす角度をＵＲＡとし、ＵＲＡについて、光軸Ｚに平行な軸に対して時計回り方向の角度の符号を負、反時計回り方向の角度の符号を正とし、ＵＲＡの単位を度とした場合、下記条件式（６）を満足することが好ましい。なお、外縁光線３ｕは、いわゆる、上側光線又は上光線（Ｕｐｐｅｒ  Ｒａｙ）と呼ばれる光線である。ＵＲＡは、外縁光線３ｕと光軸Ｚに平行な軸とのなす２つの角度のうち絶対値が小さい方の角度とする。一例として、図１３にＵＲＡが負の値をとる場合の外縁光線３ｕ、像面Ｓｉｍ、光軸Ｚに平行な軸Ｚｐを示す。条件式（６）の下限以下とならないようにすることによって、周辺光量低下の抑制と、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度の低減とを両立させることが容易になる。条件式（６）の上限以上とならないようにすることによって、マウント等の像側の機械部品の開口部を大きくすることなく光量を確保することが容易となる。なお、下記条件式（６−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
−５＜ＵＲＡ＜５    （６）
−３＜ＵＲＡ＜０    （６−１）
【００４１】
また、この撮像レンズは、撮像レンズの焦点距離をｆ、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とした場合、下記条件式（７）を満足することが好ましい。条件式（７）の下限以下とならないようにすることによって、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度を低減することが容易となる。条件式（７）の上限以上とならないようにすることによって、収差の発生を抑制することができる。なお、下記条件式（７−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
０＜ｆ／ｆ１＜０．７    （７）
０．２＜ｆ／ｆ１＜０．６    （７−１）
【００４２】
また、この撮像レンズは、第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズ面の曲率半径をｒｆ、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面の曲率半径をｒｒとした場合、下記条件式（８）を満足することが好ましい。条件式（８）は、開口絞りＳｔを挟んで対向する２つのレンズ面によって形成される空気レンズのシェイプファクターに関する式である。条件式（８）を満足することによって、コマ収差を抑制することができる。なお、下記条件式（８−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
−６０＜（ｒｆ−ｒｒ）／（ｒｆ＋ｒｒ）＜６０    （８）
−５０＜（ｒｆ−ｒｒ）／（ｒｆ＋ｒｒ）＜５０    （８−１）
【００４３】
上述した好ましい構成及び可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。本開示の技術によれば、撮像レンズと像面Ｓｉｍとの空間に制約がある場合でも、大型化を抑制しながら、より多くの光量の確保を可能にし、良好な光学性能を有する撮像レンズを実現することができる。
【００４４】
ここで、図１４及び図１５を参照しながら、従来の撮像レンズと、本開示の技術に係る撮像レンズとの相違について説明する。なお、図１４及び図１５では、左側が物体側、右側が像側であり、理解を容易にするために、撮像レンズが含むレンズのうち最も像側のレンズのみを概念的に図示し、このレンズ以外の部品については図面内において光軸Ｚより上方の部分のみ示している。
【００４５】
図１４は、撮像装置に従来の撮像レンズを搭載した場合の撮像レンズの像側近傍の概略構成図であり、比較例として示す。図１４において、鏡筒２０内部には、撮像レンズと、撮像レンズを光軸Ｚに沿って移動させる際に用いられる移動枠１２２と、撮像レンズを押さえるための押さえ環１２４が配置されている。移動枠１２２は、鏡筒内壁と撮像レンズとの間の空間に設けられる。押さえ環１２４は、撮像レンズの最も像側のレンズＬ１０２ｅの像側の面の周辺部に接するよう設けられる。図１４の構成では、鏡筒２０の像側端部の縮径部分であるマウント２０ａの内部に、レンズＬ１０２ｅ、移動枠１２２の一部、及び押さえ環１２４が位置している。そのため、レンズＬ１０２ｅからセンサの撮像面５ａに向かう最大像高の光束１０３の光路として、マウント２０ａの開口部全てを使用できるわけではなく、この開口部の一部しか使用できない。
【００４６】
図１５に、一例として、撮像装置に本開示の技術に係る撮像レンズを搭載した場合の撮像レンズの像側近傍の概略構成図を示す。図１５に示す鏡筒２０、及びセンサの撮像面５ａは図１４に示すものと同じである。本開示の技術に係る撮像レンズは、上述したように、長いバックフォーカスを有するため、最も像側のレンズＬ２ｅをマウント２０ａより物体側に配置することができる。したがって、移動枠２２及び押さえ環２４もマウント２０ａより物体側に配置することができる。また、本開示の技術に係る撮像レンズは、上述したように、像面Ｓｉｍへの主光線の入射角度が小さくなるように構成されているため、撮像レンズをマウント２０ａより物体側に配置しても、レンズＬ２ｅからセンサの撮像面５ａに向かう最大像高の光束３がマウント内壁で遮光されない構成にすることができる。図１５に示す構成では、マウント２０ａの開口部を全て光路として使用することが可能なため、図１４に示す構成に比べて、撮像面５ａにおいて得られる光量を格段に多くすることができる。
【００４７】
次に、本発明の撮像レンズの数値実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１の撮像レンズの構成を示す断面図は図１に示しており、その図示方法と構成は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。実施例１の撮像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ１１〜Ｌ１４の４枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２１〜Ｌ２４の４枚のレンズからなる。
【００４８】
実施例１の撮像レンズについて、基本レンズデータを表１に、諸元を表２に示す。表１において、Ｓｎの欄には最も物体側の面を第１面とし像側に向かうに従い１つずつ番号を増加させた場合の面番号を示し、Ｒの欄には各面の曲率半径を示し、Ｄの欄には各面とその像側に隣接する面との光軸上の面間隔を示す。また、Ｎｄの欄には各構成要素のｄ線に対する屈折率を示し、νｄの欄には各構成要素のｄ線基準のアッベ数を示す。この撮像レンズは、最も像側のレンズ面における有効径を設定しており、ＥＤの欄にはこの有効径の直径を示す。
【００４９】
表１では、物体側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、像側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負としている。表１には光学部材ＰＰ及び開口絞りＳｔも示しており、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号と（Ｓｔ）という語句を記載している。表１のＤの最下欄の値は表中の最も像側の面と像面Ｓｉｍとの間隔である。      
【００５０】
表２に、撮像レンズの焦点距離ｆ、空気換算距離でのバックフォーカスＢｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、最大全画角２ω、最大像高Ｙ、及び、像面Ｓｉｍの最大像高Ｙに入射する主光線と光軸Ｚに平行な軸とのなす角度ＣＲＡの値をｄ線基準で示す。２ω及びＣＲＡの欄の（°）は単位が度であることを意味する。表２に示す値は、無限遠物体に合焦した状態においてｄ線を基準とした場合の値である。
【００５１】
各表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍ（ミリメートル）を用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。また、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。
【００５２】
【表１】
2020052350.tif 000003
【００５３】
【表２】
2020052350.tif 000004
【００５４】
図７に、実施例１の撮像レンズの無限遠物体に合焦した状態の各収差図を示す。図７では左から順に、球面収差、正弦条件違反量、非点収差、歪曲収差、及び倍率色収差を示す。球面収差図では、ｄ線、Ｃ線、及びＦ線における収差をそれぞれ実線、長破線、及び短破線で示す。非点収差図では、サジタル方向のｄ線における収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のｄ線における収差を短破線で示す。正弦条件違反量の図及び歪曲収差図ではｄ線における収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、及びＦ線における収差をそれぞれ長破線、及び短破線で示す。球面収差図及び正弦条件違反量の図のＦＮｏ．はＦナンバーを意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。
【００５５】
上記の実施例１に関する各データの記号、意味、記載方法、及び図示方法は、特に断りが無い限り以下の実施例においても同様であるので、以下では重複説明を省略する。
【００５６】
［実施例２］
実施例２の撮像レンズの構成を示す断面図を図２に示す。実施例２の撮像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ１１〜Ｌ１３の３枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２１〜Ｌ２５の５枚のレンズからなる。実施例２の撮像レンズについて、基本レンズデータを表３に、諸元を表４に、各収差図を図８に示す。
【００５７】
【表３】
2020052350.tif 000005
【００５８】
【表４】
2020052350.tif 000006
【００５９】
［実施例３］
実施例３の撮像レンズの構成を示す断面図を図３に示す。実施例３の撮像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ１１〜Ｌ１３の３枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２１〜Ｌ２５の５枚のレンズからなる。実施例３の撮像レンズについて、基本レンズデータを表５に、諸元を表６に、各収差図を図９に示す。
【００６０】
【表５】
2020052350.tif 000007
【００６１】
【表６】
2020052350.tif 000008
【００６２】
［実施例４］
実施例４の撮像レンズの構成を示す断面図を図４に示す。実施例４の撮像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ１１〜Ｌ１６の６枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２１〜Ｌ２５の５枚のレンズからなる。実施例４の撮像レンズについて、基本レンズデータを表７に、諸元を表８に、非球面係数を表９に、各収差図を図１０に示す。
【００６３】
表７では、非球面の面番号には＊印を付しており、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記載している。表９において、Ｓｎの欄には非球面の面番号を示し、ＫＡ及びＡｍ（ｍ＝３、４、５、…２０）の欄には各非球面についての非球面係数の数値を示す。表９の非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０±ｎ」を意味する。ＫＡ及びＡｍは下式で表される非球面式における非球面係数である。
Ｚｄ＝Ｃ×ｈ２／｛１＋（１−ＫＡ×Ｃ２×ｈ２）１/２｝＋ΣＡｍ×ｈｍ
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に
下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数
であり、非球面式のΣはｍに関する総和を意味する。
【００６４】
【表７】
2020052350.tif 000009
【００６５】
【表８】
2020052350.tif 000010
【００６６】
【表９】
2020052350.tif 000011
【００６７】
［実施例５］
実施例５の撮像レンズの構成を示す断面図を図５に示す。実施例５の撮像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ１１〜Ｌ１６の６枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２１〜Ｌ２５の５枚のレンズからなる。実施例５の撮像レンズについて、基本レンズデータを表１０に、諸元を表１１に、各収差図を図１１に示す。
【００６８】
【表１０】
2020052350.tif 000012
【００６９】
【表１１】
2020052350.tif 000013
【００７０】
［実施例６］
実施例６の撮像レンズの構成を示す断面図を図６に示す。実施例６の撮像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ１１〜Ｌ１５の５枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２１〜Ｌ２５の５枚のレンズからなる。実施例６の撮像レンズについて、基本レンズデータを表１２に、諸元を表１３に、各収差図を図１２に示す。
【００７１】
【表１２】
2020052350.tif 000014
【００７２】
【表１３】
2020052350.tif 000015
【００７３】
表１４に実施例１〜６の撮像レンズの条件式（１）〜（８）の対応値を示す。実施例１〜６はｄ線を基準波長としている。表１４にはｄ線基準での値を示す。
【００７４】
【表１４】
2020052350.tif 000016
【００７５】
以上のデータからわかるように、実施例１〜６の撮像レンズは、最大像高に比してバックフォーカスが長く、０〜６度の範囲のＣＲＡ及び−３〜０度の範囲のＵＲＡを有するため光量確保に有利な構成となっている。また、実施例１〜６の撮像レンズは、小型化が図られ、諸収差が良好に補正されて高い光学性能を実現している。
【００７６】
次に、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。図１６に、本発明の一実施形態に係る撮像装置として、本発明の実施形態に係る撮像レンズ１を用いた撮像装置１０の概略構成図を示す。撮像装置１０としては、例えば、ＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）用カメラ、ＭＶ（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｖｉｓｉｏｎ）用カメラ、又は監視用カメラを挙げることができる。
【００７７】
撮像装置１０は、撮像レンズ１と、撮像レンズ１の像側に配置されたフィルタ４と、撮像素子５と、撮像素子５からの出力信号を演算処理する信号処理部６とを備える。図１６では撮像レンズ１が有する第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳｔ、及び第２レンズ群Ｇ２を概念的に図示している。撮像素子５は、撮像レンズ１により形成された被写体の像を撮像して電気信号に変換するものであり、例えばＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサ等を用いることができる。撮像素子５は、その撮像面が撮像レンズ１の像面Ｓｉｍに一致するように配置される。
【００７８】
以上、実施形態及び実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、及び非球面係数等は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
【００７９】
また、本発明の実施形態に係る撮像装置についても、上記例に限定されず、例えば、デジタルカメラ、及び車載用カメラとする等、種々の態様とすることができる。
【符号の説明】
【００８０】
１  撮像レンズ
２  軸上光束
３、１０３  最大像高の光束
３ｃ  最大像高の主光線
３ｕ  外縁光線
４  フィルタ
５  撮像素子
５ａ  撮像面
６  信号処理部
１０  撮像装置
２０  鏡筒
２０ａ  マウント
２２、１２２  移動枠
２４、１２４  押さえ環
Ｇ１  第１レンズ群
Ｇ２  第２レンズ群
Ｌ１１〜Ｌ１６、Ｌ２１〜Ｌ２５、Ｌ２ｅ、Ｌ１０２ｅ  レンズ
ＰＰ  光学部材
Ｓｉｍ  像面
Ｓｔ  開口絞り
Ｙ  最大像高
Ｚ  光軸
Ｚｐ  軸
【図１】
2020052350.tif 000017
【図２】
2020052350.tif 000018
【図３】
2020052350.tif 000019
【図４】
2020052350.tif 000020
【図５】
2020052350.tif 000021
【図６】
2020052350.tif 000022
【図７】
2020052350.tif 000023
【図８】
2020052350.tif 000024
【図９】
2020052350.tif 000025
【図１０】
2020052350.tif 000026
【図１１】
2020052350.tif 000027
【図１２】
2020052350.tif 000028
【図１３】
2020052350.tif 000029
【図１４】
2020052350.tif 000030
【図１５】
2020052350.tif 000031
【図１６】
2020052350.tif 000032