(57)【要約】      （修正有）【課題】広角・大口径で充分に小型で、非点収差、像面湾曲、倍率色収差、コマ収差の色差、歪曲収差等を充分に低減し所望の解像力を有すると共に、絞り開放から小絞りに至るまで高コントラストで画角の周辺部まで点像の乱れがなく、遠距離から近距離まで高性能な結像レンズを提供する。【解決手段】開口絞りＡＤを挟んで、物体側に位置する正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、像側に位置する正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成される。第１レンズ群Ｇ１を物体側から順に、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２で構成する第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと、負レンズＬ１３と正レンズＬ１４で構成する正の屈折力を有する第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒとから構成し、遠距離物体から近距離物体へのフォーカシング時に、第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと前記第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒの間隔が減少するように移動する。【選択図】図１
2014174234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口絞りを挟んで、物体側に位置する正の屈折力を有する第１レンズ群と、像側に位置する正の屈折力を有する第２レンズ群とから構成される結像レンズにおいて、前記第１レンズ群を物体側から順に、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２で構成する第１Ｆレンズ群と、負レンズＬ１３と正レンズＬ１４で構成する正の屈折力を有する第１Ｒレンズ群とから構成し、遠距離物体から近距離物体へのフォーカシング時に、前記第１Ｆレンズ群と前記第１Ｒレンズ群の間隔が減少し、無限遠物体に合焦した状態における前記第１Ｆレンズ群と前記第１Ｒレンズ群の間隔をＤａとし、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとして、
下記条件式〔１〕：
〔１〕  ０．０５＜Ｄａ／ｆ＜０．３
を満足することを特徴とする結像レンズ。
【請求項２】
開口絞りを挟んで、物体側に位置する正の屈折力を有する第１レンズ群と、像側に位置する正の屈折力を有する第２レンズ群とから構成される結像レンズにおいて、前記第１レンズ群を物体側から順に、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２で構成する第１Ｆレンズ群と、負レンズＬ１３と正レンズＬ１４と負レンズＬ１５で構成する正の屈折力を有する第１Ｒレンズ群とから構成し、遠距離物体から近距離物体へのフォーカシング時に、前記第１Ｆレンズ群と前記第１Ｒレンズ群の間隔が減少し、無限遠物体に合焦した状態における前記第１Ｆレンズ群と前記第１Ｒレンズ群の間隔をＤａとし、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとして、
下記条件式〔１〕：
〔１〕  ０．０５＜Ｄａ／ｆ＜０．３
を満足することを特徴とする結像レンズ。
【請求項３】
前記第１Ｆレンズ群の焦点距離をｆ＿１Ｆとし、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとして、
下記条件式〔２〕：
〔２〕  −０．３＜ｆ／ｆ＿１Ｆ＜０．０
を満足す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】
無限遠物体に合焦した状態における前記第１Ｆレンズ群と前記第１Ｒレンズ群の間隔をＤａとし、
像面から０．３ｍの距離にある物体に合焦した状態における前記第１Ｆレンズ群と前記第１Ｒレンズ群の間隔をＤｂとして、
下記の条件式〔３〕：
〔３〕  ０．１＜（Ｄａ−Ｄｂ）／Ｄａ＜０．７
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の結像レンズ。
【請求項５】
前記第１Ｆレンズ群の光軸上での厚さをＤ＿１Ｆとし、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとして、
下記の条件式〔４〕：
〔４〕  ０．５＜Ｄ＿１Ｆ／ｆ＜１．５
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】
無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとし、無限遠物体に合焦した状態における前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１として、
下記の条件式〔５〕：
〔５〕  ０．２＜ｆ／ｆ１＜０．７
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】
前記第１Ｒレンズ群の前記負レンズＬ１３と前記正レンズＬ１４の光軸上での間隔をＤｃとし、前記第１Ｒレンズ群の光軸上での厚さをＤ＿１Ｒとして、
下記条件式〔６〕
〔６〕  ０．４＜Ｄｃ／Ｄ＿１Ｒ＜０．８
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】
前記第１レンズ群は、球面レンズのみで構成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】
前記第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズであることを特徴とする請求項２〜請求項８のいずれか１項に記載の結像レンズ。
【請求項１０】
撮像用光学系として請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の結像レンズを有することを特徴とするカメラ。
【請求項１１】
撮像機能を有し、撮像用光学系として、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の結像レンズを有することを特徴とする携帯情報端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有限距離の被検物を高精度に検査し、画像処理に使用することができる結像レンズに係り、特に、デジタルカメラ、ビデオカメラに撮像用光学系として用いられる単焦点の結像レンズの改良に係り、特に、デジタルカメラおよびビデオカメラ等のカメラに好適な結像レンズ並びにそのような結像レンズを用いるカメラおよび携帯情報端末装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、デジタルカメラまたは電子カメラ等と称され、被写体像を、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等の固体撮像素子により撮像し、被写体の静止画像（スティル画像）または動画像（ムービー画像）の画像データを得て、フラッシュメモリに代表される不揮発性半導体メモリ等にデジタル的に記録するタイプのカメラが、一般化している。このようなデジタルカメラの市場は、非常に大きなものとなっており、ユーザのデジタルカメラに対する要望も多岐にわたっている。その中で、高性能な単焦点レンズを搭載した小型で高画質のコンパクトカメラというカテゴリがユーザから一定の支持を得ており、期待も大きい。ユーザからの要望としては、高性能であることに加え、広角であり、Ｆナンバ（以下、単に「Ｆ」と称することがある）が小さい、つまり、大口径であることに対するウエイトが高い。
デジタルカメラ用の結像レンズには、多くの種類が考えられるが、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のレンズ群、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が挙げられる。各画素毎に色フィルタやマイクロレンズを有するエリアセンサの特性から、射出瞳位置を像面から遠ざけ、周辺光束がセンサに対し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が採用される主な理由である。
【０００３】
しかしながら、主点が全レンズ系の後方にあるように構成されたレトロフォーカスタイプは、その屈折力配置の非対称性が大きく、コマ収差や歪曲収差、倍率色収差等の補正が不完全になりがちである。また、レトロフォーカスの場合、単純に全体繰り出しでフォーカシングを行うと、フォーカシングにより像面湾曲が発生する。
そのようなレトロフォーカスタイプの結像レンズの従来例の中で、比較的大口径、且つ、広角であるものとして、特許文献１（特開２００６−１７１２８５号公報）、特許文献２（特開２００１−２０８９６７号公報）等に開示のものがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された結像レンズは、Ｆ１．４と大口径ではあるものの、全体繰り出しで行う方式であるため、フォーカシングによる像面湾曲を抑制することができていない。
一方、特許文献２に開示された結像レンズは、Ｆ１．０５と大口径ではあるものの、フォーカシングに関しての記述は無い。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、半画角が３４°以上と広角で、且つ、Ｆナンバが１．４程度と大口径でありながら比較的小型であり、非点収差や像面湾曲、倍率色収差、コマ収差の色差、歪曲収差等を十分に低減して、２００〜５００万画素の撮像素子に対応した解像力を有すると共に、絞り開放から最小絞りに至るまで高コントラストで画角の周辺部まで点像の崩れがなく、直線を直線として歪みなく描写可能な、遠距離から近距離まで高性能の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】
【０００５】
請求項１に記載した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、
開口絞りを挟んで、物体側に位置する正の屈折力を有する第１レンズ群と、像側に位置する正の屈折力を有する第２レンズ群とから構成される結像レンズにおいて、前記第１レンズ群を物体側から順に、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２で構成する第１Ｆレンズ群と、負レンズＬ１３と正レンズＬ１４で構成する正の屈折力を有する第１Ｒレンズ群とから構成し、遠距離物体から近距離物体へのフォーカシング時に、前記第１Ｆレンズ群と前記第１Ｒレンズ群の間隔が減少し、無限遠物体に合焦した状態における前記第１Ｆレンズ群と前記第１Ｒレンズ群の間隔をＤａとし、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとして、
下記条件式〔１〕：
〔１〕  ０．０５＜Ｄａ／ｆ＜０．３
を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、開口絞りを挟んで、物体側に位置する正の屈折力を有する第１レンズ群と、像側に位置する正の屈折力を有する第２レンズ群とから構成される結像レンズにおいて、前記第１レンズ群を物体側から順に、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２で構成する第１Ｆレンズ群と、負レンズＬ１３と正レンズＬ１４で構成する正の屈折力を有する第１Ｒレンズ群とから構成し、遠距離物体から近距離物体へのフォーカシング時に、前記第１Ｆレンズ群と前記第１Ｒレンズ群の間隔が減少し、無限遠物体に合焦した状態における前記第１Ｆレンズ群と前記第１Ｒレンズ群の間隔をＤａとし、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとして、
下記条件式〔１〕：
〔１〕  ０．０５＜Ｄａ／ｆ＜０．３
を満足することにより、半画角が３４°程度と広角で、且つ、Ｆナンバが１．４程度と大口径でありながら比較的小型であり、非点収差や像面湾曲、倍率色収差、コマ収差の色差、歪曲収差等を十分に低減して、２００万〜５００万画素の撮像素子に対応した解像力を有すると共に、絞り開放から最小絞りに至るまで高コントラストで画角の周辺部まで点像の崩れがなく、輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じず、直線を直線として歪みなく描写可能な、遠距離から近距離まで高性能の結像レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態であって、実施例１に係る結像レンズの構成を示す光軸に沿った断面図である。
【図２】図１に示す本発明の実施例１による結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図３】図１に示す本発明の実施例１による結像レンズが近距離物体（像面から０．３ｍの物体）に合焦した状態における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態であって、実施例２に係る結像レンズの構成を示す光軸に沿った断面図である。
【図５】図４に示す本発明の実施例２による結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図６】図４に示す本発明の実施例２による結像レンズが近距離物体（像面から０．３ｍの物体）に合焦した状態における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態であって、実施例３に係る結像レンズの構成を示す光軸に沿った断面図である。
【図８】図７に示す本発明の実施例３による結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図９】図７に示す本発明の実施例３による結像レンズが近距離物体（像面から０．３ｍの物体）に合焦した状態における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態であって、実施例４に係る結像レンズの構成を示す光軸に沿った断面図である。
【図１１】図１０に示す本発明の実施例４による結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図１２】図１０に示す本発明の実施例４による結像レンズが近距離物体（像面から０．３ｍの物体）に合焦した状態における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態に係るカメラとしてのデジタルカメラの外観構成を模式的に示す被写体側から見た斜視図である。
【図１４】図１３のデジタルカメラの外観構成を模式的に示す撮影者側から見た斜視図である。
【図１５】図１３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。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る第１〜第４の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の結像レンズ、カメラおよび携帯情報端末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、先ず、本発明の原理的な実施の形態を説明する。
本発明のような、レトロフォーカスタイプの結像レンズは、一般に、物体側に負の屈折力、像側に正の屈折力を配設したものであり、その非対称性から、歪曲収差や倍率色収差等が発生しやすく、それら収差の低減が大きな問題となる。また、大口径化に伴って、コマ収差やコマ収差の色差を補正することが困難となり、さらに課題は積み上がってしまう。また、レトロフォーカスタイプの場合、単純に全体繰り出しでフォーカシングを行うと、フォーカシングにより、像面湾曲が発生する。本発明は、以下の構成を採ることによって、これら収差補正上の課題が解決できることを見出したものである。
【０００９】
すなわち、開口絞りＡＤを挟んで物体側に位置する正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、像側に位置する正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成される結像レンズにおいて、前記第１レンズ群Ｇ１を物体側から順に、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２で構成する第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと、負レンズＬ１３と正レンズＬ１４または負レンズＬ１３と正レンズＬ１４と負レンズＬ１５で構成する正の屈折力を有する第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒとから構成した。
まず、本発明に係る結像レンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から負の屈折力（負レンズＬ１１・正レンズＬ１２・負レンズＬ１３）、正の屈折力（正レンズＬ１４または正レンズＬ１４・負レンズＬ１５）が順に配設されるように構成し、その間隔を比較的大きく取ることによって、十分な画角の確保と球面収差を始めとする各種収差の補正を両立させている。ここで、前記正レンズＬ１４または前記正レンズＬ１４・前記負レンズＬ１５は、前記第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＡＤを挟んで対峙することになり、双方が持つ正の屈折力のバランスによって、コマ収差をコントロールするという側面もある。
フォーカシングにおいては、前記第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと前記第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒの間隔を適切に変化することにより、フォーカシングによる像面湾曲を補正することができる。ここで前記第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと前記第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒの間隔変化は、球面収差やコマ収差への影響が小さいため、全体のコントラストが落ちるような現象を引き起こさないことが良い点である。
【００１０】
結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における前記第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと前記第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒとの間隔をＤａとし、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとして、
下記条件式〔１〕：
〔１〕  ０．０５＜Ｄａ／ｆ＜０．３
を満足することが望ましい（請求項１および請求項２に対応する）。
条件式〔１〕の上限値以上であると、像面湾曲を補正することに必要以上に空気間隔を確保することになり、大型化する。大型化しないようにすると、他のスペースを圧縮することになるため、各種収差の補正が困難になる。一方、条件式〔１〕の下限値以下であると、像面湾曲を補正するために必要な空気間隔の確保が困難になるため、フォーカシングによる像面湾曲の補正が困難になる。
さらに高性能にするためには、前記第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆの焦点距離をｆ＿１Ｆとし、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとして、
下記条件式〔２〕：
〔２〕  −０．３＜ｆ／ｆ＿１Ｆ＜０．０
を満足することが望ましい（請求項３に対応する）。
【００１１】
条件式〔２〕の上限値以上であると、前記負レンズＬ３が大きな負のパワーを有することになり、前記負レンズＬ１１と前記負レンズＬ１３で分担して収差補正できなくなり、特に軸外収差を補正することが困難になる。一方、条件式〔２〕の下限値以下であると、前記第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆが前記第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒや前記第２レンズ群Ｇ２と球面収差のやりとりをしてしまうため、前記第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと前記第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒの間隔変化による球面収差を補正することが困難になる。
さらに高性能にするためには、無限遠物体に合焦した状態における前記第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと前記第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒの間隔をＤａとし、像面から０．３ｍの距離にある物体に合焦した状態における前記第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと前記第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒの間隔をＤｂとして、
下記の条件式〔３〕：
〔３〕  ０．１＜（Ｄａ−Ｄｂ）／Ｄａ＜０．７
を満足することが望ましい（請求項４に対応する）。
【００１２】
条件式〔３〕の上限値以上であると、遠距離から近距離にフォーカシングする際に発生する正の像面湾曲を十分に補正することが困難になる。また、条件式〔３〕の下限値以下であると、遠距離から近距離にフォーカシングする際に発生する正の像面湾曲を過剰補正することになり、負の像面湾曲が発生することになる。
さらに高性能にするためには、前記第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆの光軸上での厚さをＤ＿１Ｆとし、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとして、
下記の条件式〔４〕：
〔４〕  ０．５＜Ｄ＿１Ｆ／ｆ＜１．５
を満足することが望ましい（請求項５に対応する）。
条件式〔４〕の上限値以上であると、前記第１ＦレンズＧ１Ｆが大型化する。大型化しないようにすると、他のスペースを小さくしなければならないため、各種収差の補正が困難になる。また、条件式〔４〕の下限値以下であると、前記第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆ内の収差補正が困難になる。
【００１３】
さらに高性能にするためには、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとし、無限遠物体に合焦した状態における前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１として、
下記の条件式〔５〕：
〔５〕  ０．２＜ｆ／ｆ１＜０．７
を満足することが望ましい（請求項６に対応する）。
条件式〔５〕の上限値以上であると、前記第１レンズ群Ｇ１のパワーが強くなりすぎ、前記第１レンズ群Ｇ１内の収差補正が困難になる。また前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２間で大きな収差補正を行うと、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２の偏心や間隔変化に対して画質劣化が大きくなる。前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２の間には、開口絞りＡＤがあり偏心や間隔変化をメカ構成で小さくしにくいこともあり、そのような収差補正は望めない。そして、条件式〔５〕の下限値以下であると、前記第１レンズ群Ｇ１の正のパワーが弱くなりすぎ、その分前記第２レンズ群Ｇ２が正のパワーが強くなりすぎることになり、前記第２レンズ群Ｇ２内の収差補正が困難になる。
【００１４】
さらに、前記第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒの前記負レンズＬ１３と前記正レンズＬ１４の光軸上での間隔をＤｃとし、前記第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒの光軸上での厚さをＤ＿１Ｒとして、
下記条件式〔６〕
〔６〕  ０．４＜Ｄｃ／Ｄ＿１Ｒ＜０．８
を満足することが望ましい（請求項７に対応する）。
上記間隔Ｄｃを比較的大きく取ることによって、十分な画角の確保と球面収差を始めとする各種収差の補正を両立させている。条件式〔６〕の下限値以下であると、球面収差を始めとする各種収差の補正することが困難になる。また、条件式〔６〕の上限値以上であると、間隔が大きくなりすぎ、前記第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒを構成するレンズの自由度が小さくなりすぎ、各種収差補正をすることが困難になる。
高性能でありながら、安価にするためには、前記第１レンズ群Ｒ１は球面レンズのみで構成すると良い（請求項８に対応する）。
レトロフォーカスレンズの場合、物体側に配置される負レンズに非球面を用いることにより、歪曲収差を低減していることが多い。しかしながら、本発明においては、物体側から負レンズＬ１１、正レンズＬ１２、負レンズＬ１３と構成することにより、非球面を用いないでも歪曲収差を抑えられる構成になっている。
【００１５】
前記第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に負レンズＬ２１、正レンズＬ２２、負レンズＬ２３、正レンズＬ２４、正レンズＬ２５で構成すると良い（請求項９に対応する）。前記負レンズＬ２１と前記正レンズＬ２２は、接合レンズであることが望ましい。
本発明の結像レンズにおいて、前記正レンズＬ１４または前記正レンズＬ１４・前記負レンズＬ１５と前記第２レンズ群Ｇ２は、結像作用を担っている。前記正レンズＬ１４、前記負レンズＬ２１、前記正レンズＬ２２の屈折力配置は、いわゆるトリプレットとしているが、大口径でありながら、コマ収差の色差も十分に補正するためには、前記負レンズＬ１５を追加すると良い（請求項２に対応する）。
前記第２レンズ群Ｇ２のうち、前記負レンズＬ２３、前記正レンズＬ２４、前記正レンズＬ２５とをもって構成することにより、各種収差を補正しつつ射出瞳距離のコントロールの役目も持たせている。
上述したように、請求項１に記載の発明によれば、半画角が３４°程度と広角で、且つ、Ｆナンバが１．４程度と大口径でありながら比較的小型であり、非点収差や像面湾曲、倍率色収差、コマ収差の色差、歪曲収差等を十分に低減して、２００万〜５００万画素の撮像素子に対応した解像力を有すると共に、絞り開放から最小絞りに至るまで高コントラストで画角の周辺部まで点像の崩れがなく、輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じず、直線を直線として歪みなく描写可能な、遠距離から近距離まで高性能の結像レンズを提供することができる。
【００１６】
さらに、高性能にするには、開口絞りを挟んで、物体側に位置する正の屈折力を有する第１レンズ群と、像側に位置する正の屈折力を有する第２レンズ群とから構成される結像レンズにおいて、前記第１レンズ群を物体側から順に、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２で構成する第１Ｆレンズ群と、負レンズＬ１３と正レンズＬ１４と負レンズＬ１５で構成する正の屈折力を有する第１Ｒレンズ群とから構成し、遠距離物体から近距離物体へのフォーカシング時に、前記第１Ｆレンズ群と前記第１Ｒレンズ群の間隔が減少し、無限遠物体に合焦した状態における前記第１Ｆレンズ群と前記第１Ｒレンズ群の間隔をＤａとし、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとして、
下記条件式〔１〕：
〔１〕  ０．０５＜Ｄａ／ｆ＜０．３
を満足することが望ましい（請求項２に対応する）。
このように構成することにより、請求項１に記載の発明と同様の効果に加えて、コマ収差も十分に補正し得る結像レンズを提供することができる。
【００１７】
さらに、高性能にするためには、前記第１Ｆレンズ群の焦点距離をｆ＿１Ｆとし、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとして、
下記条件式〔２〕：
〔２〕  −０．３＜ｆ／ｆ＿１Ｆ＜０．０
を満足することが望ましい（請求項３に対応する）。
これにより、各収差をより良好に補正した高性能の結像レンズを提供することができる。
さらに高性能にするためには、無限遠物体に合焦した状態における前記第１Ｆレンズ群と前記第１Ｒレンズ群の間隔をＤａとし、
像面から０．３ｍの距離にある物体に合焦した状態における前記第１Ｆレンズ群と前記第１Ｒレンズ群の間隔をＤｂとして、
下記の条件式〔３〕：
〔３〕  ０．１＜（Ｄａ−Ｄｂ）／Ｄａ＜０．７
を満足することが望ましい（請求項４に対応する）。
これにより、各収差をより良好に補正し、高性能でありながら、小型な結像レンズを提供することができる。
【００１８】
さらに、高性能にするためには、下記の条件式〔５〕を満足することが望ましい。
即ち、前記第１Ｆレンズ群の光軸上での厚さをＤ＿１Ｆとし、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとして、
下記の条件式〔４〕：
〔４〕  ０．５＜Ｄ＿１Ｆ／ｆ＜１．５
を満足するが望ましい（請求項５に対応する）。
この条件式〔４〕を満足することにより、各収差をより良好に補正し、高性能でありながら、小型な結像レンズを提供することができる。
さらに、高性能にするためには、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離をｆとし、無限遠物体に合焦した状態における前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１として、
下記の条件式〔５〕：
〔５〕  ０．２＜ｆ／ｆ１＜０．７
を満足することが望ましい（請求項６に対応する）。
【００１９】
この条件式〔５〕を満足することにより、各収差をより良好に補正した高性能の結像レンズを提供することができる。
さらに、高性能にするためには、前記第１Ｒレンズ群の前記負レンズＬ１３と前記正レンズＬ１４の光軸上での間隔をＤｃとし、前記第１Ｒレンズ群の光軸上での厚さをＤ＿１Ｒとして、
下記条件式〔６〕
〔６〕  ０．４＜Ｄｃ／Ｄ＿１Ｒ＜０．８
を満足することが望ましい（請求項７に対応する）。
この条件式〔６〕を満足することにより、各収差をより良好に補正し、高性能でありながら、小型な結像レンズを提供することができる。
高性能でありながら、小型で且つ安価にするためには、第１レンズ群は、球面レンズのみで構成すると良い（請求項８に対応する）。
さらに、各収差をより良好に補正した高性能の結像レンズとするには、前記第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズＬ２１、正レンズＬ２２、負レンズＬ２３、正レンズＬ２４、正レンズでＬ２５で構成することが望ましい（請求項９に対応する）。
【００２０】
さらに、上記負レンズＬ２１と正レンズＬ２２は、接合レンズであることが望ましい。
また、負レンズＬ２３、正レンズＬ２４、正レンズでＬ２５から構成することにより、各種収差を補正しつつ射出瞳距離のコントロールの役目も持たせている。
さらに望ましくは、カメラにおいて、撮像用光学系として請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の結像レンズを有することにより、次に述べる効果が得られる（請求項１０に対応する）。
即ち、半画角が３４°程度と広角で、且つ、Ｆナンバが１．４程度と大口径でありながら比較的小型であり、非点収差や像面湾曲、倍率色収差、コマ収差の色差、歪曲収差等を十分に低減して、２００万〜５００万画素の撮像素子に対応した解像力を有すると共に、絞り開放から最小絞りに至るまで高コントラストで画角の周辺部まで点像の崩れがなく、輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じず、直線を直線として歪みなく描写可能な、遠距離から近距離まで高性能の結像レンズを撮影光学系として使用した、小型で高画質のカメラを提供ことができるため、ユーザは携帯性に優れたカメラで高画質な画像を撮影することができる。
【００２１】
さらに望ましくは、携帯情報端末装置において、
撮像機能を有し、撮像用光学系として、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の結像レンズを有することにより、次に述べる効果が得られる（請求項１１に対応する）。
即ち、半画角が３４°程度と広角で、且つ、Ｆナンバが１．４程度と大口径でありながら比較的小型であり、非点収差や像面湾曲、倍率色収差、コマ収差の色差、歪曲収差等を十分に低減して、２００万〜５００万画素の撮像素子に対応した解像力を有すると共に、絞り開放から高コントラストで画角の周辺部まで点像の崩れがなく、輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じず、直線を直線として歪みなく描写可能な、遠距離から近距離まで高性能の結像レンズをカメラ機能部の撮影光学系として使用した、小型で高画質の携帯情報端末装置を提供ことができるため、ユーザは携帯性に優れた携帯情報端末装置で高画質な画像を撮影し、その画像を外部へ送信したりするため、ユーザは、携帯性に優れた携帯情報端末装置で、高画質な画像を撮影し、その画像を外部へ送信したりすることが可能となる。
【実施例１】
【００２２】
次に、本発明の実施の形態および具体的な実施例（数値実施例）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および実施例４は、本発明の第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態および第４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る。そして第５の実施の形態は、実施例１〜実施例４に示される結像レンズを撮像光学系として用いたカメラまたは携帯情報端末装置の実施の形態である。
図１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７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１０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る。
なお、実施例１〜実施例４の全ての実施例において、最大像高は５．５ｍｍである。
実施例１〜実施例４の各実施例の結像レンズにおいて、後側レンズ群としての第２レンズ群Ｇ２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のカバーガラス（シールガラス）を想定したものである。
【００２３】
なお、これら実施例１〜実施例４の各実施例において用いている光学ガラスの硝材は、株式会社オハラ（ＯＨＡＲＡ）の製品の光学硝種名で示している。
通例の結像レンズにおいては、いくつかのレンズ面を非球面とする場合があるが、本発明に係る実施例では、全て球面レンズを示してあるが、少なくとも第１レンズ群Ｇ１は、球面レンズのみで構成することが望ましい。
高性能でありながら、安価に構成できるからである。
実施例１〜実施例４の各実施例の収差は高いレベルで補正されており、半画角が３４°程度と広角で、且つ、Ｆナンバが１．４程度と大口径でありながら比較的小型であり、特に、非点収差や像面湾曲、倍率色収差、コマ収差の色差等を十分に低減して、２００万〜５００万画素の撮像素子に対応した解像力を有すると共に、絞り開放から高コントラストで画角の周辺部まで点像の崩れがなく、歪曲収差も絶対値で２．０％となっている。また、輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じず、直線を直線として歪みなく描写可能な、遠距離から近距離まで高性能像性能を確保し得ることは、実施例１〜実施例４の各実施例より明らかである。
【００２４】
実施例１〜実施例４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
Ｄ：面間隔
Ｎ：屈折率
ν：アッベ数
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（請求項１に対応する）。
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Ｌ１１、第２レンズＬ１２、第３レンズＬ１３、第４レンズＬ１４、開口絞りＡＤ、第５レンズＬ２１、第６レンズＬ２２、第７レンズＬ２３、第８レンズＬ２４、第９レンズＬ２５を配置しており、第５レンズＬ２１と第６レンズＬ２２は、接合レンズを構成している。
【００２５】
レンズ群構成に着目すると、開口絞りＡＤを挟んで物体側に位置する第１レンズＬ１１〜第４レンズＬ１４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を構成する。そして開口絞りＡＤを挟んで像側に位置する第５レンズＬ２１〜第９レンズＬ２５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、開口絞り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、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１レンズＬ１１と、像面側に物体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２レンズＬ１２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Ｌ１３と、そして像面側に物体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Ｌ１４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との間に開口絞りＡＤを配置している。
【００２６】
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、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Ｌ２１と、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６レンズＬ２２と、物体側に凸面を向け負メニスカス形状をなす負レンズからなる第７レンズＬ２３と、像面側に物体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８レンズＬ２４と、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９レンズＬ２５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Ｌ２１と第６レンズＬ２２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。
すなわち、第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１１と第２レンズＬ１２からなる負の屈折力を有する第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと、第３レンズＬ１３と第４レンズＬ１４で構成する正の屈折力を有する第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒとから構成される。
【００２７】
さらに、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各種フィルタＭＦ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４においても等価的に１枚の平行平板として各種フィルタＭＦを示しているが、本実施例における各種フィルタＭＦ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。
第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２は、少なくとも一方が、使用時には、適宜なる支持枠等によって支持されており、目的とする物体に合焦させるフォーカシングに際しては、第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒとの間隔を変化させてフォーカシングを行う。
【００２８】
図１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４、図７、図１０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〔°〕が、それぞれｆ＝８．１７、Ｆ＝１．４３、ω＝３４．４°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Ｒ、隣接する光学面の面間隔Ｄ、屈折率Ｎ、アッベ数νおよびレンズ材料等の光学特性は、次表１の通りである。
【００２９】
【表１】
2014174234.tif 000003
【００３０】
第１レンズ群Ｇ１中の第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒとの間の可変間隔ＤＡ、そして第２レンズ群Ｇ２と各種フィルタＭＦとの間の可変間隔ＤＢは、フォーカシングに際して、無限遠物体（Ｉｎｆ）に合焦した状態と、像面から０．３ｍ（３００ｍｍ）の距離にある物体に合焦した状態等で次表［２］のように変化させられる。
【００３１】
【表２】
2014174234.tif 000004
【００３２】
即ち、上表［２］のように、遠距離物体から近距離物体へのフォーカシング時に、第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒの間隔ＤＡが減少していることが分かる。
また、この実施例１における先に述べた条件式〔１〕〜〔６〕に対応する値は、それぞれ、次表〔３〕の通りとなる。
【００３３】
【表３】
2014174234.tif 000005
【００３４】
従って、この実施例１における先に述べた条件式〔１〕〜条件式〔６〕に係る数値は、それぞれ各条件式の範囲内であり、条件式〔１〕〜条件式〔６〕を満足している。
また、図２に、実施例１に係る結像レンズが、無限遠物体に合焦した状態における球面収差、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。そして、図３に、実施例１に係る結像レンズが像面から０．３ｍの距離にある物体に合焦した状態における球面収差、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、これら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ｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ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。
【実施例２】
【００３５】
図４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（請求項２に対応する。尚、実施例３および実施例４も、同様に請求項２に対応する）。
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４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Ｌ１１、第２レンズＬ１２、第３レンズＬ１３、第４レンズＬ１４、第５レンズＬ１５、開口絞りＡＤ、第６レンズＬ２１、第７レンズＬ２２、第８レンズＬ２３、第９レンズＬ２４、第１０レンズＬ２５を配置している。第４レンズＬ１４と第５レンズＬ１５および第６レンズＬ２１と第７レンズＬ２２は、接合レンズを構成している。
レンズ群構成に着目すると、開口絞りＡＤを挟んで物体側に位置する第１レンズＬ１１〜第５レンズＬ１５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を構成する。そして開口絞りＡＤを挟んで像側に位置する第６レンズＬ２１〜第１０レンズＬ２５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４に示す結像レンズの光学系は、これら第１レンズ群Ｇ１、開口絞り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、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１レンズＬ１１と、像面側に物体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２レンズＬ１２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Ｌ１３と、そして像面側に物体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Ｌ１４と、像面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５レンズＬ１５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４レンズＬ１４と第５レンズＬ１５の２枚のレンズは、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との間に開口絞り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、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Ｌ２１と、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７レンズＬ２２と、物体側に凸面を向け負メニスカス形状をなす負レンズからなる第８レンズＬ２３と、像面側に物体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９レンズＬ２４と、物体側に凸面を向けて正メニスカス形状をなす正レンズからなる第１０レンズＬ２５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。
【００３７】
なお、第６レンズＬ２１と第７レンズＬ２２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。
すなわち、第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１１と第２レンズＬ１２からなる負の屈折力を有する第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと、第３レンズＬ１３と第４レンズＬ１４と第５レンズＬ１５で構成する正の屈折力を有する第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒとから構成される。
さらに、これら第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各種フィルタＭＦとして、等価的に１枚の平行平板として示している。
【００３８】
第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆおよび第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒは、少なくとも一方が、使用時には、適宜なる支持枠等によって支持されており、目的とする物体に合焦させるフォーカシングに際しては、第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒとの間隔を変化させてフォーカシングを行う。
図４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４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７、図１０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〔°〕が、それぞれｆ＝８．２２、Ｆ＝１．４７、ω＝３４．１°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Ｒ、隣接する光学面の面間隔Ｄ、屈折率Ｎ、アッベ数νおよびレンズ材料等の光学特性は、次表４の通りである。
【００３９】
【表４】
2014174234.tif 000006
【００４０】
第１レンズ群Ｇ１中の第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒとの間の可変間隔ＤＡ、そして第２レンズ群Ｇ２と各種フィルタＭＦとの間の可変間隔ＤＢは、フォーカシングに際して、無限遠物体（Ｉｎｆ）に合焦した状態と、像面から０．３ｍ（３００ｍｍ）の距離にある物体に合焦した状態等で次表［５］のように変化させられる。
【００４１】
【表５】
2014174234.tif 000007
【００４２】
即ち、上表［５］のように、遠距離物体から近距離物体へのフォーカシング時に、第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒの間隔ＤＡが減少していることが分かる。
また、この実施例２における先に述べた条件式〔１〕〜〔６〕に対応する値は、それぞれ、次表［６］の通りとなる。
【００４３】
【表６】
2014174234.tif 000008
【００４４】
従って、この実施例２における先に述べた条件式〔１〕〜条件式〔６〕に係る数値は、それぞれ各条件式の範囲内であり、条件式〔１〕〜条件式〔６〕を満足している。
また、図５に、実施例２に係る結像レンズが、無限遠物体に合焦した状態における球面収差、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。そして、図６に、実施例２に係る結像レンズが像面から０．３ｍの距離にある物体に合焦した状態における球面収差、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、これら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ｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ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。
【実施例３】
【００４５】
図７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Ｌ１１、第２レンズＬ１２、第３レンズＬ１３、第４レンズＬ１４、第５レンズＬ１５、開口絞りＡＤ、第６レンズＬ２１、第７レンズＬ２２、第８レンズＬ２３、第９レンズＬ２４、第１０レンズＬ２５を配置している。第４レンズＬ１４と第５レンズＬ１５および第６レンズＬ２１と第７レンズＬ２２は、接合レンズを構成している。
レンズ群構成に着目すると、開口絞りＡＤを挟んで物体側に位置する第１レンズＬ１１〜第５レンズＬ１５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を構成する。そして開口絞りＡＤを挟んで像側に位置する第６レンズＬ２１〜第１０レンズＬ２５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、開口絞り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。
【００４６】
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、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１レンズＬ１１と、像面側に物体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２レンズＬ１２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Ｌ１３と、そして像面側に物体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Ｌ１４と、像面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５レンズＬ１５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４レンズＬ１４と第５レンズＬ１５の２枚のレンズは、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との間に開口絞り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、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Ｌ２１と、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７レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けて負メニスカス形状をなす負レンズからなる第８レンズＬ２３と、像面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９レンズＬ２４と、物体側に像面側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１０レンズＬ２５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。
【００４７】
なお、第６レンズＬ２１と第７レンズＬ２２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。
すなわち、第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１１と第２レンズＬ１２からなる負の屈折力を有する第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと、第３レンズＬ１３と第４レンズＬ１４と第５レンズＬ１５で構成する正の屈折力を有する第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒとから構成される。
さらに、これら第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各種フィルタＭＦとして、等価的に１枚の平行平板として示している。
【００４８】
第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆおよび第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒは、少なくとも一方が、使用時には、適宜なる支持枠等によって支持されており、目的とする物体に合焦させるフォーカシングに際しては、第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒとの間隔ＤＡを変化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４、図１０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〔°〕が、それぞれｆ＝８．２４、Ｆ＝１．４３、ω＝３４．１°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Ｒ、隣接する光学面の面間隔Ｄ、屈折率Ｎ、アッベ数νおよびレンズ材料等の光学特性は、次表７の通りである。
【００４９】
【表７】
2014174234.tif 000009
【００５０】
第１レンズ群Ｇ１中の第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒとの間の可変間隔ＤＡ、そして第２レンズ群Ｇ２と各種フィルタＭＦとの間の可変間隔ＤＢは、フォーカシングに際して、無限遠物体（Ｉｎｆ）に合焦した状態と、像面から０．３ｍ（３００ｍｍ）の距離にある物体に合焦した状態等で次表［８］のように変化させられる。
【００５１】
【表８】
2014174234.tif 000010
【００５２】
即ち、上表［８］のように、遠距離物体から近距離物体へのフォーカシング時に、第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒの間隔ＤＡが減少していることが分かる。
また、この実施例３における先に述べた条件式〔１〕〜〔６〕に対応する値は、それぞれ、次表［９］の通りとなる。
【００５３】
【表９】
2014174234.tif 000011
【００５４】
従って、この実施例３における先に述べた条件式〔１〕〜条件式〔６〕に係る数値は、それぞれ各条件式の範囲内であり、条件式〔１〕〜条件式〔６〕を満足している。
また、図８に、実施例３に係る結像レンズが、無限遠物体に合焦した状態における球面収差、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。そして、図９に、実施例３に係る結像レンズが像面から０．３ｍの距離にある物体に合焦した状態における球面収差、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、これら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ｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ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。
【実施例４】
【００５５】
図１０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１０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Ｌ１１、第２レンズＬ１２、第３レンズＬ１３、第４レンズＬ１４、第５レンズＬ１５、開口絞りＡＤ、第６レンズＬ２１、第７レンズＬ２２、第８レンズＬ２３、第９レンズＬ２４、第１０レンズＬ２５を配置している。第４レンズＬ１４と第５レンズＬ１５および第６レンズＬ２１と第７レンズＬ２２は、接合レンズを構成している。
レンズ群構成に着目すると、開口絞りＡＤを挟んで物体側に位置する第１レンズＬ１１〜第５レンズＬ１５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を構成する。そして開口絞りＡＤを挟んで像側に位置する第６レンズＬ２１〜第１０レンズＬ２５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１０に示す結像レンズの光学系は、これら第１レンズ群Ｇ１、開口絞り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。
【００５６】
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、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１レンズＬ１１と、像面側に凸面を向けた正メニスカス形状をなす正レンズからなる第２レンズＬ１２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Ｌ１３と、そして像面側に物体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Ｌ１４と、像面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５レンズＬ１５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４レンズＬ１４と第５レンズＬ１５の２枚のレンズは、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との間に開口絞り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、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Ｌ２１と、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７レンズＬ２２と、物体側に凸面を向け負メニスカス形状をなす負レンズからなる第８レンズＬ２３と、像面側に物体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９レンズＬ２４と、物体側に像面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１０レンズＬ２５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。
【００５７】
なお、第６レンズＬ２１と第７レンズＬ２２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。
すなわち、第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１１と第２レンズＬ１２からなる負の屈折力を有する第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと、第３レンズＬ１３と第４レンズＬ１４と第５レンズＬ１５で構成する正の屈折力を有する第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒとから構成される。
さらに、これら第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各種フィルタＭＦとして、等価的に１枚の平行平板として示している。
【００５８】
第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆおよび第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒは、少なくとも一方が、使用時には、適宜なる支持枠等によって支持されており、目的とする物体に合焦させるフォーカシングに際しては、第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒとの間隔を変化させてフォーカシングを行う。
【００５９】
図１０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１０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４、図７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〔°〕が、それぞれｆ＝８．１８、Ｆ＝１．４３、ω＝３４．４°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Ｒ、隣接する光学面の面間隔Ｄ、屈折率Ｎ、アッベ数νおよびレンズ材料等の光学特性は、次表１０の通りである。
【００６０】
【表１０】
2014174234.tif 000012
【００６１】
第１レンズ群Ｇ１中の第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒとの間の可変間隔ＤＡ、そして第２レンズ群Ｇ２と各種フィルタＭＦとの間の可変間隔ＤＢは、フォーカシングに際して、無限遠物体（Ｉｎｆ）に合焦した状態と、像面から０．３ｍ（３００ｍｍ）の距離にある物体に合焦した状態等で次表［１１］のように変化させられる。
【００６２】
【表１１】
2014174234.tif 000013
【００６３】
即ち、上表［１１］のように、遠距離物体から近距離物体へのフォーカシング時に、第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆと第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒの間隔ＤＡが減少していることが分かる。
また、この実施例４における先に述べた条件式〔１〕〜〔６〕に対応する値は、それぞれ、次表［１２］の通りとなる。
【００６４】
【表１２】
2014174234.tif 000014
【００６５】
従って、この実施例４における先に述べた条件式〔１〕〜条件式〔６〕に係る数値は、それぞれ各条件式の範囲内であり、条件式〔１〕〜条件式〔６〕を満足している。
また、図１１に、実施例４に係る結像レンズが、無限遠物体に合焦した状態における球面収差、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。そして、図１２に、実施例４に係る結像レンズが像面から０．３ｍの距離にある物体に合焦した状態における球面収差、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、これら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ｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ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。
【００６６】
〔第５の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第１の実施の形態〜第４の実施の形態に係る結像レンズを採用して構成した本発明の第５の実施の形態に係るカメラとしてのデジタルカメラについて図１３〜図１５を参照して説明する。図１３は、物体側、すなわち被写体側、である前面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図、図１４は、撮影者側である背面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図であり、図１５は、デジタルカメラの機能構成を示す模式的ブロック図である。なお、ここでは、デジタルカメラを例にとってカメラ装置について説明しているが、在来の画像記録媒体として銀塩フィルムを用いる銀塩フィルムカメラに本発明に係る結像レンズを採用してもよい。
また、いわゆるＰＤＡ（personal data assistant）や携帯電話機等の携帯情報端末装置のような情報装置にカメラ機能を組み込んだものが広く用いられている。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おける撮像用光学系として、採用してもよい。
【００６７】
図１３〜図１５に示すように、デジタルカメラは、結像レンズとしての撮像レンズ１、光学ファインダ２、ストロボ（フラッシュライト）３、シャッタボタン４、カメラボディ５、電源スイッチ６、液晶モニタ７、操作ボタン８、メモリカードスロット９等を具備している。さらに、図１５に示すように、デジタルカメラは、中央演算装置（ＣＰＵ）１１、画像処理装置１２、受光素子１３、信号処理装置１４、半導体メモリ１５および通信カード等１６を備えている。
デジタルカメラは、撮像用光学系としての撮像レンズ１と、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）撮像素子またはＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等を用いてイメージセンサとして構成された受光素子１３とを有しており、撮像レンズ１によって結像される被写体（物体）光学像を受光素子１３によって読み取る。この撮像レンズ１として、上述した第１〜第４の実施の形態において説明したような本発明に係る結像レンズを用いる（請求項１０または請求項１１に対応）。
受光素子１３の出力は、中央演算装置１１によって制御される信号処理装置１４によって処理され、デジタル画像情報に変換される。すなわち、このようなデジタルカメラは、撮像された画像（被写体画像）をデジタル画像情報に変換する手段を含んでおり、この手段は、実質的に、受光素子１３、信号処理装置１４およびこれらを制御する中央演算装置（ＣＰＵ）１１等により構成される。
【００６８】
信号処理装置１４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１１によって制御される画像処理装置１２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１５に記録される。この場合、半導体メモリ１５は、メモリカードスロット９に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に（オンボードで）内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ７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１５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１５に記録した画像は、通信カードスロット（図示していない）に装填した通信カード等１６を介して外部へ送信することも可能である。
撮像レンズ１は、カメラの携帯時には、その対物面がレンズバリア（図示していない）により覆われており、ユーザが電源スイッチ６を操作して電源を投入すると、レンズバリアが開き、対物面が露出する構成とする。
多くの場合、シャッタボタン４の半押し操作により、フォーカシングがなされる。本発明に係る結像レンズ（請求項１〜請求項９で定義され、あるいは前述した実施例１〜実施例４に示される結像レンズ）におけるフォーカシングは、複数群の光学系の一部の第１Ｆレンズ群Ｇ１Ｆの移動、または第１Ｒレンズ群Ｇ１Ｒの一方の移動などによって行うことができる。シャッタボタン４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。
【００６９】
半導体メモリ１５に記録した画像を液晶モニタ７に表示させたり、通信カード等１６を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン８を所定のごとく操作する。半導体メモリ１５および通信カード等１６は、メモリカードスロット９および通信カードスロット等のような、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。
上述のようなデジタルカメラ（撮像装置）または携帯情報端末装置には、既に述べた通り、第１〜第４の実施の形態に示されたような結像レンズを撮像用光学系として使用することができる。したがって、半画角が３４°程度と広角で、且つ、Ｆナンバが１．４程度と大口径でありながら比較的小型であり、非点収差や像面湾曲、倍率色収差、コマ収差の色差、歪曲収差等を十分に低減して、２００〜５００万画素の撮像素子に対応した解像力を有すると共に、絞り開放から高コントラストで画角の周辺部まで点像の崩れがなく、輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じず、直線を直線として歪みなく描写可能な、遠距離から近距離まで高性能の結像レンズを提供することができる。そのため、小型且つ非常に高画質のカメラまたは携帯情報端末装置を実現することができる。
また、上述した実施の形態にて示した結像レンズは、有限距離の被検物を高精細に検査し、画像処理に使用することができるほか、銀塩カメラの結像レンズとしても応用が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
Ｇ１  第１レンズ群（正）
Ｇ２  第２レンズ群（正）
Ｇ１Ｆ  第１Ｆレンズ群
Ｇ１Ｒ  第１Ｒレンズ群
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ２５  第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズ、第７レンズ、第８レンズ、第９レンズ、第１０レンズ
ＡＤ  開口絞り
ＭＦ  各種フィルタ
１  撮像レンズ
２  光学ファインダ
３  ストロボ（フラッシュライト）
４  シャッタボタン
５  カメラボディ
６  電源スイッチ
７  液晶モニタ
８  操作ボタン
９  メモリカードスロット
１１  中央演算装置（ＣＰＵ）
１２  画像処理装置
１３  受光素子
１４  信号処理装置
１５  半導体メモリ
１６  通信カード等
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７１】
【特許文献１】特開２００６−１７１２８５号公報
【特許文献２】特開２００１−２０８９６７号公報
【図１】
2014174234.tif 000015
【図２】
2014174234.tif 000016
【図３】
2014174234.tif 000017
【図４】
2014174234.tif 000018
【図５】
2014174234.tif 000019
【図６】
2014174234.tif 000020
【図７】
2014174234.tif 000021
【図８】
2014174234.tif 000022
【図９】
2014174234.tif 000023
【図１０】
2014174234.tif 000024
【図１１】
2014174234.tif 000025
【図１２】
2014174234.tif 000026
【図１３】
2014174234.tif 000027
【図１４】
2014174234.tif 000028
【図１５】
2014174234.tif 000029