(57)【要約】【課題】撮影距離によらず最大画角の主光線の像面への入射角が小さく、フォーカスレンズ群の移動による撮像範囲の変動が小さく、高性能の撮像レンズ、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、合焦時に不動の正の第１レンズ群Ｇ１、遠距離物体から近距離物体への合焦時に像側へ移動する第２レンズ群Ｇ２からなる。第１レンズ群Ｇ１は、最も像側から順に連続して、正の第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂ、開口絞りＳｔを有する。第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂ、第２レンズ群Ｇ２等に関する所定の条件式を満足する。【選択図】図１
2019053237.tif 000002
【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、合焦時に像面に対して固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群と、遠距離物体から近距離物体への合焦時に像側へ移動する第２レンズ群とからなり、
前記第１レンズ群は、最も像側から順に連続して、正の屈折力を有する第１ｂサブレンズ群と、開口絞りとを有し、
無限遠物体に合焦した状態において、
ｓｂＨを前記開口絞りから前記第１ｂサブレンズ群の物体側主点までの距離、
ｆ１ｂを前記第１ｂサブレンズ群の焦点距離、
ｆを全系の焦点距離、
ｆ２を前記第２レンズ群の焦点距離とした場合、
０．５＜ｓｂＨ／ｆ１ｂ＜１．５    （１）
−０．２＜ｆ／ｆ２＜０．２    （２）
で表される条件式（１）及び（２）を満足する撮像レンズ。
【請求項２】
無限遠物体に合焦した状態において、
ｈ２１を前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面における近軸軸上光線の高さ、
ｈ２２を前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面における近軸軸上光線の高さとした場合、
０．３＜ｈ２１／ｈ２２＜０．８    （３）
で表される条件式（３）を満足する請求項１記載の撮像レンズ。
【請求項３】
無限遠物体に合焦した状態において、
Ｆｆｓｒを前記第１ｂサブレンズ群と前記第２レンズ群とを合成してなる合成光学系の物体側焦点から該合成光学系の最も物体側のレンズ面までの光軸上の空気換算距離、
ｄｓを、前記開口絞りより物体側にレンズが存在する系では前記開口絞りより物体側で前記開口絞りに最も近いレンズ面から前記開口絞りより像側で前記開口絞りに最も近いレンズ面までの光軸上の距離、前記開口絞りより物体側にレンズが存在しない系では無限大とした場合、
０≦Ｆｆｓｒ／ｄｓ＜１    （４）
で表される条件式（４）を満足する請求項１又は２記載の撮像レンズ。
【請求項４】
Ｆｆ１ｂを前記第１ｂサブレンズ群の物体側焦点から該第１ｂサブレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の空気換算距離、
ｄｓを、前記開口絞りより物体側にレンズが存在する系では前記開口絞りより物体側で前記開口絞りに最も近いレンズ面から前記開口絞りより像側で前記開口絞りに最も近いレンズ面までの光軸上の距離、前記開口絞りより物体側にレンズが存在しない系では無限大とした場合、
０≦Ｆｆ１ｂ／ｄｓ＜１    （５）
で表される条件式（５）を満足する請求項１から３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項５】
無限遠物体に合焦した状態において、
Ｂｆを空気換算距離での全系のバックフォーカス、
ｄｓｐを、前記開口絞りより物体側にレンズが存在する系では前記開口絞りより物体側で前記開口絞りに最も近いレンズ面から前記開口絞りより像側で前記開口絞りに最も近いレンズ面までの光軸上の距離、前記開口絞りより物体側にレンズが存在しない系では前記開口絞りから前記開口絞りより像側で前記開口絞りに最も近いレンズ面までの光軸上の距離とした場合、
１＜Ｂｆ／ｄｓｐ＜２    （６）
で表される条件式（６）を満足する請求項１から４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項６】
無限遠物体に合焦した状態において、
Ｂｆ１を空気換算距離での前記第１レンズ群のバックフォーカス、
ｄを前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との光軸上の距離とした場合、
１＜Ｂｆ１／ｄ＜２０    （７）
で表される条件式（７）を満足する請求項１から５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項７】
０．８＜ｓｂＨ／ｆ１ｂ＜１．２    （１−１）
で表される条件式（１−１）を満足する請求項１記載の撮像レンズ。
【請求項８】
−０．１＜ｆ／ｆ２＜０．１    （２−１）
で表される条件式（２−１）を満足する請求項１記載の撮像レンズ。
【請求項９】
０．４＜ｈ２１／ｈ２２＜０．６    （３−１）
で表される条件式（３−１）を満足する請求項２記載の撮像レンズ。
【請求項１０】
０≦Ｆｆｓｒ／ｄｓ＜０．６    （４−１）
で表される条件式（４−１）を満足する請求項３記載の撮像レンズ。
【請求項１１】
０≦Ｆｆ１ｂ／ｄｓ＜０．６    （５−１）
で表される条件式（５−１）を満足する請求項４記載の撮像レンズ。
【請求項１２】
１．２＜Ｂｆ／ｄｓｐ＜２    （６−１）
で表される条件式（６−１）を満足する請求項５記載の撮像レンズ。
【請求項１３】
２＜Ｂｆ１／ｄ＜１５    （７−１）
で表される条件式（７−１）を満足する請求項６記載の撮像レンズ。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項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】
本発明は、撮像レンズおよび撮像装置に関し、特に、ＦＡ（ｆａｃｔｏｒｙ  ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）用カメラ、ＭＶ（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｖｉｓｉｏｎ）用カメラ、デジタルカメラ、監視用カメラ、車載用カメラ、およびシネマ用カメラ等に好適な撮像レンズ、並びにこの撮像レンズを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＶ用カメラ等では合焦機能を有する撮像レンズが用いられている。従来知られている合焦機能を有する結像レンズとして、例えば下記特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１には、拡大側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群とを有し、合焦時に光軸方向に移動するレンズ群（以下、フォーカスレンズ群という）を第２レンズ群としたレンズ系が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４５８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年の上記カメラでは撮像レンズとＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子を組み合わせた構成が一般的である。このような構成では周辺光量の低下を抑制するため等の理由から、撮影距離によらず最大画角の主光線の像面への入射角が小さい撮像レンズが要望されている。
【０００５】
また、従来の撮像レンズでは、合焦によって撮像範囲が変動してしまうことがあったが、この変動を小さくすることも要望されている。
【０００６】
特許文献１に記載のレンズ系もまた、合焦による撮像範囲の変動が生じており、特に近距離側での合焦による撮像範囲の変動は大きなものとなっていた。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、撮影距離によらず最大画角の主光線の像面への入射角が小さく、フォーカスレンズ群の移動による撮像範囲の変動が小さく、良好な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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の撮像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、合焦時に像面に対して固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群と、遠距離物体から近距離物体への合焦時に像側へ移動する第２レンズ群とからなり、第１レンズ群は、最も像側から順に連続して、正の屈折力を有する第１ｂサブレンズ群と、開口絞りとを有し、無限遠物体に合焦した状態において、ｓｂＨを開口絞りから第１ｂサブレンズ群の物体側主点までの距離、ｆ１ｂを第１ｂサブレンズ群の焦点距離、ｆを全系の焦点距離、ｆ２を第２レンズ群の焦点距離とした場合、
０．５＜ｓｂＨ／ｆ１ｂ＜１．５    （１）
−０．２＜ｆ／ｆ２＜０．２    （２）
で表される条件式（１）及び（２）を満足する。
【０００９】
本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式（１−１）及び（２−１）の少なくとも一方を満足することが好ましい。
０．８＜ｓｂＨ／ｆ１ｂ＜１．２    （１−１）
−０．１＜ｆ／ｆ２＜０．１    （２−１）
【００１０】
本発明の撮像レンズにおいては、無限遠物体に合焦した状態において、ｈ２１を第２レンズ群の最も物体側のレンズ面における近軸軸上光線の高さ、ｈ２２を第２レンズ群の最も像側のレンズ面における近軸軸上光線の高さとした場合、下記条件式（３）を満足することが好ましく、下記条件式（３−１）を満足することがより好ましい。
０．３＜ｈ２１／ｈ２２＜０．８    （３）
０．４＜ｈ２１／ｈ２２＜０．６    （３−１）
【００１１】
本発明の撮像レンズにおいては、無限遠物体に合焦した状態において、Ｆｆｓｒを第１ｂサブレンズ群と第２レンズ群とを合成してなる合成光学系の物体側焦点からこの合成光学系の最も物体側のレンズ面までの光軸上の空気換算距離、ｄｓを、開口絞りより物体側にレンズが存在する系では開口絞りより物体側で開口絞りに最も近いレンズ面から開口絞りより像側で開口絞りに最も近いレンズ面までの光軸上の距離、開口絞りより物体側にレンズが存在しない系では無限大とした場合、下記条件式（４）を満足することが好ましく、下記条件式（４−１）を満足することがより好ましい。
０≦Ｆｆｓｒ／ｄｓ＜１    （４）
０≦Ｆｆｓｒ／ｄｓ＜０．６    （４−１）
【００１２】
本発明の撮像レンズにおいては、Ｆｆ１ｂを第１ｂサブレンズ群の物体側焦点から第１ｂサブレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の空気換算距離、ｄｓを、開口絞りより物体側にレンズが存在する系では開口絞りより物体側で開口絞りに最も近いレンズ面から開口絞りより像側で開口絞りに最も近いレンズ面までの光軸上の距離、開口絞りより物体側にレンズが存在しない系では無限大とした場合、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。
０≦Ｆｆ１ｂ／ｄｓ＜１    （５）
０≦Ｆｆ１ｂ／ｄｓ＜０．６    （５−１）
【００１３】
本発明の撮像レンズにおいては、無限遠物体に合焦した状態において、Ｂｆを空気換算距離での全系のバックフォーカス、ｄｓｐを、開口絞りより物体側にレンズが存在する系では開口絞りより物体側で開口絞りに最も近いレンズ面から開口絞りより像側で開口絞りに最も近いレンズ面までの光軸上の距離、開口絞りより物体側にレンズが存在しない系では開口絞りから開口絞りより像側で開口絞りに最も近いレンズ面までの光軸上の距離とした場合、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。
１＜Ｂｆ／ｄｓｐ＜２    （６）
１．２＜Ｂｆ／ｄｓｐ＜２    （６−１）
【００１４】
本発明の撮像レンズにおいては、無限遠物体に合焦した状態において、Ｂｆ１を空気換算距離での第１レンズ群のバックフォーカス、ｄを第１レンズ群と第２レンズ群との光軸上の距離とした場合、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。
１＜Ｂｆ１／ｄ＜２０    （７）
２＜Ｂｆ１／ｄ＜１５    （７−１）
【００１５】
本発明の撮像装置は、本発明の撮像レンズを備えたものである。
【００１６】
なお、本明細書の「〜からなり」は、実質的な構成を有しているという意味で用いており、構成要素として挙げたもの以外に、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、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。
【００１７】
なお、本明細書において、「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、「負の屈折力を有する〜群」は、群全体として負の屈折力を有することを意味する。屈折力の符号は、非球面が含まれているものは近軸領域で考えることとする。「レンズ群」は、必ずしも複数のレンズから構成されるものだけでなく、１枚のレンズのみで構成されるものも含む。「全系」は、撮像レンズ全体を意味する。「バックフォーカス」は、最も像側のレンズ面から像側焦点までの光軸上の距離である。上記条件式は全て、無限遠物体に合焦した状態において、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））を基準としたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、物体側から順に、合焦時に不動の正の第１レンズ群と、遠距離物体から近距離物体への合焦時に像側へ移動する第２レンズ群からなるレンズ系において、第１レンズ群内に開口絞りを配置し、所定の条件式を満足することによって、撮影距離によらず最大画角の主光線の像面への入射角が小さく、フォーカスレンズ群の移動による撮像範囲の変動が小さく、良好な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】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像レンズ（本発明の実施例１の撮像レンズ）の構成と光路を示す断面図である。
【図２】像側テレセントリックの第１レンズ群とアフォーカル系の第２レンズ群とからなる光学系の概念図である。
【図３】本発明の実施例２の撮像レンズの構成と光路を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例３の撮像レンズの構成と光路を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例４の撮像レンズの構成と光路を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例５の撮像レンズの構成と光路を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例６の撮像レンズの構成と光路を示す断面図である。
【図８】本発明の実施例７の撮像レンズの構成と光路を示す断面図である。
【図９】従来の撮像レンズにおける合焦時の撮像範囲の変化を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施例１の撮像レンズの各収差図である。
【図１１】本発明の実施例２の撮像レンズの各収差図である。
【図１２】本発明の実施例３の撮像レンズの各収差図である。
【図１３】本発明の実施例４の撮像レンズの各収差図である。
【図１４】本発明の実施例５の撮像レンズの各収差図である。
【図１５】本発明の実施例６の撮像レンズの各収差図である。
【図１６】本発明の実施例７の撮像レンズの各収差図である。
【図１７】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】
【００２０】
以下、本発明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に本発明の一実施形態に係る撮像レンズの構成と光路の断面図を示す。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、光路として軸上光束２と最大画角の光束３の光路を示している。図１では、「無限遠」と付した上段に無限遠物体に合焦した状態を示し、「０．２ｍ」と付した下段に物体距離が０．２ｍ（メートル）の近距離物体に合焦した状態を示している。なお、物体距離とは、最も物体側のレンズ面から物体までの光軸Ｚ上の距離である。同様に、図３〜図８に本発明の実施形態に係る撮像レンズの構成と光路の断面図を示す。図３〜図８に示す例はそれぞれ後述の実施例２〜７の撮像レンズに対応している。図１、３〜８に示す例の基本構成および図示方法は同様であるため、以下では主に図１に示す例を参照しながら説明する。
【００２１】
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、合焦時に像面Ｓｉｍに対して固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、遠距離物体から近距離物体への合焦時に像側へ移動する第２レンズ群Ｇ２とからなる。すなわち、この撮像レンズはリアフォーカス式のレンズ系であり、合焦時に光軸方向に移動するレンズ群（以下、フォーカスレンズ群という）は第２レンズ群Ｇ２からなる。図１の第２レンズ群Ｇ２の下の右方向を向く矢印は、遠距離物体から近距離物体への合焦時に、第２レンズ群Ｇ２が像側へ移動することを意味する。
【００２２】
なお、図１では最も像側のレンズと像面Ｓｉｍとの間に平行平板状の光学部材ＰＰを配置した例を示しているが、光学部材ＰＰは図１の例とは異なる位置に配置してもよく、また光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。光学部材ＰＰは、赤外線カットフィルタ、ローパスフィルタなどの各種フィルタやカバーガラス等を想定したものである。
【００２３】
第１レンズ群Ｇ１は、最も像側から順に連続して、正の屈折力を有する第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂと、開口絞りＳｔとを有するように構成される。すなわち、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に連続して、開口絞りＳｔと、第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂとを有しており、第１レンズ群Ｇ１の最も像側に第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂが配置されている。なお、図１に示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。
【００２４】
第１レンズ群Ｇ１は、図１に示す例のように開口絞りＳｔより物体側にレンズを有していてもよく、図７に示す例のように開口絞りＳｔより物体側にレンズを有していなくてもよい。図１の例では、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、第１ａサブレンズ群Ｇ１ａと、開口絞りＳｔと、第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂとからなり、第１ａサブレンズ群Ｇ１ａは、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬａ１〜Ｌａ３の３枚のレンズからなり、第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂは、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬｂ１〜Ｌｂ５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〜Ｌ２３の３枚のレンズからなる。
【００２５】
本実施形態の撮像レンズは、下記条件式（１）及び（２）を満足するように構成されている。
０．５＜ｓｂＨ／ｆ１ｂ＜１．５    （１）
−０．２＜ｆ／ｆ２＜０．２    （２）
ただし、
ｓｂＨ：開口絞りから第１ｂサブレンズ群の物体側主点までの距離、
ｆ１ｂ：第１ｂサブレンズ群の焦点距離、
ｆ：全系の焦点距離、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
であり、上記条件式で用いている記号はいずれも無限遠物体に合焦した状態におけるものである。図１の上段に第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂの物体側主点ｂＨを示す。ここで、ｓｂＨの符号は、第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂの物体側主点ｂＨが開口絞りＳｔより像側にある場合を正、物体側にある場合を負としている。
【００２６】
条件式（１）を満足することによって、第１レンズ群Ｇ１から射出して第２レンズ群Ｇ２へ向かう軸外光束の主光線の光軸Ｚに対する角度を小さくすることができる。すなわち、第１レンズ群Ｇ１を像側テレセントリック性の高い構成にすることができる。また、条件式（２）を満足することによって、第２レンズ群Ｇ２を略アフォーカル系の構成とすることができる。
【００２７】
ここで、理解を容易にするために、第１レンズ群Ｇ１が像側テレセントリックに構成され、第２レンズ群Ｇ２がアフォーカル系に構成され、第１レンズ群Ｇ１内に開口絞りＳｔが配置された光学系について図２を参照しながら説明する。図２は、上記光学系を概念的に示した図である。図２に示す光学系では、物体側から第１レンズ群Ｇ１へ入射した主光線３ｃは第１レンズ群Ｇ１内で開口絞りＳｔと光軸Ｚとの交点を通った後、第１レンズ群Ｇ１から光軸Ｚに平行な光線として射出される。そして、光軸Ｚに平行に第２レンズ群Ｇ２に入射した主光線３ｃは、光軸Ｚに平行なまま第２レンズ群Ｇ２から射出されて像面Ｓｉｍに入射する。すなわち、図２に示す光学系では、主光線３ｃが画角内の光線であれば第１レンズ群Ｇ１に入射するときの主光線３ｃの画角に関わらず、主光線３ｃの像面Ｓｉｍへの入射角は必ず０度となる。
【００２８】
図２に示す光学系において、第２レンズ群Ｇ２と像面Ｓｉｍの間で主光線３ｃは光軸Ｚに平行であるから、フォーカスレンズ群である第２レンズ群Ｇ２が光軸方向に移動しても、物体側から第２レンズ群Ｇ２へ入射する主光線３ｃは光軸Ｚに平行なままであり、またその高さも不変である。したがって、第２レンズ群Ｇ２が光軸方向に移動しても、第１レンズ群Ｇ１における主光線３ｃの光路は変化せず、全系に入射する主光線３ｃの角度、及び高さは不変となる。すなわち、フォーカスレンズ群が光軸方向に移動しても、物体高と像高の関係は変わらず、画角も変化しない。
【００２９】
比較のために、図９に、従来の撮像レンズにおいて無限遠物体から近距離物体に合焦するようにフォーカスレンズ群が移動した場合の第１レンズ群Ｇ１に入射する主光線の変化を概念的に示す。第１レンズ群Ｇ１は最も物体側のレンズ群である。図９に示すように、従来の撮像レンズでは、無限遠物体に合焦時の主光線３ｃＩＮＦと、近距離物体に合焦時の３ｃＭＯＤとでは異なる光路となり、画角の変化Δω、及び入射高の変化Δｈが生じ、結果として、撮像範囲の変化ΔＩＡが生じていた。これに対して、図２に示す光学系では、フォーカスレンズ群が移動しても、画角、及び主光線３ｃの入射高は不変であるから、撮像範囲を不変にすることができる。
【００３０】
本実施形態の撮像レンズでは、条件式（１）及び（２）を満足することによって、図２の光学系、又は図２の光学系に非常に近い光学系を実現することができる。条件式（１）を満足することによって、第１レンズ群Ｇ１から射出して第２レンズ群Ｇ２へ向かう主光線の光軸Ｚに対する角度が小さくなり、フォーカスレンズ群である第２レンズ群Ｇ２の移動による第２レンズ群Ｇ２へ入射する主光線の高さの変動を抑制することができる。条件式（１）及び条件式（２）を満足することによって、フォーカスレンズ群が移動しても、全系に入射する主光線の角度変化、及び高さの変化を抑制することができるので、画角の変動、及び撮像範囲の変動を抑制することができる。また、条件式（１）及び条件式（２）を満足することによって、フォーカスレンズ群が移動しても、撮像レンズ全系から射出する最大画角の主光線の像面Ｓｉｍへの入射角を小さくすることができる。
【００３１】
なお、条件式（１）に代えて下記条件式（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。また、条件式（２）に代えて下記条件式（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。
０．８＜ｓｂＨ／ｆ１ｂ＜１．２    （１−１）
−０．１＜ｆ／ｆ２＜０．１    （２−１）
【００３２】
さらに、この撮像レンズは、下記条件式（３）〜（７）の少なくとも１つを満足することが好ましい。
０．３＜ｈ２１／ｈ２２＜０．８    （３）
０≦Ｆｆｓｒ／ｄｓ＜１    （４）
０≦Ｆｆ１ｂ／ｄｓ＜１    （５）
１＜Ｂｆ／ｄｓｐ＜２    （６）
１＜Ｂｆ１／ｄ＜２０    （７）
ただし、
ｈ２１：第２レンズ群の最も物体側のレンズ面における近軸軸上光線の高さ、
ｈ２２：第２レンズ群の最も像側のレンズ面における近軸軸上光線の高さ、
Ｆｆｓｒ：第１ｂサブレンズ群と第２レンズ群とを合成してなる合成光学系の物体側焦点からこの合成光学系の最も物体側のレンズ面までの光軸上の空気換算距離、
ｄｓ：開口絞りより物体側にレンズが存在する系では開口絞りより物体側で開口絞りに最も近いレンズ面から開口絞りより像側で開口絞りに最も近いレンズ面までの光軸上の距離、開口絞りより物体側にレンズが存在しない系では無限大、
Ｆｆ１ｂ：第１ｂサブレンズ群の物体側焦点から第１ｂサブレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の空気換算距離、
Ｂｆ：空気換算距離での全系のバックフォーカス、
ｄｓｐ：開口絞りより物体側にレンズが存在する系では開口絞りより物体側で開口絞りに最も近いレンズ面から開口絞りより像側で開口絞りに最も近いレンズ面までの光軸上の距離、開口絞りより物体側にレンズが存在しない系では開口絞りから開口絞りより像側で開口絞りに最も近いレンズ面までの光軸上の距離、
Ｂｆ１：空気換算距離での第１レンズ群のバックフォーカス、
ｄ：第１レンズ群と第２レンズ群との光軸上の距離
であり、上記条件式で用いている記号はいずれも無限遠物体に合焦した状態におけるものである。なお、ｈ２１、ｈ２２については「光学技術シリーズ１  レンズ設計法」（松居吉哉著、共立出版）のｐｐ．１９、（２．１０）〜（２．１２）式による近軸光線追跡における定義に準ずる。Ｆｆｓｒの符号は、上記合成光学系の最も物体側のレンズ面が合成光学系の物体側焦点より像側にある場合を正、物体側にある場合を負としている。Ｆｆ１ｂの符号は、第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂの最も物体側のレンズ面が第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂの物体側焦点より像側にある場合を正、物体側にある場合を負としている。
【００３３】
以下に、上記の各条件式について説明する。第２レンズ群Ｇ２がアフォーカル光学系の場合は、条件式（３）のｈ２１／ｈ２２は第２レンズ群Ｇ２のアフォーカル倍率に相当する。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、第２レンズ群Ｇ２の全長を抑えることができる。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、合焦のためのフォーカスレンズ群の移動量を抑制しレンズ系全長を抑えることができる。なお、条件式（３）に代えて下記条件式（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。
０．４＜ｈ２１／ｈ２２＜０．６    （３−１）
【００３４】
条件式（４）のＦｆｓｒは、第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂと第２レンズ群Ｇ２とを合成してなる合成光学系のフロントフォーカスに相当する。条件式（４）のｄｓは、図１の例では開口絞りＳｔを挟んで対向するレンズ面間の光軸上の距離であり、レンズＬａ３の像側のレンズ面からレンズＬｂ１の物体側のレンズ面までの光軸上の距離である。ただし、図７の例ではｄｓは無限大となる。条件式（４）を満足することによって、撮像レンズ全系を像側テレセントリックにすることが容易となる。なお、条件式（４）に代えて下記条件式（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≦Ｆｆｓｒ／ｄｓ＜０．６    （４−１）
【００３５】
条件式（５）のＦｆ１ｂは、第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂのフロントフォーカスに相当する。条件式（５）を満足することによって、第１レンズ群Ｇ１を像側テレセントリックにすることが容易となる。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。
０≦Ｆｆ１ｂ／ｄｓ＜０．６    （５−１）
【００３６】
条件式（６）のｄｓｐは、図１の例では開口絞りＳｔを挟んで対向するレンズ面間の光軸上の距離であり、レンズＬａ３の像側のレンズ面からレンズＬｂ１の物体側のレンズ面までの光軸上の距離である。ただし、図７の例ではｄｓｐは開口絞りＳｔからレンズＬｂ１の物体側のレンズ面までの光軸上の距離である。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、撮像レンズと撮像素子との間隔を確保でき、撮像装置におけるメカ構造を構成することが容易となる。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、レンズ系全長が長くなりすぎるのを防ぐことができる。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。
１．２＜Ｂｆ／ｄｓｐ＜２    （６−１）
【００３７】
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、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間で１次結像しない構成にすることができ、フォーカスレンズ群の機能を果たすことができる。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、実用上要求される程度のＦナンバーを確保することが容易となる。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。
２＜Ｂｆ１／ｄ＜１５    （７−１）
【００３８】
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。本実施形態によれば、撮影距離によらず最大画角の主光線の像面Ｓｉｍへの入射角が小さく、フォーカスレンズ群の移動による撮像範囲の変動が小さく、良好な性能を有する撮像レンズを実現することが可能である。なお、ここでいう「最大画角の主光線の像面Ｓｉｍへの入射角が小さく」とは、像面Ｓｉｍの垂線と最大画角の主光線とのなす角が−５度〜＋５度の範囲内にあることを意味する。また、「フォーカスレンズ群の移動」とは、物体距離が変動した際の合焦動作のみに限定されるものではなく、例えば、振動によるフォーカスレンズ群の移動も含む。
【００３９】
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の撮像レンズの断面図は図１に示したものであり、その図示方法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、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とからなる。遠距離物体から近距離物体への合焦時に、第１レンズ群Ｇ１は像面Ｓｉｍに対して固定されており、第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、第１ａサブレンズ群Ｇ１ａと、開口絞りＳｔと、第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂとからなる。第１ａサブレンズ群Ｇ１ａは、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬａ１〜Ｌａ３の３枚のレンズからなる。第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂは、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬｂ１〜Ｌｂ５の５枚のレンズからなる。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〜Ｌ２３の３枚のレンズからなる。
【００４０】
実施例１の撮像レンズの基本レンズデータを表１に、諸元と可変面間隔を表２に示す。表１において、面番号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（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））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。
【００４１】
表１では、曲率半径の符号は、物体側に凸面を向けた面形状のものを正、像側に凸面を向けた面形状のものを負としている。表１には開口絞りＳｔ及び光学部材ＰＰも合わせて示している。表１では、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。表１では可変面間隔については、ＤＤ［  ］という記号を用い、［  ］の中にこの間隔の物体側の面番号を付してＤの欄に記入している。
【００４２】
表２に、無限遠物体に合焦した状態の全系の焦点距離ｆ、物体距離が０．２ｍ（メートル）の物体に合焦した状態の全系の焦点距離ｆｎｅａｒ、無限遠物体に合焦した状態の空気換算距離での全系のバックフォーカスＢｆを示す。また、表２に無限遠物体に合焦した状態と物体距離が０．２ｍ（メートル）の物体に合焦した状態の、ＦナンバーＦＮｏ．、最大全画角２ω、及び可変面間隔の値をｄ線基準で示す。２ωの欄の（°）は単位が度であることを意味する。表２では、無限遠物体に合焦した状態の各値を「無限遠」と表記した欄に示し、物体距離が０．２ｍ（メートル）の物体に合焦した状態の各値を「０．２ｍ」と表記した欄に示す。
【００４３】
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。
【００４４】
【表１】
2019053237.tif 000003
【００４５】
【表２】
2019053237.tif 000004
【００４６】
図１０に実施例１の撮像レンズの各収差図を示す。図１０では左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、及び倍率色収差を示す。図１０では「無限遠」と付した上段に無限遠物体に合焦した状態のものを示し、「０．２ｍ」と付した下段に物体距離が０．２ｍ（メートル）の物体に合焦した状態のものを示す。球面収差図では、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ（ナノメートル））、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ（ナノメートル））、及びｇ線（波長４３５．８ｎｍ（ナノメートル））における収差をそれぞれ黒の実線、長破線、短破線、及び灰色の実線で示す。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。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、Ｆ線、及びｇ線における収差をそれぞれ長破線、短破線、及び灰色の実線で示す。球面収差図の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。
【００４７】
上述した実施例１の撮像レンズに関する各データの記号、意味、記載方法、及び図示方法は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様であるので、以下では重複説明を省略する。
【００４８】
［実施例２］
実施例２の撮像レンズの断面図を図３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、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とからなる。遠距離物体から近距離物体への合焦時に、第１レンズ群Ｇ１は像面Ｓｉｍに対して固定されており、第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、第１ａサブレンズ群Ｇ１ａと、開口絞りＳｔと、第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂとからなる。第１ａサブレンズ群Ｇ１ａは、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬａ１〜Ｌａ３の３枚のレンズからなる。第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂは、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬｂ１〜Ｌｂ５の５枚のレンズからなる。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〜Ｌ２３の３枚のレンズからなる。実施例２の撮像レンズの基本レンズデータを表３に、諸元と可変面間隔を表４に、各収差図を図１１に示す。
【００４９】
【表３】
2019053237.tif 000005
【００５０】
【表４】
2019053237.tif 000006
【００５１】
［実施例３］
実施例３の撮像レンズの断面図を図４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、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とからなる。遠距離物体から近距離物体への合焦時に、第１レンズ群Ｇ１は像面Ｓｉｍに対して固定されており、第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、第１ａサブレンズ群Ｇ１ａと、開口絞りＳｔと、第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂとからなる。第１ａサブレンズ群Ｇ１ａは、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬａ１〜Ｌａ３の３枚のレンズからなる。第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂは、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬｂ１〜Ｌｂ５の５枚のレンズからなる。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〜Ｌ２３の３枚のレンズからなる。実施例３の撮像レンズの基本レンズデータを表５に、諸元と可変面間隔を表６に、各収差図を図１２に示す。
【００５２】
【表５】
2019053237.tif 000007
【００５３】
【表６】
2019053237.tif 000008
【００５４】
［実施例４］
実施例４の撮像レンズの断面図を図５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、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とからなる。遠距離物体から近距離物体への合焦時に、第１レンズ群Ｇ１は像面Ｓｉｍに対して固定されており、第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、第１ａサブレンズ群Ｇ１ａと、開口絞りＳｔと、第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂとからなる。第１ａサブレンズ群Ｇ１ａは、レンズＬａ１の１枚のレンズからなる。第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂは、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬｂ１〜Ｌｂ３の３枚のレンズからなる。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〜Ｌ２２の２枚のレンズからなる。実施例４の撮像レンズの基本レンズデータを表７に、諸元と可変面間隔を表８に、各収差図を図１３に示す。なお、図５、表８、及び図１３には、無限遠物体に合焦した状態と、物体距離が０．５ｍ（メートル）の物体に合焦した状態のデータを示す。
【００５５】
【表７】
2019053237.tif 000009
【００５６】
【表８】
2019053237.tif 000010
【００５７】
［実施例５］
実施例５の撮像レンズの断面図を図６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、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とからなる。遠距離物体から近距離物体への合焦時に、第１レンズ群Ｇ１は像面Ｓｉｍに対して固定されており、第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、第１ａサブレンズ群Ｇ１ａと、開口絞りＳｔと、第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂとからなる。第１ａサブレンズ群Ｇ１ａは、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬａ１〜Ｌａ３の３枚のレンズからなる。第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂは、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬｂ１〜Ｌｂ５の５枚のレンズからなる。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〜Ｌ２３の３枚のレンズからなる。実施例５の撮像レンズの基本レンズデータを表９に、諸元と可変面間隔を表１０に、各収差図を図１４に示す。
【００５８】
【表９】
2019053237.tif 000011
【００５９】
【表１０】
2019053237.tif 000012
【００６０】
［実施例６］
実施例６の撮像レンズの断面図を図７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、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とからなる。遠距離物体から近距離物体への合焦時に、第１レンズ群Ｇ１は像面Ｓｉｍに対して固定されており、第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、開口絞りＳｔと、第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂとからなる。すなわち、実施例６の撮像レンズは、開口絞りＳｔより物体側にレンズが存在しない系である。第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂは、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬｂ１〜Ｌｂ４の４枚のレンズからなる。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〜Ｌ２２の２枚のレンズからなる。実施例６の撮像レンズの基本レンズデータを表１１に、諸元と可変面間隔を表１２に、各収差図を図１５に示す。なお、図７、表１２、及び図１５には、無限遠物体に合焦した状態と、物体距離が０．５ｍ（メートル）の物体に合焦した状態のデータを示す。
【００６１】
【表１１】
2019053237.tif 000013
【００６２】
【表１２】
2019053237.tif 000014
【００６３】
［実施例７］
実施例７の撮像レンズの断面図を図８に示す。実施例７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、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とからなる。遠距離物体から近距離物体への合焦時に、第１レンズ群Ｇ１は像面Ｓｉｍに対して固定されており、第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、第１ａサブレンズ群Ｇ１ａと、開口絞りＳｔと、第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂとからなる。第１ａサブレンズ群Ｇ１ａは、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬａ１〜Ｌａ３の３枚のレンズからなる。第１ｂサブレンズ群Ｇ１ｂは、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬｂ１〜Ｌｂ４の４枚のレンズからなる。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〜Ｌ２３の３枚のレンズからなる。実施例７の撮像レンズの基本レンズデータを表１３に、諸元と可変面間隔を表１４に、各収差図を図１６に示す。
【００６４】
【表１３】
2019053237.tif 000015
【００６５】
【表１４】
2019053237.tif 000016
【００６６】
表１５に実施例１〜７の撮像レンズの条件式（１）〜（７）の対応値を示す。実施例１〜７はｄ線を基準波長としている。表１５にはｄ線基準での値を示す。
【００６７】
【表１５】
2019053237.tif 000017
【００６８】
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１７に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、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用カメラ、ＭＶ用カメラ、又は監視カメラを挙げることができる。
【００６９】
撮像装置１０は、撮像レンズ１、撮像レンズ１の像側に配置されたフィルタ４、撮像素子５、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、および撮像レンズ１の合焦を行うためのフォーカス制御部７を備える。図１７では撮像レンズ１が有する第１レンズ群Ｇ１、および第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ＣＣＤ又はＣＭＯＳ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の像面に一致するように配置される。撮像装置１０は、本発明の実施形態に係る撮像レンズ１を備えているため、合焦による撮像範囲の変動が小さく、撮影距離によらず良好な画像を取得することができる。
【００７０】
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、及びアッベ数は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。
【００７１】
例えば、上記実施例では無限遠物体から近距離物体に合焦するレンズ系を挙げたが、本発明は有限距離の遠距離物体から近距離物体に合焦する撮像レンズに適用可能であることは言うまでもない。
【００７２】
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、デジタルカメラ、およ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】
【００７３】
１    撮像レンズ
２    軸上光束
３    最大画角の光束
４    フィルタ
５    撮像素子
６    信号処理部
７    フォーカス制御部
１０    撮像装置
ｂＨ    第１ｂサブレンズ群の物体側主点
Ｇ１    第１レンズ群
Ｇ１ａ    第１ａサブレンズ群
Ｇ１ｂ    第１ｂサブレンズ群
Ｇ２    第２レンズ群
Ｌａ１〜Ｌａ３、Ｌｂ１〜Ｌｂ５、Ｌ２１〜Ｌ２３    レンズ
ＰＰ    光学部材
Ｓｉｍ    像面
Ｓｔ    開口絞り
Ｚ    光軸
【図１】
2019053237.tif 000018
【図２】
2019053237.tif 000019
【図３】
2019053237.tif 000020
【図４】
2019053237.tif 000021
【図５】
2019053237.tif 000022
【図６】
2019053237.tif 000023
【図７】
2019053237.tif 000024
【図８】
2019053237.tif 000025
【図９】
2019053237.tif 000026
【図１０】
2019053237.tif 000027
【図１１】
2019053237.tif 000028
【図１２】
2019053237.tif 000029
【図１３】
2019053237.tif 000030
【図１４】
2019053237.tif 000031
【図１５】
2019053237.tif 000032
【図１６】
2019053237.tif 000033
【図１７】
2019053237.tif 000034