(57)【要約】      （修正有）【課題】大口径比でありながら高性能かつ広画角でコンパクトな単焦点レンズを提供する。【解決手段】物体側から負レンズＧ１、正レンズＧ２、負レンズＧ３、正レンズＧ４を有する単焦点レンズにおいて、前記正レンズＧ２の光軸部分の肉厚をｔＧ２、シェイプファクターをＧ２ＳＦ、前記負レンズＧ３のシェイプファクターをＧ３ＳＦ、全系の焦点距離をｆとするとき、下記条件式（１）（２）（３）満足する。Ｇ３ＳＦ＞−３．５７×Ｇ２ＳＦ+３．５７・・・（１）、０．０＜Ｇ３ＳＦ＜５．０・・・（２）、０．１＜ｔＧ２／ｆ＜０．６・・・（３）、ただし、Ｇ２ＳＦ＝（Ｇ２ｒ２+Ｇ２ｒ１）/（Ｇ２ｒ２-Ｇ２ｒ１）、Ｇ３ＳＦ＝（Ｇ３ｒ２+Ｇ３ｒ１）/（Ｇ３ｒ２-Ｇ３ｒ１）、Ｇ２ｒ１＝正レンズＧ２の物体側の曲率半径、Ｇ２ｒ２＝正レンズＧ２の像側の曲率半径、Ｇ３ｒ１＝負レンズＧ３の物体側の曲率半径、Ｇ３ｒ２＝負レンズＧ３の像側の曲率半径。【選択図】図１
2015034885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
A 物体側から負レンズＧ１、正レンズＧ２、負レンズＧ３、正レンズＧ４を有する単焦点レンズにおいて、
B 前記正レンズＧ２の光軸部分の肉厚をｔＧ２、シェイプファクターをＧ２ＳＦ、前記負レンズＧ３のシェイプファクターをＧ３ＳＦ、全系の焦点距離をｆとするとき、
下記条件式（１）及び（２）を満足する領域と、条件式（３）満足することを特徴とする単焦点レンズ。
Ｇ３ＳＦ＞−３．５７×Ｇ２ＳＦ+３．５７  ・・・（１）
０．０＜Ｇ３ＳＦ＜５．０  ・・・（２）
０．１＜ｔＧ２／ｆ＜０．６  ・・・（３）
ただし、Ｇ２ＳＦ＝（Ｇ２ｒ２+Ｇ２ｒ１）/ （Ｇ２ｒ２-Ｇ２ｒ１）  
Ｇ３ＳＦ＝（Ｇ３ｒ２+Ｇ３ｒ１）/ （Ｇ３ｒ２-Ｇ３ｒ１）  
Ｇ２ｒ１＝前記正レンズＧ２の物体側の面の曲率半径
Ｇ２ｒ２＝前記正レンズＧ２の像側の面の曲率半径
Ｇ３ｒ１＝前記負レンズＧ３の物体側の面の曲率半径
Ｇ３ｒ２＝前記負レンズＧ３の像側の面の曲率半径
【請求項２】
前記単焦点レンズにおいて、前記負レンズＧ１のシェイプファクターをＧ１ＳＦとするとき、下記条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点レンズ。
− １．１＜Ｇ１ＳＦ＜０．０  ・・・（４）
ただし、Ｇ１ＳＦ＝（Ｇ１ｒ２+Ｇ１ｒ１）/ （Ｇ１ｒ２-Ｇ１ｒ１）
Ｇ１ｒ１＝前記負レンズＧ１の物体側の面の曲率半径
Ｇ１ｒ２＝前記負レンズＧ１の像側の面の曲率半径
【請求項３】
前記単焦点レンズにおいて、前記正レンズＧ２の焦点距離をｆＧ２とするとき、下記条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の単焦点レンズ。
０．５＜ｆＧ２/ｆ＜１．５  ・・・（５）
【請求項４】
前記単焦点レンズにおいて、前記負レンズＧ３の焦点距離をｆＧ３とするとき、下記条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか1項に記載の単焦点レンズ。
０．５＜｜ｆＧ３/ｆ｜＜１．５  ・・・（６）
【請求項５】
前記単焦点レンズにおいて、前記負レンズＧ１の焦点距離をｆＧ１とするとき、下記条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか1項に記載の単焦点レンズ。
１．１＜｜ｆＧ１/ｆ｜＜２．９  ・・・（７）
【請求項６】
前記単焦点レンズにおいて、前記正レンズＧ４の焦点距離をｆＧ４とするとき、下記条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか1項に記載の単焦点レンズ。
０．７＜ｆＧ４/ｆ＜１．５  ・・・（８）  
【請求項７】
前記単焦点レンズにおいて、前記負レンズＧ１と前記正レンズＧ２の間に開放Ｆナンバー光束を決定するＦナンバー決定部材を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか1項に記載の単焦点レンズ。
【請求項８】
前記単焦点レンズにおいて、前記負レンズＧ１と前記正レンズＧ２と前記正レンズＧ４のうち、少なくとも1面非球面を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか1項に記載の単焦点レンズ。
【請求項９】
固体撮像素子上に像を形成することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の単焦点レンズ。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の単焦点レンズと、該単焦点レンズによって形成される像を受光する固体撮像素子とを有していることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単焦点レンズ及びそれを有する撮像装置において、レンズ全長が短くコンパクトながら、広角かつ口径比の大きいデジタルカメラや携帯用カメラに好適な単焦点レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの固体撮像素子を用いた撮像装置においては、高機能化とともに、装置全体の小型化がなされている。それに伴い、これらに用いる撮影光学系としてレンズ全長が短く、特に広画角かつ大口径比を有するレンズが強く要求されている。
【０００３】
従来、小型のデジタルカメラなどに搭載される単焦点レンズにおいて、負・正・負・正の４枚構成で、比較的広画角なレンズとして、従来、特許文献１の実施例に示されるようなレンズがある。
【０００４】
例えば特許文献１では３５ｍｍ銀塩カメラ換算焦点距離で２８ｍｍ、口径比２．８程度の単焦点レンズが提供されており口径比はある程度あるものの、コンパクトさに物足りなさがある。
【０００５】
また口径比の拡大、コンパクト化を図ろうとすると、非点収差、コマ収差、球面収差の増大を招くため、良好な光学性能を得ることが困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１９３２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、近年のコンパクト化、大口径化のニーズに応えつつ、固体撮像素子を用いた撮影系に好適な、広画角でありながらコンパクトでさらに口径比の大きい優れた光学性能を有する単焦点レンズ、及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
物体側から負レンズＧ１、正レンズＧ２、負レンズＧ３、正レンズＧ４を有する単焦点レンズにおいて、前記正レンズＧ２の光軸部分の肉厚をｔＧ２、シェイプファクターをＧ２ＳＦ、前記負レンズＧ３のシェイプファクターをＧ３ＳＦ、全系の焦点距離をｆとするとき、
Ｇ３ＳＦ＞−３．５７×Ｇ２ＳＦ+３．５７  ・・・（１）
０．０＜Ｇ３ＳＦ＜５．０  ・・・（２）
０．１＜ｔＧ２／ｆ＜０．６  ・・・（３）
条件式（１）及び（２）を満足する領域と、条件式（４）満足している。
【０００９】
ただし、Ｇ２ＳＦ＝（Ｇ２ｒ２+Ｇ２ｒ１）/ （Ｇ２ｒ２-Ｇ２ｒ１）  
Ｇ３ＳＦ＝（Ｇ３ｒ２+Ｇ３ｒ１）/ （Ｇ３ｒ２-Ｇ３ｒ１）  
Ｇ２ｒ１＝前記正レンズＧ２の物体側の面の曲率半径
Ｇ２ｒ２＝前記正レンズＧ２の像側の面の曲率半径
Ｇ３ｒ１＝前記負レンズＧ３の物体側の面の曲率半径
Ｇ３ｒ２＝前記負レンズＧ３の像側の面の曲率半径
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、大口径比でありながら高性能かつ広画角でコンパクトな単焦点レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の数値実施例１のレンズ断面図
【図２】本発明の数値実施例１の収差図
【図３】本発明の数値実施例２のレンズ断面図
【図４】本発明の数値実施例２の収差図
【図５】本発明の数値実施例３のレンズ断面図
【図６】本発明の数値実施例３の収差図
【図７】本発明の数値実施例４のレンズ断面図
【図８】本発明の数値実施例４の収差図
【図９】本発明の数値実施例５のレンズ断面図
【図１０】本発明の数値実施例５の収差図
【図１１】本発明の数値実施例６のレンズ断面図
【図１２】本発明の数値実施例６の収差図
【図１３】本発明の数値実施例７のレンズ断面図
【図１４】本発明の数値実施例７の収差図
【図１５】本発明の光学機器の要概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１を参照して本発明の典型的な構成について説明する。この図に示す単焦点レンズは後述の実施例１におけるものである。物体側から順に負レンズＧ１、正レンズＧ２、負レンズＧ３、正レンズＧ４からなっている。各実施例において、実施例１と同様な構成を基本としている。また全実施例に共通して、負レンズＧ１と正レンズＧ２の間に開放Ｆナンバー光束を決定するＦナンバー決定部材ＳＰを有している。
【００１３】
本発明の光学系は負の屈折力を有する前群、正の屈折力を有する後群で構成されるレトロフォーカス型となっているのが特徴である。このように構成する事によりバックフォーカスをある程度確保でき、光学系とイメージャーとの間に、ローパスフィルターや赤外線カットフィルターを配置する事が容易になる。レトロフォーカス型の光学系においては、一般的に絞りより物体側に負の屈折力の前群が配置されるため、この前群により軸外主光線の光軸となす角度を小さくすることができる。正の後群においては絞りより像面側の正レンズにより軸外主光線の光軸となす角度を小さくすることができる。レトロフォーカス型の光学系は前群、後群ともに射出瞳を像面から離す効果があるため、撮影画角が広画角な場合は大変効果的である。
【００１４】
本発明においては前群に負レンズを１枚、後群に正レンズ、負レンズ、正レンズを有する光学系となっている。
【００１５】
以下に本発明における前群、後群の構成について説明する。本発明では前群は負レンズＧ１の１枚で構成されている。１枚という最少枚数で前群を構成することでレンズ径の増大を抑制し、更に光学全長の短縮を達成している。
【００１６】
本発明では後群は正レンズＧ２、負レンズＧ３、正レンズＧ４を有した構成となっている。口径比の大きい光学系においては、透過する光束が大きくなるので、コンパクト化を図って構成枚数を最小限にした光学系において、軸外光も含めた収差特性を良好にする為には、各々１つのレンズで発生する収差を最小限に抑えるのが望ましい。この時、Ｆナンバー決定部材ＳＰより像側に正レンズを２枚配置し、光線を徐々に収斂させることで球面収差や非点収差の発生を抑制している。負レンズＧ３は負レンズＧ１で補正がなされていないペッツバール和をキャンセルさせ全系でのペッツバール和を小さくする役割、また正レンズで発生した色収差の補正を行っている。
【００１７】
次に本発明における好ましいレンズの形状、特に負レンズＧ１、正レンズＧ２、負レンズＧ３の好ましい形状について説明する。
【００１８】
本発明においての負レンズＧ１は像側に強い曲率半径を持つ形状が好ましい。射出瞳を像面から遠く離すには軸外主光線を屈曲させる作用を負レンズＧ１にある程度持たせる必要がある。よって、負レンズＧ１はある程度の負の屈折力が必要であるが、結果として負レンズＧ１において球面収差や非点収差が発生しやすい。これらの収差の発生を最小限にするには、軸外光束の主光線がレンズ面へ入射する角度を最小とすると効果的である。例えばコンセントリックな曲率半径とすれば軸外光線の入射角度を０とできるが、これでは前述のようなある程度の負の屈折力を有することができない。
【００１９】
よって本発明の光学系では物体側の面は曲率半径を大きく、像面側の面は曲率半径を小さくして負の屈折力を強めるものの、像側の曲率半径が小さい形状を維持して球面収差や非点収差の発生を抑えている。正レンズＧ２は物体側に強い曲率半径を、負レンズＧ３は物体側に強い曲率半径をもつ形状が好ましい。正レンズＧ２の物体側に強い曲率半径を持たせることで、負レンズＧ１で発散させた光束を収斂させる効果があり、口径比の大きい光学系を達成している。また負レンズＧ３の物体側に強い曲率半径を持たせることで、正レンズＧ２で発生した球面収差や非点収差をキャンセルさせ性能のバランスをとっている。
【００２０】
本発明では物体側から負レンズＧ１、正レンズＧ２、負レンズＧ３、正レンズＧ４を有する単焦点レンズにおいて、前記正レンズＧ２の光軸部分の肉厚をｔＧ２、シェイプファクターをＧ２ＳＦ、前記負レンズＧ３のシェイプファクターをＧ３ＳＦ、全系の焦点距離をｆとするとき、
Ｇ３ＳＦ＞−３．５７×Ｇ２ＳＦ+３．５７  ・・・（１）
０．０＜Ｇ３ＳＦ＜５．０  ・・・（２）
０．１＜ｔＧ２／ｆ＜０．６  ・・・（３）
条件式（１）及び（２）を満足する領域と、条件式（３）満足している。
【００２１】
ただし、Ｇ２ＳＦ＝（Ｇ２ｒ２+Ｇ２ｒ１）/ （Ｇ２ｒ２-Ｇ２ｒ１）  
Ｇ３ＳＦ＝（Ｇ３ｒ２+Ｇ３ｒ１）/ （Ｇ３ｒ２-Ｇ３ｒ１）  
Ｇ２ｒ１＝前記正レンズＧ２の物体側の面の曲率半径
Ｇ２ｒ２＝前記正レンズＧ２の像側の面の曲率半径
Ｇ３ｒ１＝前記負レンズＧ３の物体側の面の曲率半径
Ｇ３ｒ２＝前記負レンズＧ３の像側の面の曲率半径
条件式（１）及び（２）は正レンズG２、負レンズＧ３の形状を規定する式である。
【００２２】
条件式（１）は正レンズG2と負レンズG3の形状の関係を表す式である。この領域の範囲内にあることで、諸収差を補正し性能のバランスを取っている。例えばG2SFが小さくなった場合、球面収差が負の方向、像面湾曲が正の方向、コマ収差が負の方向に増大する。これに対しG3SFを大きくし、球面収差を正の方向、像面湾曲を負の方向、コマ収差を正の方向へ出すことで、上記収差がキャンセルする関係となり、画面全体において良好な光学性能を達成している。この逆も同様である。
【００２３】
従って良好な光学性能を得るためには条件式（１）の位置に境界を定めるのが適当である。条件式（１）の領域から外れてしまうと、上記に列挙した収差の過補正、もしくは補正不足が発生し良好な光学性能を得ることが困難となる。
【００２４】
条件式（２）の下限値を下回ると、非点収差、球面収差、増大するため好ましくない。条件式（２）の上限値を上回ると像面湾曲、コマ収差が増大し、こちらの場合も良好な光学性能を得る事が困難となる。条件式（３）は正レンズＧ２の厚みを規定する式である。
【００２５】
条件式（３）の下限値を下回ると、コンパクト化には有利に働くが、コンパクト化のために必要な屈折力をえることができない。条件式（３）の上限値を上回ると、正レンズＧ２の光軸上の厚みが増加してしまい、小型化に不利になるため好ましくない。なおさらに好ましくは、実施の形態の効果を大きくするために条件式（１）、（１ａ）、（２ａ）、（３ａ）、を満足することが好ましい。
Ｇ３ＳＦ＞−３．５７×Ｇ２ＳＦ+３．５７  ・・・（１）
Ｇ３ＳＦ＜−３．５７×Ｇ２ＳＦ+１４．２８  ・・・（１ａ）
０．０＜Ｇ３ＳＦ＜３．５・・・（２ａ）
０．１＜ｔＧ２／ｆ＜０．５  ・・・（３ａ）
条件式（１ａ）の範囲からはずれると上記収差のキャンセル関係が崩れてしまい、良好な光学性能を得ることが困難となってしまう。なおさらに好ましくは、実施の形態の効果を大きくするために条件式（２ｂ）、を満足することが好ましい。
【００２６】
０．０＜Ｇ３ＳＦ＜１．５  ・・・（２ｂ）
また更に好ましくは以下の条件式を満足することが好ましい。
前記単焦点レンズにおいて、前記負レンズＧ１のシェイプファクターをＧ１ＳＦとするとき、
− １．１＜Ｇ１ＳＦ＜０．０  ・・・（４）
なる条件式を満足している。
【００２７】
ただし、Ｇ１ＳＦ＝（Ｇ１ｒ２+Ｇ１ｒ１）/ （Ｇ１ｒ２-Ｇ１ｒ１）
Ｇ１ｒ１＝前記負レンズＧ１の物体側の面の曲率半径
Ｇ１ｒ２＝前記負レンズＧ１の像側の面の曲率半径
条件式（４）は負レンズＧ１の形状を規定する式であり、良好な光学性能を達成するための式である。条件式（４）の下限値を下回ると、非点収差の補正が困難となるため好ましくない。条件式（４）の上限値を上回ると球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なおさらに好ましくは、実施の形態の効果を大きくするために条件式（４ａ）を満足することが好ましい。
【００２８】
− １．０３＜Ｇ１ＳＦ＜０．０  ・・・（４ａ）
また更に好ましくは以下の条件式を満足することが好ましい。
前記単焦点レンズにおいて、前記正レンズＧ２の焦点距離をｆＧ２とするとき、
０．５＜ｆＧ２/ｆ＜１．５  ・・・（５）
なる条件式を満足している。条件式（５）は正レンズＧ２のパワーに関する式である。
【００２９】
条件式（５）の下限値を下回り正レンズＧ２のパワーが強まりすぎると、球面収差、非点収差が多く発生し良好な光学性能を得ることができない。また、大口径比になるほど深度が浅くなるため、像面湾曲を良好に補正することが要求されるが、条件式（５）の下限値を下回るとペッツバール和が大きくなり、像面湾曲が発生するため好ましくない。条件式（５）の上限値を上回り正レンズＧ２のパワーが弱くなりすぎると、バックフォーカスが長くなり、レンズ系が大型化してしまうので好ましくない。なおさらに好ましくは、実施の形態の効果を大きくするために条件式（５ａ）を満足することが好ましい。
【００３０】
０．８＜ｆＧ２/ｆ＜１．３  ・・・（５ａ）
また更に好ましくは以下の条件式を満足することが望ましい。
前記単焦点レンズにおいて、前記負レンズＧ３の焦点距離をｆＧ３とするとき、
０．５＜｜ｆＧ３/ｆ｜＜１．５  ・・・（６）
なる条件式を満足している。条件式（６）は負レンズＧ３のパワーに関する式である。
【００３１】
条件式（６）の下限値を下回ると負レンズＧ３の負のパワーが強まる。このため、レンズ系全体のバックフォーカスが伸びすぎて、撮影時のレンズ全長が伸び、レンズ系全体の小型化が難しくなる。条件式（６）の上限値を上回ると負レンズＧ３の負のパワーが弱くなりすぎるため、主に球面収差・コマ収差・像面湾曲・非点収差等の補正が困難になる。
なおさらに好ましくは、実施の形態の効果を大きくするために条件式（６ａ）を満足することが好ましい。
【００３２】
０．７＜｜ｆＧ３/ｆ｜＜１．０  ・・・（６ａ）
また更に好ましくは以下の条件式を満足することが望ましい。
前記単焦点レンズにおいて、前記負レンズＧ１の焦点距離をｆＧ１とするとき、
１．１＜｜ｆＧ１/ｆ｜＜２．９  ・・・（７）
なる条件式を満足している。条件式（７）は負レンズＧ１のパワーに関する式である。
【００３３】
条件式（７）の下限値を下回ると、球面収差、像面湾曲が増大し良好な光学性能をえることが困難となる。また非点収差の補正が困難となる。条件式（７）の上限値を上回ると、レトロフォーカス型の効果が十分に発揮できず、前玉径の小型化と広画角の両立が困難となる。
【００３４】
なお更に好ましくは、実施の形態の効果を大きくするために条件式（７ａ）を満足することが好ましい。
【００３５】
１．５＜｜ｆＧ１/ｆ｜＜２．０  ・・・（７ａ）
なお更に好ましくは、実施の形態の効果を大きくするために条件式（７ｂ）を満足することが好ましい。
【００３６】
１．５＜｜ｆＧ１/ｆ｜＜１．８  ・・・（７ｂ）
また更に好ましくは以下の条件式を満足する事が望ましい。前記単焦点レンズにおいて、前記正レンズＧ４の焦点距離をｆＧ４とするとき、
０．７＜ｆＧ４/ｆ＜１．５  ・・・（８）  
なる条件式を満足している。条件式（８）は正レンズＧ４のパワーに関する式である。
【００３７】
条件式（８）の下限値を下回り正レンズＧ４のパワーが強くなりすぎると、倍率色収差の補正が困難となる。条件式（８）の上限値を上回り正レンズＧ４のパワーが弱くなりすぎると、撮像素子への軸外光束の入射角が大きくなり、色シェーディングの発生量が多くなり好ましくない。なお更に好ましくは、実施の形態の効果を大きくするために条件式（８ａ）を満足することが好ましい。
【００３８】
８５＜ｆＧ４/ｆ＜１．３  ・・・（８ａ）
また更に好ましくは以下を満足する事が望ましい。
前記単焦点レンズにおいて、前記負レンズＧ１と前記正レンズＧ２の間に開放Ｆナンバー光束を決定するＦナンバー決定部材を有している。
【００３９】
負レンズＧ１と正レンズＧ２の間にＦナンバー決定部材ＳＰを設けて、テレセントリック性の維持と小型化の両立を図っている。射出瞳を像面からできるだけ離すためにＦナンバー決定部材ＳＰを負レンズＧ１よりも物体側に配置した場合、光学性能を良好に保つのが難しくなり、またＦナンバー決定部材ＳＰがレンズ全系の外側にあるため、鏡筒を含めた光学部品としては大型化を招くことになる。また正レンズＧ２より像側に配置した場合には射出瞳を像面から十分に離すことが困難となる。更には負レンズＧ１と正レンズＧ２の間にＦナンバー決定部材を設けることで、軸外光束の光量を制御しフレアーの発生を抑制している。また更に好ましくは以下を満足する事が望ましい。
【００４０】
前記単焦点レンズにおいて、負レンズＧ１と正レンズＧ２と正レンズＧ４の少なくとも1面に非球面を有している。これにより主に球面収差、非点収差、コマ収差を良好に補正している。また更に好ましくは以下の条件式を満足することが望ましい。
【００４１】
前記単焦点レンズにおいて、前記正レンズＧ２のｄ線に対する屈折率をＮｄＧ２、前記正レンズＧ４のｄ線に対する屈折率をＮｄＧ４とするとき、
１．８４≦ＮｄＧ２  ・・・（９）
１．８２≦ＮｄＧ４ ・・・（１０）
なる条件式を双方満足している。
【００４２】
条件式（９）及び（１０）は正レンズＧ２と正レンズＧ４のｄ線に対する屈折率を規定する式である。条件式（９）及び（１０）の下限値を下回ると、ある程度のレンズのコンパクト化は達成することができるが、ペッツバール和が大きくなり、特に像面湾曲が大きく発生し、良好な光学性能を得ることが困難となってしまう。更には大口径比を達成するためにはＦナンバー決定部材に隣接する正レンズＧ２のレンズ径を大きくしなくてはならないため、球面収差が増大し良好な光学性能を得ることが困難となってしまう。
【００４３】
なお、以上の各条件式に共通して、各条件式範囲をより限定した下位の条件式の上限値のみ、又は、下限値のみをその上位の条件式の上限値あるいは下限値にして限定すうようにしても良い。また以上の条件式は任意に複数組み合わせることで、より本発明の効果を高めることができる。
【００４４】
＜数値実施例１＞
図１は、数値実施例１の単焦点レンズの断面図、図２は数値実施例１の単焦点レンズの収差図である。物体側から順に負レンズＧ１、Fナンバー光束決定部材、正レンズＧ２、負レンズＧ３、正レンズＧ４の順に構成されている。数値実施例１は開口比２．１程度、３５ｍｍ銀塩カメラ換算焦点距離で２８ｍｍ程度である。
【００４５】
＜数値実施例２＞
図３は、数値実施例２の単焦点レンズの断面図、図４は数値実施例２の単焦点レンズの収差図である。物体側から順に負レンズＧ１、Fナンバー光束決定部材、正レンズＧ２、負レンズＧ３、正レンズＧ４の順に構成されている。数値実施例２は開口比２．８程度、３５ｍｍ銀塩カメラ換算焦点距離で２８ｍｍ程度である。
【００４６】
＜数値実施例３＞
図５は、数値実施例３の単焦点レンズの断面図、図６は数値実施例３の単焦点レンズの収差図である。物体側から順に負レンズＧ１、Fナンバー光束決定部材、正レンズＧ２、負レンズＧ３、正レンズＧ４の順に構成されている。数値実施例３は開口比２．８程度、３５ｍｍ銀塩カメラ換算焦点距離で２８ｍｍ程度である。
【００４７】
＜数値実施例４＞
図７は、数値実施例４の単焦点レンズの断面図、図８は数値実施例３の単焦点レンズの収差図である。物体側から順に負レンズＧ１、Fナンバー光束決定部材、正レンズＧ２、負レンズＧ３、正レンズＧ４の順に構成されている。数値実施例４は開口比２．１程度、３５ｍｍ銀塩カメラ換算焦点距離で２８ｍｍ程度である。
【００４８】
＜数値実施例５＞
図９は、数値実施例５の単焦点レンズの断面図、図１０は数値実施例５の単焦点レンズの収差図である。物体側から順に負レンズＧ１、Fナンバー光束決定部材、正レンズＧ２、負レンズＧ３、正レンズＧ４、正レンズＧ５の順に構成されている。数値実施例５は開口比２．１程度、３５ｍｍ銀塩カメラ換算焦点距離で２８ｍｍ程度である。
【００４９】
＜数値実施例６＞
図１１は、数値実施例６の単焦点レンズの断面図、図１２は数値実施例６の単焦点レンズの収差図である。物体側から順に負レンズＧ１、Fナンバー光束決定部材、正レンズＧ２、負レンズＧ３、正レンズＧ４の順に構成されている。数値実施例６は開口比２．８程度、３５ｍｍ銀塩カメラ換算焦点距離で２８ｍｍ程度である。
【００５０】
＜数値実施例７＞
図１３は、数値実施例６の単焦点レンズの断面図、図１４は数値実施例６の単焦点レンズの収差図である。物体側から順に負レンズＧ１、Fナンバー光束決定部材、正レンズＧ２、負レンズＧ３、正レンズＧ４の順に構成されている。数値実施例７は開口比２．８程度、３５ｍｍ銀塩カメラ換算焦点距離で２８ｍｍ程度である。
【００５１】
次に、本発明の数値実施例を示す。各数値実施例において、rはレンズ面の曲率半径、ｄは次のレンズ面との間のレンズ肉厚および空気間隔、ｎd、νdはそれぞれｄ線を基準とした屈折率、アッベ数を示す。
【００５２】
非球面形状は光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、
Ｘ＝（ｈ^2 ／Ｒ）／[１+{１−(１+ｋ)(ｈ/Ｒ)^2}]^(1/2)
＋A4ｈ^4＋A6ｈ^6 ＋A8ｈ^8＋A10ｈ^10+A12h^12
で表される。
【００５３】
但し、kは円錐定数、A4、A6、A8、A10、A12は2次、4次、6次、8次、10次、12次の非球面係数、Ｒは近軸曲率半径である。又、「ｅ−００Ｘ」は「×１０−ｘ」を意味している。又、前述の各条件式と各数値実施例との関係を表１に示す。
【００５４】
［実施例１］
面データ
面番号       r        d      nd         vd       
1*       592.938    0.50   1.58313    59.4
2*         4.760    7.15
3(絞り)    ∞       1.17
4*         4.425    1.95   1.85135    40.1
5*        42.840    1.31
6         -5.773    0.50   1.94595    18.0
7         24.618    1.30   1.85135    40.1
8*        -5.914    5.82
9          ∞       0.80   1.51633    64.1
10          ∞       0.90
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K =-1.82128e+008  A 4=-8.36381e-004  A 6= 4.05254e-005  A 8=-2.90089e-006  A10= 1.75358e-007  A12=-4.00457e-009  
第2面
K =-7.06599e-002  A 4=-1.05485e-003  A 6= 4.80046e-005  A 8=-1.57561e-005  A10= 1.43962e-006  A12=-4.43794e-008  
第4面
K =-5.77179e-002  A 4= 9.43802e-004  A 6=-2.01958e-005  A 8= 2.41097e-005  A10=-2.80288e-006  A12= 2.24141e-007  
第5面
K =-4.35810e+002  A 4= 2.54674e-003  A 6=-4.17717e-005  A 8= 1.58764e-006  A10= 1.00873e-006  
第8面
K =-5.85484e+000  A 4=-8.99294e-004  A 6= 4.10372e-004  A 8=-4.08063e-005  A10= 1.05607e-005  A12=-3.78103e-007  
焦点距離       5.05  
Fナンバー      2.06  
画角          33.42  
レンズ全長    21.40  
BF             0.90  
入射瞳位置     4.14  
射出瞳位置   -12.48  
前側主点位置   7.29  
後側主点位置  -4.15  
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -8.23
2       4      5.66
3       6     -4.90
4       7      5.71
［実施例２］
面データ
面番号       r        d      nd         vd 
1*       382.570    0.50   1.58313    59.4
2*         4.796    5.96
3(絞り)    ∞       0.55
4*         3.669    1.95   1.85135    40.1
5*       326.161    0.72
6         -6.283    0.50   1.94595    18.0
7         13.021    0.18
8*        30.051    1.10   1.85135    40.1
9*        -6.865    4.81                          3.32
10          ∞       0.80   1.51633    64.1       10.00
11          ∞       0.90                         10.00
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K =-1.82128e+008  A 4=-1.68915e-003  A 6= 1.86063e-005  A 8= 5.93702e-007  A10= 1.62853e-007  A12=-9.79688e-009  
第2面
K =-1.77369e+000  A 4= 2.17857e-004  A 6=-6.47491e-005  A 8=-1.10730e-005  A10= 2.51727e-006  A12=-1.28821e-007  
第4面
K = 3.01453e-001  A 4= 5.14156e-004  A 6= 5.95075e-005  A 8= 3.07870e-005  A10=-6.39096e-006  A12= 7.24826e-007  
第5面
K =-6.64028e+005  A 4= 6.10395e-003  A 6=-1.90500e-004  A 8= 5.89677e-005  A10=-6.80509e-006  A12=-1.13093e-006  
第8面
K = 8.90308e+001  A 4= 6.75282e-003  A 6=-2.36257e-003  A 8= 1.24710e-003  A10=-4.01797e-004  A12= 2.91643e-005  
第9面
K =-1.66775e+001  A 4= 7.05381e-004  A 6= 1.58687e-003  A 8=-3.18266e-004  A10= 8.52736e-005  A12=-1.70217e-005  
焦点距離       5.15  
Fナンバー      2.06  
画角          32.91  
レンズ全長    17.69  
BF             1.43  
入射瞳位置     3.79  
射出瞳位置    -9.27  
前側主点位置   6.33  
後側主点位置  -4.25  
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -8.33
2       4      4.35
3       6     -4.42
4       8      6.66
［実施例３］
面データ
面番号       r        d      nd         vd       
1*       679.331    0.30   1.58313    59.4        
2*         4.618    2.67                          
3(絞り)    ∞       1.89                          
4*         4.202    1.30   1.85135    40.1        
5*       -30.142    1.40
6         -3.219    0.50   1.94595    18.0
7        -46.996    1.60   1.85135    40.1        
8*        -3.555    4.63
9          ∞       0.80   1.51633    64.1
10          ∞       0.90
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K =-1.81758e+008  A 4=-5.32388e-003  A 6= 3.58695e-004  A 8=-2.29636e-005  A10= 5.69002e-006  A12=-4.34376e-007  
第2面
K =-9.13991e+000  A 4= 4.92295e-003  A 6=-8.68141e-004  A 8=-7.12026e-005  A10= 5.12944e-005  A12=-4.13155e-006  
第4面
K =-5.22422e+000  A 4= 1.09032e-002  A 6=-7.01081e-004  A 8=-6.71062e-005  A10= 5.62381e-005  A12=-5.95093e-006  
第5面
K =-6.50639e+002  A 4= 4.93121e-004  A 6= 6.35896e-004  A 8=-2.82916e-004  A10= 3.96124e-005  
第8面
K =-1.06128e+000  A 4= 2.83991e-004  A 6= 1.74786e-004  A 8=-6.12989e-006  A10= 5.45490e-006  
焦点距離       5.00  
Fナンバー      2.88  
画角          33.69  
レンズ全長    15.99  
BF             0.90 
入射瞳位置     2.19  
射出瞳位置   -19.86  
前側主点位置   5.99  
後側主点位置  -4.10  
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -7.98
2       4      4.41
3       6     -3.67
4       7      4.44
［実施例４］
面データ
面番号       r        d      nd         vd       
1*       475.755    0.50   1.58313    59.4
2*         4.834    7.20
3(絞り)    ∞       0.30
4*         4.413    2.15   1.85135    40.1
5*        62.086    1.15
6         -5.067    0.50   1.94595    18.0
7         44.315    1.30   1.85135    40.1
8*        -5.173    5.61
9          ∞       0.80   1.51633    64.1
10          ∞       0.90
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K =-1.82128e+008  A 4=-9.55400e-004  A 6= 5.54836e-005  A 8=-3.29594e-006  A10= 1.42274e-007  A12=-3.21426e-009  
第2面
K = 4.62388e-001  A 4=-1.73955e-003  A 6= 4.30968e-005  A 8=-1.75100e-005  A10= 1.49372e-006  A12=-7.64961e-008  
第4面
K = 1.06689e-002  A 4= 6.97383e-004  A 6= 4.66415e-005  A 8= 6.73945e-006  A10=-7.65627e-007  A12= 7.70652e-008  
第5面
K =-1.88017e+003  A 4= 2.65354e-003  A 6=-1.65389e-005  A 8=-3.06401e-006  A10=-2.50332e-006  A12= 1.73457e-007  
第8面
K =-8.98284e+000  A 4=-5.51776e-003  A 6= 1.07259e-003  A 8=-4.40052e-005  A10=-1.19780e-005  A12= 2.53744e-006  
焦点距離       5.10  
Fナンバー      2.06  
画角          33.17  
レンズ全長    20.41  
BF             0.90  
入射瞳位置     4.19  
射出瞳位置   -11.00  
前側主点位置   7.10  
後側主点位置  -4.20  
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -8.38
2       4      5.49
3       6     -4.78
4       7      5.51
［実施例５］
面データ
面番号       r        d      nd         vd       
1*      1015.438    0.50   1.58313    59.4
2*         4.521    4.70
3(絞り)    ∞       1.96
4*         5.096    1.95   1.85135    40.1
5*       105.839    2.10
6         -4.930    0.50   1.94595    18.0
7         41.842    1.95   1.85135    40.1
8*        -5.263    0.26
9         19.677    1.50   1.88300    40.8
10        174.666    4.69
11          ∞       0.80   1.51633    64.1
12          ∞       0.90
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K =-1.82128e+008  A 4=-1.61069e-003  A 6= 5.20776e-005  A 8= 2.05514e-006  A10=-1.86436e-007  A12= 2.58426e-010  
第2面
K = 1.12501e-002  A 4=-1.94025e-003  A 6=-2.24787e-004  A 8= 3.81208e-005  A10=-2.42466e-006  
第4面
K = 1.64725e+000  A 4=-5.13558e-004  A 6=-1.51711e-004  A 8= 2.09515e-005  A10=-2.57394e-006  
第5面
K =-8.90531e+001  A 4= 2.16923e-003  A 6= 8.28818e-005  A 8=-5.30985e-007  A10= 2.85758e-006  
第8面
K =-1.28063e+000  A 4=-4.41206e-005  A 6= 6.49111e-005  A 8=-1.62450e-006  A10= 4.10362e-007  
焦点距離       5.00  
Fナンバー      2.06  
画角          33.66  
レンズ全長    21.81  
BF             0.90  
入射瞳位置     3.25  
射出瞳位置   -29.39  
前側主点位置   7.43  
後側主点位置  -4.10  
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -7.79
2       4      6.23
3       6     -4.64
4       7      5.60
5       9     25.00
［実施例６］
面データ
面番号       r        d      nd         vd       
1*      1015.438    0.50   1.58313    59.4
2*         4.521    4.70
3(絞り)    ∞       1.96
4*         5.096    1.95   1.85135    40.1
5*       105.839    2.10
6         -4.930    0.50   1.94595    18.0
7         41.842    1.95   1.85135    40.1
8*        -5.263    0.26
9         19.677    1.50   1.88300    40.8
10        174.666    4.69
11          ∞       0.80   1.51633    64.1
12          ∞       0.90
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K =-1.82128e+008  A 4=-1.61069e-003  A 6= 5.20776e-005  A 8= 2.05514e-006  A10=-1.86436e-007  A12= 2.58426e-010  
第2面
K = 1.12501e-002  A 4=-1.94025e-003  A 6=-2.24787e-004  A 8= 3.81208e-005  A10=-2.42466e-006  
第4面
K = 1.64725e+000  A 4=-5.13558e-004  A 6=-1.51711e-004  A 8= 2.09515e-005  A10=-2.57394e-006  
第5面
K =-8.90531e+001  A 4= 2.16923e-003  A 6= 8.28818e-005  A 8=-5.30985e-007  A10= 2.85758e-006  
第8面
K =-1.28063e+000  A 4=-4.41206e-005  A 6= 6.49111e-005  A 8=-1.62450e-006  A10= 4.10362e-007  
焦点距離       5.00  
Fナンバー      2.06  
画角          33.66    
レンズ全長    21.81  
BF             0.90  
入射瞳位置     3.25  
射出瞳位置   -29.39  
前側主点位置   7.43  
後側主点位置  -4.10  
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -7.79
2       4      6.23
3       6     -4.64
4       7      5.60
5       9     25.00
［実施例７］
面データ
面番号       r        d      nd         vd       
1*      -590.540    0.30   1.58313    59.4        
2*         5.027    2.11                          
3(絞り)    ∞       2.31                          
4*         6.342    1.30   2.30000    40.1
5*       -50.070    1.46
6         -3.215    0.50   1.94595    18.0
7        -47.958    1.60   1.85135    40.1
8*        -3.530    4.45
9          ∞       0.80   1.51633    64.1
10          ∞       0.90
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K =-1.81758e+008  A 4=-2.28255e-003  A 6=-7.33180e-005  A 8=-7.15428e-005  A10=-1.29145e-005  A12= 1.30542e-005  
第2面
K =-1.25396e+001  A 4= 7.84818e-003  A 6=-3.86528e-004  A 8=-4.45400e-004  A10= 6.68228e-005  A12= 3.95691e-005  
第4面
K =-1.78641e+001  A 4= 8.52628e-003  A 6=-8.63622e-004  A 8=-4.81760e-006  A10= 8.28894e-005  A12=-1.31704e-005  
第5面
K =-2.26547e+002  A 4=-6.68260e-004  A 6= 5.97302e-004  A 8=-1.35951e-004  A10= 4.36116e-005  
第8面
K =-1.08412e+000  A 4= 6.97402e-004  A 6=-2.23276e-005  A 8=-3.90358e-006  A10= 1.73158e-006  
焦点距離       5.04  
Fナンバー      2.88  
画角          33.47  
レンズ全長    15.72  
BF             0.90  
入射瞳位置     1.88  
射出瞳位置   -25.09  
前側主点位置   5.94  
後側主点位置  -4.14  
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -8.55
2       4      4.39
3       6     -3.66
4       7      4.40
5       9      0.00
【００５５】
【表１】
2015034885.tif 000003
【００５６】
各実施例の単焦点レンズはビデオカメラやデジタルカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。レンズ断面図において、左方が被写体側（前方）で、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、ｉは物体側からのレンズの順番を示し、Ｇｉは第ｉレンズである。Ｇは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線及びｇ線、ΔＭ，ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表している。ωは半画角、ＦｎｏはＦナンバーである。
【符号の説明】
【００５７】
Ｇ１…第１レンズ
Ｇ２…第２レンズ
Ｇ３…第３レンズ
Ｇ４…第４レンズ
Ｇ５…第５レンズ
ｄ…ｄ線
ｇ…ｇ線
ΔＭ…メリディオナル像面
ΔＳ…サジタル像面
ＳＰ…開放Ｆナンバー決定部材
ＩＰ…結像面
Ｇ…ＣＣＤのフォースプレートやローパスフィルター等のガラスブロック
球面収差…実線：ｄ線、２点鎖線：ｇ線
非点収差…実線：ｄ線ΔＳ、点線：ｄ線ΔＭ
歪曲…ｄ線
倍率色収差…２点鎖線：ｇ線
【図１】
2015034885.tif 000004
【図２】
2015034885.tif 000005
【図３】
2015034885.tif 000006
【図４】
2015034885.tif 000007
【図５】
2015034885.tif 000008
【図６】
2015034885.tif 000009
【図７】
2015034885.tif 000010
【図８】
2015034885.tif 000011
【図９】
2015034885.tif 000012
【図１０】
2015034885.tif 000013
【図１１】
2015034885.tif 000014
【図１２】
2015034885.tif 000015
【図１３】
2015034885.tif 000016
【図１４】
2015034885.tif 000017
【図１５】
2015034885.tif 000018