結像レンズおよびカメラおよび携帯情報端末装置
【課題】半画角：２８〜３６度程度、Ｆナンバ：２．８未満で、構成枚数が少なく、１０００万〜２０００万画素の撮像素子に対応した解像力を有する結像レンズを提供する。
【解決手段】結像レンズは、物体側から、正の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、正の第２レンズ群Ｇ２、負の第３レンズ群Ｇ３を配設してなり、第１レンズ群は、１枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、第２レンズ群は、物体側から、物体側に凹面を向けた負の第２−１レンズ、像側に凸面を向けた正の第２−２レンズ、像側に凸面を向けた正の第２−３レンズで構成される。
【解決手段】結像レンズは、物体側から、正の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、正の第２レンズ群Ｇ２、負の第３レンズ群Ｇ３を配設してなり、第１レンズ群は、１枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、第２レンズ群は、物体側から、物体側に凹面を向けた負の第２−１レンズ、像側に凸面を向けた正の第２−２レンズ、像側に凸面を向けた正の第２−３レンズで構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、結像レンズおよびカメラおよび携帯情報端末装置に関する。
この発明の結像レンズは、銀塩カメラやビデオカメラ等の撮影用レンズとして実施できるほか、デジタルカメラや携帯情報端末装置の撮影用レンズとして好適に実施できる。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラが広く普及し、種々の特徴をもつデジタルカメラが実現しているが、撮像領域の対角長が２０ｍｍ〜４５ｍｍ程度の「比較的大きな撮像素子」を使用し、高性能な単焦点の結像レンズを搭載した高画質のデジタルカメラが大きな期待を集めている。
【０００３】
デジタルカメラに対する要望としては、結像レンズが高性能で、大口径であることに加え、携帯性に優れること、即ち、小型であることに対するウエイトが高い。
【０００４】
ここで、結像レンズの高性能化という面では、少なくとも１０００万〜２０００万画素の撮像素子に対応した解像力を有し、絞り開放から、コマフレアが少なく、高コントラストで画角の周辺部まで点像の崩れが少なく、色収差が少なく「輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じない」こと、歪曲収差が極端に大きくないこと等が必要である。
【０００５】
また、結像レンズの大口径化という面では、ズームレンズを搭載した一般のデジタルカメラとの差別化の面から、少なくともＦ２．８未満の明るさが必要である。
【０００６】
結像レンズの小型化の面では、撮像素子が比較的大きく、実焦点距離が長くなるので、小さな撮像素子を用いる場合よりも、焦点距離、または、最大像高で正規化した場合に、全長がより短くなっていることが必要である。
【０００７】
また、結像レンズの画角については、ある程度の広角を望むユーザが多く、半画角は２８度以上であることが望ましい。半画角：２８度は、３５ｍｍ銀塩カメラ（いわゆるライカ版）換算の焦点距離で約４１ｍｍに相当する。
【０００８】
デジタルカメラに用いる広角単焦点の結像レンズの構成としては「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所謂レトロフォーカスタイプ」を挙げることができる。
【０００９】
各画素に色フィルタやマイクロレンズを有するエリアセンサを用いることから、結像レンズの射出瞳位置をなるべく像面から遠ざけ、周辺光束が撮像面（受光素子の配列面）に対して「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。
【００１０】
しかし、レトロフォーカスタイプは、最も物体側の面から像面までの距離である「レンズ全長」が大きくなり易く、デジタルカメラの小型化の面では不利である。
【００１１】
近来、オンチップマイクロレンズの改良や最適化、画像処理の進歩等により、撮像領域の対角長が２０ｍｍ〜４５ｍｍ程度の比較的大きい撮像素子においては、周辺光束の撮像面に対する入射角に対する許容度が大きくなりつつある。
【００１２】
具体的には、結像レンズの最大像高において「主光線とレンズ光軸とのなす角」が３０度程度まで、十分に許容できるシステムを構築可能である。従って、擦像面への周辺光束の垂直入射には以前ほど拘る必要がなく、結像レンズとして「より小型化に適したレンズタイプ」が選択できる。
【００１３】
レトロフォーカスタイプよりも小型化に適したレンズタイプとして、略対称型や「像側に負の屈折力のレンズ群を配設したテレフォトタイプ」を挙げることができる。
【００１４】
これらのタイプの結像レンズを開示するものとして、例えば、特許文献１〜５を挙げることができる。
【００１５】
特開文献１に開示された結像レンズは、銀塩コンパクトカメラに多く用いられる４群４枚構成テレフォトタイプで、小型ではあるが像面湾曲や非点収差が大きく、性能的に十分と言い難い。
【００１６】
特許文献２、３に開示された結像レンズは、小型で高い結像性能を有するが、最大像高において主光線と光軸とのなす角が３５度を超えており、デジタルカメラに用いるには問題なしとしない。
【００１７】
特許文献４に開示された結像レンズは、大口径ではあるが構成レンズ枚数が多く、コスト高でありデジタルカメラの小型化の面で難なしとしない。
【００１８】
特許文献５に開示された結像レンズは、焦点距離に比べて全長が大きく，小型化の面で課題がある。
【００１９】
また、特許文献３、４、５に開示された結像レンズは、レンズ系の内部に比較的広い空気間隔がなく、バックフォーカスもそれほど確保されていないため、沈胴機構を用いても薄型に収納することができず、カメラ携帯時の小型化の面でも難がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、半画角が２８〜３６度程度と広角で、Ｆナンバが２．８未満と大口径でありながら十分に小型で、構成枚数が少なく低コストで実現でき、各種収差が十分に低減されて１０００万〜２０００万画素の撮像素子に対応した解像力を有するデジタルカメラに適した高性能の結像レンズの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明の結像レンズは、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、開口絞り、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群を配設してなり、第１レンズ群は、１枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、第２レンズ群は、物体側から像側へ向かって順に、物体側に凹面を向けた負の第２−１レンズ、像側に凸面を向けた正の第２−２レンズ、像側に凸面を向けた正の第２−３レンズで構成され、第３レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズで構成され、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：fと、第１レンズ群の最も物体側の面から像面までの距離：Lとの比：L/f、最大像高：Y’と上記焦点距離：fとの比：Y’/fとが、それぞれ、
1.2 < L/f < 2.0 （２）
0.50 < Y’/f < 0.80 （３）
の範囲にある結像レンズであって、第１レンズ群の焦点距離：f1G、上記焦点距離：fが、条件：
（１） 1.0 < f1G/f < 2.0
を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、半画角が２８〜３６度程度と広角で、Ｆナンバが２．８未満と大口径でありながら十分に小型で、構成枚数が少なく低コストで実現でき、各種収差が十分に低減されて１０００万〜２０００万画素の撮像素子に対応した解像力を有するデジタルカメラに適した高性能の結像レンズを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１の結像レンズの構成を示す断面図である。
【図２】実施例２の結像レンズの構成を示す断面図である。
【図３】実施例３の結像レンズの構成を示す断面図である。
【図４】実施例４の結像レンズの構成を示す断面図である。
【図５】実施例５の結像レンズの構成を示す断面図である。
【図６】実施例６の結像レンズの構成を示す断面図である。
【図７】実施例７の結像レンズの構成を示す断面図である。
【図８】実施例１の結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図９】実施例１の結像レンズが−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１０】実施例２の結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１１】実施例２の結像レンズが−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１２】実施例３の結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１３】実施例３の結像レンズが−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１４】実施例４の結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１５】実施例４の結像レンズが−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１６】実施例５の結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１７】実施例５の結像レンズが−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１８】実施例６の結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１９】実施例６の結像レンズが−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図２０】実施例７の結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図２１】実施例７の結像レンズが−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図２２】携帯情報端末装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図２３】携帯情報端末装置のシステムを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
実施の形態を説明する。
図１〜図７に、結像レンズの実施の形態例を７例示す。これらの形態例の結像レンズは、上記順序で後述の実施例１〜７に対応する。
【００２５】
繁雑を避けるため、図１〜図７において符号を共通化する。図１〜図７において、図の左方が物体側、右方が像側である。
【００２６】
図１〜図７の結像レンズは何れも、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、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３を配設してなる。
【００２７】
第１レンズ群Ｇ１は「１枚の正レンズと１枚の負レンズ」を有し、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、物体側に凹面を向けた負の第２−１レンズ、像側に凸面を向けた正の第２−２レンズ、像側に凸面を向けた正の第２−３レンズで構成される。
【００２８】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた負レンズで構成される。
【００２９】
これら結像レンズは、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：fと、第１レンズ群の最も物体側の面から像面までの距離：Lとの比：L/f、最大像高：Y’と上記焦点距離：fとの比：Y’/fとが、それぞれ、
1.2 < L/f < 2.0 （２）
0.50 < Y’/f < 0.80 （３）
の範囲にある。
【００３０】
また、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離：f1G、上記焦点距離：fが、条件：
（１） 1.0 < f1G/f < 2.0
を満足する。
【００３１】
図１〜図７に実施の形態を示す結像レンズは、撮像領域の対角長が２０ｍｍ〜４５ｍｍ程度の「比較的大きな撮像素子」に対して使用することが想定されており、図１〜図７において、符号Ｆで示すのは、撮像素子とともに用いられる光学ローパスフィルタ・赤外線カットフィルタ等の各種フィルタや、撮像素子のカバーガラス（シールガラス）等を一まとめにして、これらと光学的に等価な１枚の透明平行平板として表したものである。
【００３２】
また、符号Ｉｍは「像面」を表し、撮像素子の擦像面に合致する。これらの結像レンズを銀塩カメラに用いる場合であれば像面Ｉｍはフィルム面に合致し、その場合には、フィルタ類Ｆは用いられない。
【００３３】
この発明の結像レンズは、最も像側に負のパワー（第３レンズ群Ｇ３）を配置し、全体の構成を所謂テレフォトタイプに近付けることにより、レンズ全長を短縮して小型化を図ろうとするものである。
【００３４】
そして、上記の如き構成により、周辺光束の像面Ｉｍへの入射角：３０度程度以下を実現し、小型化と高性能化を両立させる。
【００３５】
即ち、テレフォトタイプの特性を持たせるため、最も像側に負の第３レンズ群Ｇ３を配し、レンズ全長の短縮に有利な構成としている。
その上で、最も物体側に配置される正の第１レンズ群Ｇ１は「負レンズを含む構成」とし、第１レンズ群Ｇ１に含まれる負のパワーと、第３レンズ群の負のパワーをバランスさせ、コマ収差や倍率色収差、歪曲収差の補正を容易としている。
【００３６】
第２レンズ群Ｇ２を構成する３枚のレンズは、第１レンズ群Ｇ１との組み合わせで「逆エルノスタータイプ」もしくは「ガウスタイプ」に近い構成とし、Ｆ２．８未満という大口径においても球面収差・コマ収差を良好に補正することが可能となっている。
【００３７】
また、レンズ系の中で比較的物体側となる「第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間」に開口絞りＳを設けることにより、像面Ｉｍから射出瞳までの距離を調整し、周辺光束の像面Ｉｍへの入射角度が大きくなり過ぎることを防止している。
より具体的には、第２レンズ群Ｇ２の、第２−１レンズの物体側面・第２−３レンズの像側面を「開口絞りＳに対して略コンセントリックな形状」とし、コマ収差の発生を抑えると共に、第２レンズ群Ｇ２の像側の２枚の正レンズの正の屈折力により、射出瞳位置を像面Ｉｍから遠ざけている。
【００３８】
上記実施の形態の結像レンズでは、さらに、第２レンズ群Ｇ３と第３レンズ群Ｇ３とを、比較的広い空気間隔を介して配置する構成とすることにより、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２が果たす「結像群としての役割」と、リアコンバータとフィールドフラットナーの機能を併せ持つような第３レンズ群Ｇ３の役割をある程度明確に分離し、これらの役割が適切に果たされるようにした。
【００３９】
このような構成により、第１レンズ群Ｇ１・第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間で、必要以上に大きな収差のやり取りが行われないようにもなっている。
その結果、不使用時には第２レンズ群Ｇ３と第３レンズ群Ｇ３の間隔を短縮して薄型に収納することが可能となり、カメラの小型化に適したものとなっている。
【００４０】
このような構成は、小型化のため、レンズ系の「最も物体側の面から像面までの距離」を小さく設計したり、レンズ系の「最も物体側の面から最も像側の面までの距離」を小さく設計したりする場合に比して、収差補正が容易になり、構成レンズ枚数の低減や非球面数の低減、製造誤差感度の低減につながっている。
【００４１】
条件（１）は、周辺光束の像面Ｉｍへの入射角度を３０度程度以下に抑えながら、十分な小型化・高性能化を達成するための条件である。
【００４２】
条件（１）のパラメータが下限値を超えると、開口絞りＳよりも物体側の正の屈折力が強まり、開口絞りＳよりも像側の正の屈折力が弱くなり、十分な射出瞳距離の確保が困難となり、周辺光束の像面への入射角度を３０度程度以下に抑えるのが困難となる。
【００４３】
条件（１）のパラメータが上限値を超えると、開口絞りＳよりも像側の正の屈折力が、開口絞りＳよりも物体側の正の屈折力に対して相対的に強くなり、射出瞳距離が像面Ｉｍから必要以上に遠ざけられ、小型化が困難になり、また、例えばマイナスの歪曲収差が発生し易くなるなどの副作用がある。
【００４４】
なお、条件（１）のパラメータ：f1G/fは、より好ましくは、条件（１）よりもやや狭い、以下の条件：
（１Ａ） 1.1 < f1G/f < 1.8
を満足するのが良い。
【００４５】
このように、この発明の結像レンズは、各部の構成が目的に対して最適化され、総合的に従来にはない効果を生じて「広角・大口径・小型・低コスト・高性能」を併せて実現できる。
【００４６】
この発明の結像レンズは、上記の如く、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：fと、第１レンズ群の最も物体側の面から像面までの距離：Lとの比：L/f、最大像高：Y’と上記焦点距離：fとの比：Y’/fとが、それぞれ、
1.2 < L/f < 2.0 （２）
0.50 < Y’/f < 0.80 （３）
の範囲にある。
【００４７】
レンズ全長：Ｌと焦点距離：ｆの比：L/fが（２）の範囲内にあることにより、上記構成による効果（広角・大口径・小型・低コスト・高性能）が最も良く発揮される。
【００４８】
また、最大像高：Ｙ’と焦点距離の比：Y’/f（半画角）が（３）の範囲内にあることにより、上記構成による効果（広角・大口径・小型・低コスト・高性能）が最も良く発揮される。
【００４９】
また、実施の各形態の結像レンズは、コマ収差および非点収差をより良好に補正するため、第２レンズＧ２の第２−３レンズに「周辺部ほど正の屈折力が弱まるような形状の非球面」を用いている。
【００５０】
この発明の結像レンズは、高性能化・小型化を「より高い次元でバランスさせる」ため、上記条件（１）とともに、以下の条件の１以上を同時に満足するのが良い。
【００５１】
（４） 0.15 < D2G-3G/T < 0.55
（５） -2.5 < f3G/f < -1.0
（６） -2.5 < RL2-1F/D1G-2G < -0.8
（７） 0.25 < LS-A/LS-I < 0.55 。
【００５２】
これら条件（４）〜（７）において、「D2G-3G」は、無限遠物体に合焦した状態における第２レンズ群Ｇ２の最も像側の面から第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の面までの距離であり、「T」は、第１レンズ群の最も物体側の面から第３レンズ群の最も像側の面までの距離である。
【００５３】
また、「f」は、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離、「f3G」は、第３レンズ群の焦点距離、「RL2-1F」は、第２レンズ群の第２−１レンズの物体側面の曲率半径、「D1G-2G」は、第１レンズ群の最も像側の面から第２レンズの最も物体側の面までの距離である。
【００５４】
また、「LS-A」は、第２レンズ群Ｇ２の第２−３レンズに採用された「周辺部ほど正の屈折力が弱まるような形状の非球面」の開口絞りからの距離、「LS-I」は、開口絞りＳから像面Ｉｍまでの距離である。
【００５５】
これらの条件の結像レンズに対する技術的意義を以下に説明する。
【００５６】
条件（４）のパラメータが、下限値を超えると、第３レンズ群Ｇ３が第２レンズ群Ｇ２に近付きすぎ、第３レンズ群のフィールドフラットナーとしての働きが弱くなり、像面湾曲の十分な抑制が難しくなる。また、不使用時に「第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔を短縮して薄型に収納する」効果が十分に得られない。
【００５７】
条件（４）のパラメータが、上限値を超えると、結像群としての第１レンズ群Ｇ１・第２レンズ群Ｇ２が「十分な厚み」を有することができず、各種収差の良好な補正が困難になる。
【００５８】
条件（５）のパラメータが下限値を超えると、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が過小となり、テレフォトタイプとしての特性が弱くなって「レンズ全長の短縮」が困難になる。また第３レンズ群Ｇ３の「フィールドフラットナーとしての働き」が弱まり、像面湾曲が補正不足となりやすい。
【００５９】
条件（５）のパラメータが上限値を超えると、第３レンズ群の屈折力が過大となり、像面湾曲が補正過剰となり易く、コマ収差も発生し易い。
【００６０】
条件（６）のパラメータが下限値を超えると、内向性のコマ収差が発生しやすくなり、上限を超えると、外向性のコマ収差が発生しやすくなる。
【００６１】
条件（７）のパラメータが下限値を超えると、第２レンズＧ２の第２−３レンズに用いられた非球面が開口絞りＳに近付きすぎ、中心部と周辺部の光束があまり分離していない状態となり、非点収差補正の効果が得られ難くなる。
【００６２】
条件（７）のパラメータが上限値を超えると、上記非球面が開口絞りＳから遠くなりすぎ、非球面に入射する光束が十分な径を有さない状態となり、コマ収差補正の効果が得られ難くなる。
【００６３】
上記実施の各形態の結像レンズでは、第１レンズ群は、物体側から像側に向かって順に、物体側に凹面を向けた負の第１−１レンズ、両側が凸面である正の第１−２レンズで構成されている。
【００６４】
第１レンズ群Ｇ１の最も物体側を負レンズとすることで、負の第３レンズ群との対象性がより良好になり、コマ収差や倍率色収差の補正が容易となる。さらに、第１レンズの物体側を凹面とすることにより、コマ収差や倍率色収差と球面収差をバランス良く補正することが可能となる。
【００６５】
近距離物体への合焦は、「レンズ系全体の移動」あるいは「第１レンズ群・第２レンズ群のみの一体的な移動」、さらには「第２レンズ群のみの移動」によって行うことができる。
【００６６】
近距離物体への合焦は「レンズ系全体を移動させる」ことによって可能であるが、「第１レンズ群Ｇ１・第２レンズ群Ｇ２のみを一体的に物体側へ移動」させて「無限遠物体から近距離物体への合焦」を行うようにすれば、レンズ系全体を移動させる場合に比して、鏡枠を「光軸方向の長さ・径ともにより小さく」でき、移動機構の小型化も図ることが可能となる。
【００６７】
また、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を短縮して「薄型に収納」する機構を設ける場合、この機構と合焦用の機構との共通化も考えられ矛盾しない。
【００６８】
この発明の結像レンズは、先述のように「第１レンズ群Ｇ１・第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間で必要以上に大きな収差のやり取りが行われない」ようになっているため、第１レンズ群Ｇ１・第２レンズ群Ｇ２のみを一体に移動させた場合にも収差の変動が少なく、十分な結像性能を維持できる。
【００６９】
無限遠物体から近距離物体への合焦はまた、第２レンズ群Ｇ２のみの移動によって行うこともできる。第２レンズ群Ｇ２のみの移動によって合焦を行えば、第３レンズ群Ｇ３や第１レンズ群Ｇ１を、合焦時に固定できるのみならず、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に配置されることになるシャッタユニットをも合焦時に固定とすることができるので「移動部分の重量」を大幅に減少させることができ、オートフォーカスの高速化や静穏化に有利となる。
【００７０】
この発明の結像レンズは、第１レンズ群Ｇ１を、正レンズ・負レンズの双方が含まれる構成とすることにより、第２レンズ群Ｇ２のみを物体側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う際の収差変動を抑えることが可能となっている。
【００７１】
後述する各実施例の結像レンズでは、３枚の正レンズ（第１レンズ群Ｇ１の正レンズ、第２レンズ群Ｇ２の第２−２レンズ・第２−３レンズ）は、以下の条件：
（８） 1.75 < ndpa < 1.95
（９） 35.0 < νdpa < 50.0 。
を満足している。
【００７２】
「ndpa」は、３枚の正レンズの屈折率の平均値、「νdpa」は、３枚の正レンズのアッベ数の平均値を表す。
【００７３】
結像作用を担う上記３枚の正レンズを、条件（８）、（９）の双方を満足する「高屈折率・低分散の材料」で構成することにより、像面湾曲の低減と色収差の低減を高いレベルで両立させることができる。
【００７４】
各実施例の結像レンズとも、第２−１レンズと第２−２レンズは「互いに接合」されている。第２−１レンズと第２−２レンズの各面では、最終的な収差量の低減のため、収差が大きくやり取りされているため「製造誤差感度が高くなりがち」である。
【００７５】
これら２枚のレンズを互いに接合することにより、実質的な製造誤差感度が低減され、安定した性能を得やすくなり、実際にレンズを保持する鏡筒の部品削減にもつながる。
【００７６】
より良好な収差補正のためには、第１レンズ群Ｇ１に非球面を設けることが望ましく、特に大口径化に伴って増大する球面収差やコマ収差の補正に効果があり、実施例３、５、７を除く実施例では、結像レンズの第１レンズ群Ｇ１に非球面を採用している。
【００７７】
結像レンズの具体的な実施例を示す前に、図２２、図２３を参照して、携帯情報端末装置の実施の形態を説明する。
【００７８】
図２３に示すように、携帯情報端末装置３０は、撮影レンズ３１と、「撮像素子」である受光素子（エリアセンサ）４５を有し、撮影レンズ３１によって形成される撮影対象物の像を受光素子４５によって読み取るように構成されている。この撮影レンズとして、請求項１〜請求項８の任意の１に記載の結像レンズ、より具体的には、後述の実施例１〜７の何れかの結像レンズを用いる。
【００７９】
受光素子４５からの出力は中央演算装置４０の制御を受ける信号処理装置４２によって処理され「デジタル情報」に変換される。
【００８０】
信号処理装置４２によってデジタル化された画像情報は、中央演算装置４０の制御を受ける画像処理装置４１において所定の画像処理を受けた後、半導体メモリ４４に記録される。
【００８１】
液晶モニタ３８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４４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４４に記録した画像は通信カード等４３を使用して外部へ送信することも可能である。
【００８２】
「結像レンズ」である撮影レンズ３１は、カメラの携帯時には図２２（ａ）に示すように沈胴状態にあり，ユーザが電源スイッチ３６を操作して電源を入れると、図２２（ｂ）に示すように鏡胴が繰り出される。
【００８３】
シャッタボタン３５の半押しによりフォーカシングがなされる。
フォーカシングは、第１レンズ群・第２レンズ群のみの一体移動、第２レンズ群のみの移動のいずれかによって行うことができる。このとき、ファインダ３３も連動して合焦動作が行なわれる。
【００８４】
シャッタボタン３５をさらに押し込むと撮影がなされ、上述の処理が実行される。
【００８５】
半導体メモリ４４に記録した画像を液晶モニタ３８に表示したり、通信カード等４４を使用して外部へ送信したりする際は、操作ボタン３７を使用する。
半導体メモリおよび通信カード等は、それぞれ専用または汎用のスロット３９Ａ、３９Ｂに挿入して使用される。
【００８６】
なお、撮影レンズ３１が沈胴状態にあるとき、結像レンズの各レンズ群Ｇ１〜Ｇ３は必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。例えば、第２レンズ群Ｇ２が光軸上から退避し、第１レンズ群と並列に収納されるような機構とすれば、携帯情報端末装置のさらなる薄型化を実現できる。
【００８７】
なお、携帯情報端末装置における上記通信機能部を除いた部分は「カメラ機能部」であり、このカメラ機能部を独立したカメラとして構成できることは言うまでもない。
【００８８】
上記の如く、上に説明した携帯情報端末装置には、カメラ機能部の結像レンズとして、以下に挙げる実施例１〜７の任意のものを使用でき、１０００万〜２０００万画素クラスの撮像素子を使用した高画質で小型のカメラや携帯情報端末装置を実現できる。
【実施例】
【００８９】
以下に、この発明の結像レンズの具体的な実施例を７例挙げる。
【００９０】
これら全ての実施例において、最大像高：Y’は１４．２ｍｍである。
【００９１】
近距離物体への合焦は、実施例１では「レンズ系全体の移動」により行なわれ、実施例２、３では「第１レンズ群・第２レンズ群のみの一体移動」により行なわれ、実施例４〜７では「第２レンズ群のみの移動」により行なわれる。
【００９２】
前述の如く、各実施例において、第２レンズ群Ｇ３の像面側に配設される平行平板Ｆ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、光学的にこれらに等価な１枚の平行平板として代表させたものである。
【００９３】
平行平板Ｆは、その像側面が「結像面から物体側に約０．５ｍｍの位置」となるよう配設してあるが、もちろんこれに限定されるものではない。
【００９４】
各実施例における記号の意味は以下の通りである。
f ：全系の焦点距離
F ：Fナンバ
ω ：半画角
R ：曲率半径
D ：面間隔
Nd ：屈折率
νd：アッベ数
Pg,F ：部分分散比[Pg,F=(ng-nF)/(nF-nC)]
K ：非球面の円錐定数
A4 ：4次の非球面係数
A6 ：6次の非球面係数
A8 ：8次の非球面係数
A10 ：10次の非球面係数 。
【００９５】
非球面：Xは、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）：C、光軸からの高さ：H、上記円錐定数：K、非球面係数：A4〜A10を用い、周知の次式：
X=CH2/[1+√{(1-(1+K)C2H2)}]
++A4・H4+A6・H6+A8・H8+A10・H10
で表す。なお、長さの次元を持つ量の単位は、「ｍｍ」である。
【００９６】
「実施例１」
f = 22.99，F = 2.55，ω = 32.4
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01* -19.075 1.00 1.68893 31.08 0.5986 OHARA L-TIM28
02 47.506 0.10
03 18.926 2.16 1.88300 40.76 0.5667 OHARA S-LAH58
04 -23.061 0.80
05 絞り 4.79
06 -8.544 0.82 1.69895 30.13 0.6030 OHARA S-TIM35
07 28.214 2.56 1.83481 42.71 0.5648 OHARA S-LAH55V
08 -20.938 0.10
09 -138.070 2.76 1.74320 49.29 0.5529 OHARA L-LAM60
10* -12.915 8.72
11 -11.296 1.20 1.51742 52.43 0.5564 OHARA S-NSL36
12 -22.532 可変(A)
13 ∞ 1.30 1.51680 64.20 各種フィルタ
14 ∞ 。
【００９７】
「非球面データ」
非球面は上において「＊印」を付した面である。
以下の実施例においても同様である。
【００９８】
非球面：第1面
K = 0.0，A4 = -5.83484×10-5，A6 = -2.17156×10-7，A8 = 5.68288×10-9，
A10 = -1.59389×10-10
非球面：第10面
K = 0.0，A4 = 5.68159×10-5，A6 = 2.68561×10-7，A8 = -3.11147×10-10，
A10 = 2.28609×10-11 。
【００９９】
上の非球面データの表記において、例えば「-3.11147×10-10」は「-3.11147×10-10」を意味する。以下の実施例においても同様である。
【０１００】
「可変間隔」
無限遠 -1/20倍
A 7.379 8.528 。
【０１０１】
「条件のパラメータの値」
[1] f1G / f = 1.20
[2] L / f = 1.49
[3] Y’ / f = 0.617
[4] D2G-3G / T = 0.349
[5] f3G / f = -1.98
[6] RL2-1F / D1G-2G = -1.53
[7] LS-A / LS-I = 0.366（第10面）
[8] ndpa = 1.820
[9] νdpa = 44.3 。
【０１０２】
「実施例２」
f = 26.10，F = 2.55，ω = 28.4
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01* -23.106 1.00 1.68893 31.16 0.6037 HOYA M-FD80
02 38.954 0.10
03 19.400 2.49 1.88300 40.80 0.5654 HOYA TAFD30
04 -25.409 0.80
05 絞り 4.02
06 -10.106 0.80 1.69895 30.05 0.6028 HOYA E-FD15
07 40.833 3.15 1.83481 42.72 0.5653 HOYA TAFD5F
08 -14.427 0.10
09 -30.482 2.00 1.74330 49.33 0.5527 HOYA M-NBF1
10* -18.907 可変(A)
11 -13.992 1.20 1.58144 40.89 0.5767 HOYA E-FL5
12 -24.992 4.603
13 ∞ 1.30 1.51680 64.20 各種フィルタ
14 ∞ 。
【０１０３】
「非球面データ」
非球面：第1面
K = 0.0，A4 = -5.18356×10-5，A6 = -7.05306×10-8
非球面：第10面
K = 0.0，A4 = 3.82341×10-5，A6 = 2.11800×10-7，A8 = -1.03464×10-09，
A10 = 3.68428×10-11 。
【０１０４】
「可変間隔」
無限遠 -1/20倍
A 14.760 15.771 。
【０１０５】
「条件のパラメータの数値」
[1] f1G / f = 1.12
[2] L / f = 1.41
[3] Y’ / f = 0.544
[3] D2G-3G / T = 0.485
[4] f3G / f = -2.18
[5] RL2-1F / D1G-2G = -2.10
[7] LS-A / LS-I = 0.310（第10面）
[8] ndpa = 1.820
[9] νdpa = 44.3 。
【０１０６】
「実施例３」
f = 22.91，F = 2.54，ω = 32.8
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01 -22.825 1.00 1.54814 45.79 0.6037 OHARA S-TIL1
02 128.528 0.10
03 24.038 1.74 1.88300 40.76 0.5654 OHARA S-LAH58
04 -42.601 1.80
05 絞り 2.80
06 -9.970 0.80 1.80518 25.42 0.6028 OHARA STIH6
07 25.828 2.73 1.88300 40.76 0.5653 OHARA S-LAH58
08 -25.828 0.10
09 188.729 3.29 1.85400 40.39 0.5527 OHARA L-LAH85
10* -15.128 可変(A)
11 -11.423 1.20 1.48749 70.23 0.5767 OHARA S-FSL5
12 -23.668 6.305
13 ∞ 1.30 1.51680 64.20 各種フィルタ
14 ∞ 。
【０１０７】
「非球面データ」
非球面：第10面
K = 0.0，A4 = 4.74266×10-5，A6 = 3.92946×10-8，A8 = 7.09415×10-10，
A10 = 0.0 。
【０１０８】
「可変間隔」
無限遠 -1/20倍
A 11.150 11.948 。
【０１０９】
「条件のパラメータの数値」
[1] f1G / f = 1.46
[2] L / f = 1.52
[3] Y’ / f = 0.620
[4] D2G-3G / T = 0.417
[5] f3G / f = -2.04
[6] RL2-1F / D1G-2G = -2.17
[7] LS-A / LS-I = 0.322（第10面）
[8] ndpa = 1.873
[9] νdpa = 40.6 。
【０１１０】
「実施例４」
f = 23.26，F = 2.56，ω = 31.4
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01* -18.948 1.00 1.68893 31.08 0.5986 OHARA L-TIM28
02 96.383 0.10
03 24.229 2.37 1.80400 46.58 0.5573 OHARA S-LAH65V
04 -20.250 0.80
05 絞り 可変(A)
06 -7.930 0.80 1.80518 25.42 0.6161 OHARA S-TIH6
07 -16.084 2.33 1.83481 42.73 0.5648 OHARA S-LAH55V
08 -11.821 0.10
09* -164.938 4.27 1.77387 47.25 0.5557 HIKARI Q-LASFH11S
10* -12.872 可変(B)
11 -25.000 1.20 1.72825 28.46 0.6077 OHARA S-TIH10
12 89.277 8.733
13 ∞ 1.30 1.51680 64.20 各種フィルタ
14 ∞ 。
【０１１１】
「非球面データ」
非球面：第1面
K = 0.0，A4 = -6.15654×10-5，A6 = -1.57995×10-7
非球面：第9面
K = 0.0，A4 = -4.76612×10-5，A6 = -2.34660×10-8
非球面：第10面
K = 0.0，A4 = 3.75758×10-5，A6 = -4.46993×10-9，A8 = 6.35129×10-10，
A10 = 5.69985×10-12 。
【０１１２】
「可変間隔」
無限遠 -1/20倍
A 6.370 5.570
B 6.930 7.730 。
【０１１３】
「条件のパラメータの数値」
[1] f1G / f = 1.34
[2] L / f = 1.56
[3] Y’ / f = 0.604
[4] D2G-3G / T = 0.264
[5] f3G / f = -1.13
[6] RL2-1F / D1G-2G = -1.11
[7] LS-A / LS-I = 0.295（第9面），0.426（第10面）
[8] ndpa = 1.804
[9] νdpa = 46.5 。
【０１１４】
「実施例５」
f = 25.99，F = 2.52，ω = 28.4
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01 -20.460 1.00 1.84666 23.78 0.6205 OHARA S-TIH53
02 -34.633 0.10
03 40.206 1.80 1.83481 42.73 0.5648 OHARA S-LAH55V
04 -39.614 0.80
05 絞り 可変(A)
06 -8.916 0.80 1.84666 23.78 0.6205 OHARA S-TIH53
07 -18.582 2.52 1.83481 42.73 0.5648 OHARA S-LAH55V
08 -12.717 0.10
09* -75.513 4.08 1.76802 49.24 0.5515 HOYA M-TAF101
10* -14.443 可変(B)
11 -21.472 1.20 1.67270 32.10 0.5988 OHARA S-TIM25
12 -262.187 5.968
13 ∞ 1.30 1.51680 64.20 各種フィルタ
14 ∞ 。
【０１１５】
「非球面データ」
非球面：第9面
K = 0.0，A4 = -4.33144×10-5，A6 = -1.36141×10-7
非球面：第10面
K = 0.0，A4 = 1.05866×10-5，A6 = -1.55438×10-7，A8 = 9.20122×10-10，
A10 = -5.96068×10-12 。
【０１１６】
「可変間隔」
無限遠 -1/20倍
A 7.520 6.325
B 12.200 13.395 。
【０１１７】
「条件のパラメータの数値」
[1] f1G / f = 1.46
[2] L / f = 1.53
[3] Y’ / f = 0.546
[4] D2G-3G / T = 0.380
[5] f3G / f = -1.34
[6] RL2-1F / D1G-2G = -1.07
[7] LS-A / LS-I = 0.302（第9面），0.415（第10面）
[8] ndpa = 1.813
[9] νdpa = 44.9 。
【０１１８】
「実施例６」
f = 20.10，F = 2.54，ω = 36.1
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01* -20.547 1.00 1.68893 31.08 0.5986 OHARA L-TIM28
02 16.685 0.10
03 14.700 3.26 1.88300 40.76 0.5667 OHARA S-LAH58
04 -20.208 0.80
05 絞り 可変(A)
06 -7.082 0.80 1.80518 25.42 0.6161 OHARA S-TIH6
07 -14.315 2.36 1.83481 42.73 0.5648 OHARA S-LAH55V
08 -10.355 0.10
09* 157.913 4.24 1.76802 49.24 0.5515 HOYA M-TAF101
10* -12.974 可変(B)
11 -51.425 1.20 1.80518 25.42 0.6161 OHARA S-TIH6
12 35.986 9.493
13 ∞ 1.30 1.51680 64.20 各種フィルタ
14 ∞ 。
【０１１９】
「非球面データ」
非球面：第1面
K = 0.0，A4 = -8.83260×10-5
非球面：第9面
K = 0.0，A4 = -4.00728×10-5，A6 = 3.43374×10-7
非球面：第10面
K = 0.0，A4 = 6.73758×10-5，A6 = 4.72131×10-8，A8 = 4.16784×10-9，
A10 = 2.65080×10-12 。
【０１２０】
「可変間隔」
無限遠 -1/20倍
A 5.380 4.771
B 4.910 5.519 。
【０１２１】
「条件のパラメータの数値」
[1] f1G / f = 1.55
[2] L / f = 1.76
[3] Y’ / f = 0.706
[4] D2G-3G / T = 0.203
[5] f3G / f = -1.30
[6] RL2-1F / D1G-2G = -1.15
[7] LS-A / LS-I = 0.285（第9面），0.425（第10面）
[8] ndpa = 1.829
[9] νdpa = 44.2 。
【０１２２】
「実施例７」
f = 24.32，F = 2.56，ω = 29.9
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01 16.012 2.21 1.83481 42.73 0.5648 OHARA S-LAH55V
02 58.755 0.10
03 30.000 1.00 1.76182 26.52 0.6136 OHARA S-TIH14
04 17.641 2.33
05 絞り 可変(A)
06 -8.283 0.80 1.78472 25.68 0.6047 OHARA S-TIH1
07 -316.712 3.53 1.83481 42.73 0.5648 OHARA S-LAH55V
08 -12.052 0.10
09 49.353 3.93 1.77030 47.40 0.5562 OHARA L-LAH87
10* -19.171 可変(B)
11 -24.105 1.20 1.51633 64.14 0.5353 OHARA S-BSL7
12 53.350 10.009
13 ∞ 1.30 1.51680 64.20 各種フィルタ
14 ∞ 。
【０１２３】
「非球面データ」
非球面：第10面
K = 0.38160，A4 = 5.23082×10-5，A6 = 4.17604×10-8，A8 = 9.28720×10-10，
A10 = -6.57988×10-12 。
【０１２４】
「可変間隔」
無限遠 -1/20倍
A 5.090 4.323
B 4.720 5.487 。
【０１２５】
「条件のパラメータの数値」
[1] f1G / f = 1.73
[2] L / f = 1.51
[3] Y’ / f = 0.584
[4] D2G-3G / T = 0.189
[5] f3G / f = -1.32
[6] RL2-1F / D1G-2G = -1.12
[7] LS-A / LS-I = 0.431（第10面）
[8] ndpa = 1.813
[9] νdpa = 44.3 。
【０１２６】
図８に、実施例１の結像レンズが「無限遠物体に合焦した状態」における収差曲線図を示し、図９に、実施例１の結像レンズが「−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態」における収差曲線図を示す。
【０１２７】
球面収差の図中の破線は正弦条件を表す。非点収差の図中の実線はサジタル、破線はメリディオナルを表す。他の実施例の収差図においても同様である。
【０１２８】
実施例２の結像レンズが、無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図を図１０に、−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図を図１１に示す。
【０１２９】
実施例３の結像レンズが、無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図を図１２に、−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図を図１３に示す。
【０１３０】
実施例４の結像レンズが、無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図を図１４に、−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図を図１５に示す。
【０１３１】
実施例５の結像レンズが、無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図を図１６に、−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図を図１７に示す。
【０１３２】
実施例６の結像レンズが、無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図を図１８に、−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図を図１９に示す。
【０１３３】
実施例７の結像レンズが、無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図を図２０に、−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図を図２１に示す。
【０１３４】
各実施例の収差は高いレベルで補正され、球面収差、軸上色収差は非常に小さい。非点収差、像面湾曲、倍率色収差も十分に小さく、コマ収差やその色差の乱れも良く抑えられ、歪曲収差も絶対値で４．０％以下となっている。
【０１３５】
実施例１〜７のように結像レンズを構成することにより、半画角が２８〜３６度程度と広角で、かつ、Ｆナンバが２．８未満と大口径でありながら、良好な像性能を確保することができる。
【符号の説明】
【０１３６】
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｓ 開口絞り
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３７】
【特許文献１】特開昭 ６３−０２４２１３号公報
【特許文献２】特開平 ０９−２３６７４６号公報
【特許文献３】特開２００５−３５２０６０号公報
【特許文献４】特開２０００−３２１４９０号公報
【特許文献５】特開２００９−２１６８５８号公報
【技術分野】
【０００１】
この発明は、結像レンズおよびカメラおよび携帯情報端末装置に関する。
この発明の結像レンズは、銀塩カメラやビデオカメラ等の撮影用レンズとして実施できるほか、デジタルカメラや携帯情報端末装置の撮影用レンズとして好適に実施できる。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラが広く普及し、種々の特徴をもつデジタルカメラが実現しているが、撮像領域の対角長が２０ｍｍ〜４５ｍｍ程度の「比較的大きな撮像素子」を使用し、高性能な単焦点の結像レンズを搭載した高画質のデジタルカメラが大きな期待を集めている。
【０００３】
デジタルカメラに対する要望としては、結像レンズが高性能で、大口径であることに加え、携帯性に優れること、即ち、小型であることに対するウエイトが高い。
【０００４】
ここで、結像レンズの高性能化という面では、少なくとも１０００万〜２０００万画素の撮像素子に対応した解像力を有し、絞り開放から、コマフレアが少なく、高コントラストで画角の周辺部まで点像の崩れが少なく、色収差が少なく「輝度差の大きな部分にも不要な色付きを生じない」こと、歪曲収差が極端に大きくないこと等が必要である。
【０００５】
また、結像レンズの大口径化という面では、ズームレンズを搭載した一般のデジタルカメラとの差別化の面から、少なくともＦ２．８未満の明るさが必要である。
【０００６】
結像レンズの小型化の面では、撮像素子が比較的大きく、実焦点距離が長くなるので、小さな撮像素子を用いる場合よりも、焦点距離、または、最大像高で正規化した場合に、全長がより短くなっていることが必要である。
【０００７】
また、結像レンズの画角については、ある程度の広角を望むユーザが多く、半画角は２８度以上であることが望ましい。半画角：２８度は、３５ｍｍ銀塩カメラ（いわゆるライカ版）換算の焦点距離で約４１ｍｍに相当する。
【０００８】
デジタルカメラに用いる広角単焦点の結像レンズの構成としては「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所謂レトロフォーカスタイプ」を挙げることができる。
【０００９】
各画素に色フィルタやマイクロレンズを有するエリアセンサを用いることから、結像レンズの射出瞳位置をなるべく像面から遠ざけ、周辺光束が撮像面（受光素子の配列面）に対して「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。
【００１０】
しかし、レトロフォーカスタイプは、最も物体側の面から像面までの距離である「レンズ全長」が大きくなり易く、デジタルカメラの小型化の面では不利である。
【００１１】
近来、オンチップマイクロレンズの改良や最適化、画像処理の進歩等により、撮像領域の対角長が２０ｍｍ〜４５ｍｍ程度の比較的大きい撮像素子においては、周辺光束の撮像面に対する入射角に対する許容度が大きくなりつつある。
【００１２】
具体的には、結像レンズの最大像高において「主光線とレンズ光軸とのなす角」が３０度程度まで、十分に許容できるシステムを構築可能である。従って、擦像面への周辺光束の垂直入射には以前ほど拘る必要がなく、結像レンズとして「より小型化に適したレンズタイプ」が選択できる。
【００１３】
レトロフォーカスタイプよりも小型化に適したレンズタイプとして、略対称型や「像側に負の屈折力のレンズ群を配設したテレフォトタイプ」を挙げることができる。
【００１４】
これらのタイプの結像レンズを開示するものとして、例えば、特許文献１〜５を挙げることができる。
【００１５】
特開文献１に開示された結像レンズは、銀塩コンパクトカメラに多く用いられる４群４枚構成テレフォトタイプで、小型ではあるが像面湾曲や非点収差が大きく、性能的に十分と言い難い。
【００１６】
特許文献２、３に開示された結像レンズは、小型で高い結像性能を有するが、最大像高において主光線と光軸とのなす角が３５度を超えており、デジタルカメラに用いるには問題なしとしない。
【００１７】
特許文献４に開示された結像レンズは、大口径ではあるが構成レンズ枚数が多く、コスト高でありデジタルカメラの小型化の面で難なしとしない。
【００１８】
特許文献５に開示された結像レンズは、焦点距離に比べて全長が大きく，小型化の面で課題がある。
【００１９】
また、特許文献３、４、５に開示された結像レンズは、レンズ系の内部に比較的広い空気間隔がなく、バックフォーカスもそれほど確保されていないため、沈胴機構を用いても薄型に収納することができず、カメラ携帯時の小型化の面でも難がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、半画角が２８〜３６度程度と広角で、Ｆナンバが２．８未満と大口径でありながら十分に小型で、構成枚数が少なく低コストで実現でき、各種収差が十分に低減されて１０００万〜２０００万画素の撮像素子に対応した解像力を有するデジタルカメラに適した高性能の結像レンズの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明の結像レンズは、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、開口絞り、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群を配設してなり、第１レンズ群は、１枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、第２レンズ群は、物体側から像側へ向かって順に、物体側に凹面を向けた負の第２−１レンズ、像側に凸面を向けた正の第２−２レンズ、像側に凸面を向けた正の第２−３レンズで構成され、第３レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズで構成され、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：fと、第１レンズ群の最も物体側の面から像面までの距離：Lとの比：L/f、最大像高：Y’と上記焦点距離：fとの比：Y’/fとが、それぞれ、
1.2 < L/f < 2.0 （２）
0.50 < Y’/f < 0.80 （３）
の範囲にある結像レンズであって、第１レンズ群の焦点距離：f1G、上記焦点距離：fが、条件：
（１） 1.0 < f1G/f < 2.0
を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、半画角が２８〜３６度程度と広角で、Ｆナンバが２．８未満と大口径でありながら十分に小型で、構成枚数が少なく低コストで実現でき、各種収差が十分に低減されて１０００万〜２０００万画素の撮像素子に対応した解像力を有するデジタルカメラに適した高性能の結像レンズを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１の結像レンズの構成を示す断面図である。
【図２】実施例２の結像レンズの構成を示す断面図である。
【図３】実施例３の結像レンズの構成を示す断面図である。
【図４】実施例４の結像レンズの構成を示す断面図である。
【図５】実施例５の結像レンズの構成を示す断面図である。
【図６】実施例６の結像レンズの構成を示す断面図である。
【図７】実施例７の結像レンズの構成を示す断面図である。
【図８】実施例１の結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図９】実施例１の結像レンズが−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１０】実施例２の結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１１】実施例２の結像レンズが−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１２】実施例３の結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１３】実施例３の結像レンズが−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１４】実施例４の結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１５】実施例４の結像レンズが−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１６】実施例５の結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１７】実施例５の結像レンズが−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１８】実施例６の結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図１９】実施例６の結像レンズが−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図２０】実施例７の結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図２１】実施例７の結像レンズが−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図である。
【図２２】携帯情報端末装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図２３】携帯情報端末装置のシステムを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
実施の形態を説明する。
図１〜図７に、結像レンズの実施の形態例を７例示す。これらの形態例の結像レンズは、上記順序で後述の実施例１〜７に対応する。
【００２５】
繁雑を避けるため、図１〜図７において符号を共通化する。図１〜図７において、図の左方が物体側、右方が像側である。
【００２６】
図１〜図７の結像レンズは何れも、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、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３を配設してなる。
【００２７】
第１レンズ群Ｇ１は「１枚の正レンズと１枚の負レンズ」を有し、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、物体側に凹面を向けた負の第２−１レンズ、像側に凸面を向けた正の第２−２レンズ、像側に凸面を向けた正の第２−３レンズで構成される。
【００２８】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた負レンズで構成される。
【００２９】
これら結像レンズは、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：fと、第１レンズ群の最も物体側の面から像面までの距離：Lとの比：L/f、最大像高：Y’と上記焦点距離：fとの比：Y’/fとが、それぞれ、
1.2 < L/f < 2.0 （２）
0.50 < Y’/f < 0.80 （３）
の範囲にある。
【００３０】
また、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離：f1G、上記焦点距離：fが、条件：
（１） 1.0 < f1G/f < 2.0
を満足する。
【００３１】
図１〜図７に実施の形態を示す結像レンズは、撮像領域の対角長が２０ｍｍ〜４５ｍｍ程度の「比較的大きな撮像素子」に対して使用することが想定されており、図１〜図７において、符号Ｆで示すのは、撮像素子とともに用いられる光学ローパスフィルタ・赤外線カットフィルタ等の各種フィルタや、撮像素子のカバーガラス（シールガラス）等を一まとめにして、これらと光学的に等価な１枚の透明平行平板として表したものである。
【００３２】
また、符号Ｉｍは「像面」を表し、撮像素子の擦像面に合致する。これらの結像レンズを銀塩カメラに用いる場合であれば像面Ｉｍはフィルム面に合致し、その場合には、フィルタ類Ｆは用いられない。
【００３３】
この発明の結像レンズは、最も像側に負のパワー（第３レンズ群Ｇ３）を配置し、全体の構成を所謂テレフォトタイプに近付けることにより、レンズ全長を短縮して小型化を図ろうとするものである。
【００３４】
そして、上記の如き構成により、周辺光束の像面Ｉｍへの入射角：３０度程度以下を実現し、小型化と高性能化を両立させる。
【００３５】
即ち、テレフォトタイプの特性を持たせるため、最も像側に負の第３レンズ群Ｇ３を配し、レンズ全長の短縮に有利な構成としている。
その上で、最も物体側に配置される正の第１レンズ群Ｇ１は「負レンズを含む構成」とし、第１レンズ群Ｇ１に含まれる負のパワーと、第３レンズ群の負のパワーをバランスさせ、コマ収差や倍率色収差、歪曲収差の補正を容易としている。
【００３６】
第２レンズ群Ｇ２を構成する３枚のレンズは、第１レンズ群Ｇ１との組み合わせで「逆エルノスタータイプ」もしくは「ガウスタイプ」に近い構成とし、Ｆ２．８未満という大口径においても球面収差・コマ収差を良好に補正することが可能となっている。
【００３７】
また、レンズ系の中で比較的物体側となる「第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間」に開口絞りＳを設けることにより、像面Ｉｍから射出瞳までの距離を調整し、周辺光束の像面Ｉｍへの入射角度が大きくなり過ぎることを防止している。
より具体的には、第２レンズ群Ｇ２の、第２−１レンズの物体側面・第２−３レンズの像側面を「開口絞りＳに対して略コンセントリックな形状」とし、コマ収差の発生を抑えると共に、第２レンズ群Ｇ２の像側の２枚の正レンズの正の屈折力により、射出瞳位置を像面Ｉｍから遠ざけている。
【００３８】
上記実施の形態の結像レンズでは、さらに、第２レンズ群Ｇ３と第３レンズ群Ｇ３とを、比較的広い空気間隔を介して配置する構成とすることにより、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２が果たす「結像群としての役割」と、リアコンバータとフィールドフラットナーの機能を併せ持つような第３レンズ群Ｇ３の役割をある程度明確に分離し、これらの役割が適切に果たされるようにした。
【００３９】
このような構成により、第１レンズ群Ｇ１・第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間で、必要以上に大きな収差のやり取りが行われないようにもなっている。
その結果、不使用時には第２レンズ群Ｇ３と第３レンズ群Ｇ３の間隔を短縮して薄型に収納することが可能となり、カメラの小型化に適したものとなっている。
【００４０】
このような構成は、小型化のため、レンズ系の「最も物体側の面から像面までの距離」を小さく設計したり、レンズ系の「最も物体側の面から最も像側の面までの距離」を小さく設計したりする場合に比して、収差補正が容易になり、構成レンズ枚数の低減や非球面数の低減、製造誤差感度の低減につながっている。
【００４１】
条件（１）は、周辺光束の像面Ｉｍへの入射角度を３０度程度以下に抑えながら、十分な小型化・高性能化を達成するための条件である。
【００４２】
条件（１）のパラメータが下限値を超えると、開口絞りＳよりも物体側の正の屈折力が強まり、開口絞りＳよりも像側の正の屈折力が弱くなり、十分な射出瞳距離の確保が困難となり、周辺光束の像面への入射角度を３０度程度以下に抑えるのが困難となる。
【００４３】
条件（１）のパラメータが上限値を超えると、開口絞りＳよりも像側の正の屈折力が、開口絞りＳよりも物体側の正の屈折力に対して相対的に強くなり、射出瞳距離が像面Ｉｍから必要以上に遠ざけられ、小型化が困難になり、また、例えばマイナスの歪曲収差が発生し易くなるなどの副作用がある。
【００４４】
なお、条件（１）のパラメータ：f1G/fは、より好ましくは、条件（１）よりもやや狭い、以下の条件：
（１Ａ） 1.1 < f1G/f < 1.8
を満足するのが良い。
【００４５】
このように、この発明の結像レンズは、各部の構成が目的に対して最適化され、総合的に従来にはない効果を生じて「広角・大口径・小型・低コスト・高性能」を併せて実現できる。
【００４６】
この発明の結像レンズは、上記の如く、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：fと、第１レンズ群の最も物体側の面から像面までの距離：Lとの比：L/f、最大像高：Y’と上記焦点距離：fとの比：Y’/fとが、それぞれ、
1.2 < L/f < 2.0 （２）
0.50 < Y’/f < 0.80 （３）
の範囲にある。
【００４７】
レンズ全長：Ｌと焦点距離：ｆの比：L/fが（２）の範囲内にあることにより、上記構成による効果（広角・大口径・小型・低コスト・高性能）が最も良く発揮される。
【００４８】
また、最大像高：Ｙ’と焦点距離の比：Y’/f（半画角）が（３）の範囲内にあることにより、上記構成による効果（広角・大口径・小型・低コスト・高性能）が最も良く発揮される。
【００４９】
また、実施の各形態の結像レンズは、コマ収差および非点収差をより良好に補正するため、第２レンズＧ２の第２−３レンズに「周辺部ほど正の屈折力が弱まるような形状の非球面」を用いている。
【００５０】
この発明の結像レンズは、高性能化・小型化を「より高い次元でバランスさせる」ため、上記条件（１）とともに、以下の条件の１以上を同時に満足するのが良い。
【００５１】
（４） 0.15 < D2G-3G/T < 0.55
（５） -2.5 < f3G/f < -1.0
（６） -2.5 < RL2-1F/D1G-2G < -0.8
（７） 0.25 < LS-A/LS-I < 0.55 。
【００５２】
これら条件（４）〜（７）において、「D2G-3G」は、無限遠物体に合焦した状態における第２レンズ群Ｇ２の最も像側の面から第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の面までの距離であり、「T」は、第１レンズ群の最も物体側の面から第３レンズ群の最も像側の面までの距離である。
【００５３】
また、「f」は、無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離、「f3G」は、第３レンズ群の焦点距離、「RL2-1F」は、第２レンズ群の第２−１レンズの物体側面の曲率半径、「D1G-2G」は、第１レンズ群の最も像側の面から第２レンズの最も物体側の面までの距離である。
【００５４】
また、「LS-A」は、第２レンズ群Ｇ２の第２−３レンズに採用された「周辺部ほど正の屈折力が弱まるような形状の非球面」の開口絞りからの距離、「LS-I」は、開口絞りＳから像面Ｉｍまでの距離である。
【００５５】
これらの条件の結像レンズに対する技術的意義を以下に説明する。
【００５６】
条件（４）のパラメータが、下限値を超えると、第３レンズ群Ｇ３が第２レンズ群Ｇ２に近付きすぎ、第３レンズ群のフィールドフラットナーとしての働きが弱くなり、像面湾曲の十分な抑制が難しくなる。また、不使用時に「第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔を短縮して薄型に収納する」効果が十分に得られない。
【００５７】
条件（４）のパラメータが、上限値を超えると、結像群としての第１レンズ群Ｇ１・第２レンズ群Ｇ２が「十分な厚み」を有することができず、各種収差の良好な補正が困難になる。
【００５８】
条件（５）のパラメータが下限値を超えると、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が過小となり、テレフォトタイプとしての特性が弱くなって「レンズ全長の短縮」が困難になる。また第３レンズ群Ｇ３の「フィールドフラットナーとしての働き」が弱まり、像面湾曲が補正不足となりやすい。
【００５９】
条件（５）のパラメータが上限値を超えると、第３レンズ群の屈折力が過大となり、像面湾曲が補正過剰となり易く、コマ収差も発生し易い。
【００６０】
条件（６）のパラメータが下限値を超えると、内向性のコマ収差が発生しやすくなり、上限を超えると、外向性のコマ収差が発生しやすくなる。
【００６１】
条件（７）のパラメータが下限値を超えると、第２レンズＧ２の第２−３レンズに用いられた非球面が開口絞りＳに近付きすぎ、中心部と周辺部の光束があまり分離していない状態となり、非点収差補正の効果が得られ難くなる。
【００６２】
条件（７）のパラメータが上限値を超えると、上記非球面が開口絞りＳから遠くなりすぎ、非球面に入射する光束が十分な径を有さない状態となり、コマ収差補正の効果が得られ難くなる。
【００６３】
上記実施の各形態の結像レンズでは、第１レンズ群は、物体側から像側に向かって順に、物体側に凹面を向けた負の第１−１レンズ、両側が凸面である正の第１−２レンズで構成されている。
【００６４】
第１レンズ群Ｇ１の最も物体側を負レンズとすることで、負の第３レンズ群との対象性がより良好になり、コマ収差や倍率色収差の補正が容易となる。さらに、第１レンズの物体側を凹面とすることにより、コマ収差や倍率色収差と球面収差をバランス良く補正することが可能となる。
【００６５】
近距離物体への合焦は、「レンズ系全体の移動」あるいは「第１レンズ群・第２レンズ群のみの一体的な移動」、さらには「第２レンズ群のみの移動」によって行うことができる。
【００６６】
近距離物体への合焦は「レンズ系全体を移動させる」ことによって可能であるが、「第１レンズ群Ｇ１・第２レンズ群Ｇ２のみを一体的に物体側へ移動」させて「無限遠物体から近距離物体への合焦」を行うようにすれば、レンズ系全体を移動させる場合に比して、鏡枠を「光軸方向の長さ・径ともにより小さく」でき、移動機構の小型化も図ることが可能となる。
【００６７】
また、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を短縮して「薄型に収納」する機構を設ける場合、この機構と合焦用の機構との共通化も考えられ矛盾しない。
【００６８】
この発明の結像レンズは、先述のように「第１レンズ群Ｇ１・第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間で必要以上に大きな収差のやり取りが行われない」ようになっているため、第１レンズ群Ｇ１・第２レンズ群Ｇ２のみを一体に移動させた場合にも収差の変動が少なく、十分な結像性能を維持できる。
【００６９】
無限遠物体から近距離物体への合焦はまた、第２レンズ群Ｇ２のみの移動によって行うこともできる。第２レンズ群Ｇ２のみの移動によって合焦を行えば、第３レンズ群Ｇ３や第１レンズ群Ｇ１を、合焦時に固定できるのみならず、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に配置されることになるシャッタユニットをも合焦時に固定とすることができるので「移動部分の重量」を大幅に減少させることができ、オートフォーカスの高速化や静穏化に有利となる。
【００７０】
この発明の結像レンズは、第１レンズ群Ｇ１を、正レンズ・負レンズの双方が含まれる構成とすることにより、第２レンズ群Ｇ２のみを物体側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う際の収差変動を抑えることが可能となっている。
【００７１】
後述する各実施例の結像レンズでは、３枚の正レンズ（第１レンズ群Ｇ１の正レンズ、第２レンズ群Ｇ２の第２−２レンズ・第２−３レンズ）は、以下の条件：
（８） 1.75 < ndpa < 1.95
（９） 35.0 < νdpa < 50.0 。
を満足している。
【００７２】
「ndpa」は、３枚の正レンズの屈折率の平均値、「νdpa」は、３枚の正レンズのアッベ数の平均値を表す。
【００７３】
結像作用を担う上記３枚の正レンズを、条件（８）、（９）の双方を満足する「高屈折率・低分散の材料」で構成することにより、像面湾曲の低減と色収差の低減を高いレベルで両立させることができる。
【００７４】
各実施例の結像レンズとも、第２−１レンズと第２−２レンズは「互いに接合」されている。第２−１レンズと第２−２レンズの各面では、最終的な収差量の低減のため、収差が大きくやり取りされているため「製造誤差感度が高くなりがち」である。
【００７５】
これら２枚のレンズを互いに接合することにより、実質的な製造誤差感度が低減され、安定した性能を得やすくなり、実際にレンズを保持する鏡筒の部品削減にもつながる。
【００７６】
より良好な収差補正のためには、第１レンズ群Ｇ１に非球面を設けることが望ましく、特に大口径化に伴って増大する球面収差やコマ収差の補正に効果があり、実施例３、５、７を除く実施例では、結像レンズの第１レンズ群Ｇ１に非球面を採用している。
【００７７】
結像レンズの具体的な実施例を示す前に、図２２、図２３を参照して、携帯情報端末装置の実施の形態を説明する。
【００７８】
図２３に示すように、携帯情報端末装置３０は、撮影レンズ３１と、「撮像素子」である受光素子（エリアセンサ）４５を有し、撮影レンズ３１によって形成される撮影対象物の像を受光素子４５によって読み取るように構成されている。この撮影レンズとして、請求項１〜請求項８の任意の１に記載の結像レンズ、より具体的には、後述の実施例１〜７の何れかの結像レンズを用いる。
【００７９】
受光素子４５からの出力は中央演算装置４０の制御を受ける信号処理装置４２によって処理され「デジタル情報」に変換される。
【００８０】
信号処理装置４２によってデジタル化された画像情報は、中央演算装置４０の制御を受ける画像処理装置４１において所定の画像処理を受けた後、半導体メモリ４４に記録される。
【００８１】
液晶モニタ３８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４４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４４に記録した画像は通信カード等４３を使用して外部へ送信することも可能である。
【００８２】
「結像レンズ」である撮影レンズ３１は、カメラの携帯時には図２２（ａ）に示すように沈胴状態にあり，ユーザが電源スイッチ３６を操作して電源を入れると、図２２（ｂ）に示すように鏡胴が繰り出される。
【００８３】
シャッタボタン３５の半押しによりフォーカシングがなされる。
フォーカシングは、第１レンズ群・第２レンズ群のみの一体移動、第２レンズ群のみの移動のいずれかによって行うことができる。このとき、ファインダ３３も連動して合焦動作が行なわれる。
【００８４】
シャッタボタン３５をさらに押し込むと撮影がなされ、上述の処理が実行される。
【００８５】
半導体メモリ４４に記録した画像を液晶モニタ３８に表示したり、通信カード等４４を使用して外部へ送信したりする際は、操作ボタン３７を使用する。
半導体メモリおよび通信カード等は、それぞれ専用または汎用のスロット３９Ａ、３９Ｂに挿入して使用される。
【００８６】
なお、撮影レンズ３１が沈胴状態にあるとき、結像レンズの各レンズ群Ｇ１〜Ｇ３は必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。例えば、第２レンズ群Ｇ２が光軸上から退避し、第１レンズ群と並列に収納されるような機構とすれば、携帯情報端末装置のさらなる薄型化を実現できる。
【００８７】
なお、携帯情報端末装置における上記通信機能部を除いた部分は「カメラ機能部」であり、このカメラ機能部を独立したカメラとして構成できることは言うまでもない。
【００８８】
上記の如く、上に説明した携帯情報端末装置には、カメラ機能部の結像レンズとして、以下に挙げる実施例１〜７の任意のものを使用でき、１０００万〜２０００万画素クラスの撮像素子を使用した高画質で小型のカメラや携帯情報端末装置を実現できる。
【実施例】
【００８９】
以下に、この発明の結像レンズの具体的な実施例を７例挙げる。
【００９０】
これら全ての実施例において、最大像高：Y’は１４．２ｍｍである。
【００９１】
近距離物体への合焦は、実施例１では「レンズ系全体の移動」により行なわれ、実施例２、３では「第１レンズ群・第２レンズ群のみの一体移動」により行なわれ、実施例４〜７では「第２レンズ群のみの移動」により行なわれる。
【００９２】
前述の如く、各実施例において、第２レンズ群Ｇ３の像面側に配設される平行平板Ｆ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、光学的にこれらに等価な１枚の平行平板として代表させたものである。
【００９３】
平行平板Ｆは、その像側面が「結像面から物体側に約０．５ｍｍの位置」となるよう配設してあるが、もちろんこれに限定されるものではない。
【００９４】
各実施例における記号の意味は以下の通りである。
f ：全系の焦点距離
F ：Fナンバ
ω ：半画角
R ：曲率半径
D ：面間隔
Nd ：屈折率
νd：アッベ数
Pg,F ：部分分散比[Pg,F=(ng-nF)/(nF-nC)]
K ：非球面の円錐定数
A4 ：4次の非球面係数
A6 ：6次の非球面係数
A8 ：8次の非球面係数
A10 ：10次の非球面係数 。
【００９５】
非球面：Xは、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）：C、光軸からの高さ：H、上記円錐定数：K、非球面係数：A4〜A10を用い、周知の次式：
X=CH2/[1+√{(1-(1+K)C2H2)}]
++A4・H4+A6・H6+A8・H8+A10・H10
で表す。なお、長さの次元を持つ量の単位は、「ｍｍ」である。
【００９６】
「実施例１」
f = 22.99，F = 2.55，ω = 32.4
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01* -19.075 1.00 1.68893 31.08 0.5986 OHARA L-TIM28
02 47.506 0.10
03 18.926 2.16 1.88300 40.76 0.5667 OHARA S-LAH58
04 -23.061 0.80
05 絞り 4.79
06 -8.544 0.82 1.69895 30.13 0.6030 OHARA S-TIM35
07 28.214 2.56 1.83481 42.71 0.5648 OHARA S-LAH55V
08 -20.938 0.10
09 -138.070 2.76 1.74320 49.29 0.5529 OHARA L-LAM60
10* -12.915 8.72
11 -11.296 1.20 1.51742 52.43 0.5564 OHARA S-NSL36
12 -22.532 可変(A)
13 ∞ 1.30 1.51680 64.20 各種フィルタ
14 ∞ 。
【００９７】
「非球面データ」
非球面は上において「＊印」を付した面である。
以下の実施例においても同様である。
【００９８】
非球面：第1面
K = 0.0，A4 = -5.83484×10-5，A6 = -2.17156×10-7，A8 = 5.68288×10-9，
A10 = -1.59389×10-10
非球面：第10面
K = 0.0，A4 = 5.68159×10-5，A6 = 2.68561×10-7，A8 = -3.11147×10-10，
A10 = 2.28609×10-11 。
【００９９】
上の非球面データの表記において、例えば「-3.11147×10-10」は「-3.11147×10-10」を意味する。以下の実施例においても同様である。
【０１００】
「可変間隔」
無限遠 -1/20倍
A 7.379 8.528 。
【０１０１】
「条件のパラメータの値」
[1] f1G / f = 1.20
[2] L / f = 1.49
[3] Y’ / f = 0.617
[4] D2G-3G / T = 0.349
[5] f3G / f = -1.98
[6] RL2-1F / D1G-2G = -1.53
[7] LS-A / LS-I = 0.366（第10面）
[8] ndpa = 1.820
[9] νdpa = 44.3 。
【０１０２】
「実施例２」
f = 26.10，F = 2.55，ω = 28.4
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01* -23.106 1.00 1.68893 31.16 0.6037 HOYA M-FD80
02 38.954 0.10
03 19.400 2.49 1.88300 40.80 0.5654 HOYA TAFD30
04 -25.409 0.80
05 絞り 4.02
06 -10.106 0.80 1.69895 30.05 0.6028 HOYA E-FD15
07 40.833 3.15 1.83481 42.72 0.5653 HOYA TAFD5F
08 -14.427 0.10
09 -30.482 2.00 1.74330 49.33 0.5527 HOYA M-NBF1
10* -18.907 可変(A)
11 -13.992 1.20 1.58144 40.89 0.5767 HOYA E-FL5
12 -24.992 4.603
13 ∞ 1.30 1.51680 64.20 各種フィルタ
14 ∞ 。
【０１０３】
「非球面データ」
非球面：第1面
K = 0.0，A4 = -5.18356×10-5，A6 = -7.05306×10-8
非球面：第10面
K = 0.0，A4 = 3.82341×10-5，A6 = 2.11800×10-7，A8 = -1.03464×10-09，
A10 = 3.68428×10-11 。
【０１０４】
「可変間隔」
無限遠 -1/20倍
A 14.760 15.771 。
【０１０５】
「条件のパラメータの数値」
[1] f1G / f = 1.12
[2] L / f = 1.41
[3] Y’ / f = 0.544
[3] D2G-3G / T = 0.485
[4] f3G / f = -2.18
[5] RL2-1F / D1G-2G = -2.10
[7] LS-A / LS-I = 0.310（第10面）
[8] ndpa = 1.820
[9] νdpa = 44.3 。
【０１０６】
「実施例３」
f = 22.91，F = 2.54，ω = 32.8
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01 -22.825 1.00 1.54814 45.79 0.6037 OHARA S-TIL1
02 128.528 0.10
03 24.038 1.74 1.88300 40.76 0.5654 OHARA S-LAH58
04 -42.601 1.80
05 絞り 2.80
06 -9.970 0.80 1.80518 25.42 0.6028 OHARA STIH6
07 25.828 2.73 1.88300 40.76 0.5653 OHARA S-LAH58
08 -25.828 0.10
09 188.729 3.29 1.85400 40.39 0.5527 OHARA L-LAH85
10* -15.128 可変(A)
11 -11.423 1.20 1.48749 70.23 0.5767 OHARA S-FSL5
12 -23.668 6.305
13 ∞ 1.30 1.51680 64.20 各種フィルタ
14 ∞ 。
【０１０７】
「非球面データ」
非球面：第10面
K = 0.0，A4 = 4.74266×10-5，A6 = 3.92946×10-8，A8 = 7.09415×10-10，
A10 = 0.0 。
【０１０８】
「可変間隔」
無限遠 -1/20倍
A 11.150 11.948 。
【０１０９】
「条件のパラメータの数値」
[1] f1G / f = 1.46
[2] L / f = 1.52
[3] Y’ / f = 0.620
[4] D2G-3G / T = 0.417
[5] f3G / f = -2.04
[6] RL2-1F / D1G-2G = -2.17
[7] LS-A / LS-I = 0.322（第10面）
[8] ndpa = 1.873
[9] νdpa = 40.6 。
【０１１０】
「実施例４」
f = 23.26，F = 2.56，ω = 31.4
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01* -18.948 1.00 1.68893 31.08 0.5986 OHARA L-TIM28
02 96.383 0.10
03 24.229 2.37 1.80400 46.58 0.5573 OHARA S-LAH65V
04 -20.250 0.80
05 絞り 可変(A)
06 -7.930 0.80 1.80518 25.42 0.6161 OHARA S-TIH6
07 -16.084 2.33 1.83481 42.73 0.5648 OHARA S-LAH55V
08 -11.821 0.10
09* -164.938 4.27 1.77387 47.25 0.5557 HIKARI Q-LASFH11S
10* -12.872 可変(B)
11 -25.000 1.20 1.72825 28.46 0.6077 OHARA S-TIH10
12 89.277 8.733
13 ∞ 1.30 1.51680 64.20 各種フィルタ
14 ∞ 。
【０１１１】
「非球面データ」
非球面：第1面
K = 0.0，A4 = -6.15654×10-5，A6 = -1.57995×10-7
非球面：第9面
K = 0.0，A4 = -4.76612×10-5，A6 = -2.34660×10-8
非球面：第10面
K = 0.0，A4 = 3.75758×10-5，A6 = -4.46993×10-9，A8 = 6.35129×10-10，
A10 = 5.69985×10-12 。
【０１１２】
「可変間隔」
無限遠 -1/20倍
A 6.370 5.570
B 6.930 7.730 。
【０１１３】
「条件のパラメータの数値」
[1] f1G / f = 1.34
[2] L / f = 1.56
[3] Y’ / f = 0.604
[4] D2G-3G / T = 0.264
[5] f3G / f = -1.13
[6] RL2-1F / D1G-2G = -1.11
[7] LS-A / LS-I = 0.295（第9面），0.426（第10面）
[8] ndpa = 1.804
[9] νdpa = 46.5 。
【０１１４】
「実施例５」
f = 25.99，F = 2.52，ω = 28.4
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01 -20.460 1.00 1.84666 23.78 0.6205 OHARA S-TIH53
02 -34.633 0.10
03 40.206 1.80 1.83481 42.73 0.5648 OHARA S-LAH55V
04 -39.614 0.80
05 絞り 可変(A)
06 -8.916 0.80 1.84666 23.78 0.6205 OHARA S-TIH53
07 -18.582 2.52 1.83481 42.73 0.5648 OHARA S-LAH55V
08 -12.717 0.10
09* -75.513 4.08 1.76802 49.24 0.5515 HOYA M-TAF101
10* -14.443 可変(B)
11 -21.472 1.20 1.67270 32.10 0.5988 OHARA S-TIM25
12 -262.187 5.968
13 ∞ 1.30 1.51680 64.20 各種フィルタ
14 ∞ 。
【０１１５】
「非球面データ」
非球面：第9面
K = 0.0，A4 = -4.33144×10-5，A6 = -1.36141×10-7
非球面：第10面
K = 0.0，A4 = 1.05866×10-5，A6 = -1.55438×10-7，A8 = 9.20122×10-10，
A10 = -5.96068×10-12 。
【０１１６】
「可変間隔」
無限遠 -1/20倍
A 7.520 6.325
B 12.200 13.395 。
【０１１７】
「条件のパラメータの数値」
[1] f1G / f = 1.46
[2] L / f = 1.53
[3] Y’ / f = 0.546
[4] D2G-3G / T = 0.380
[5] f3G / f = -1.34
[6] RL2-1F / D1G-2G = -1.07
[7] LS-A / LS-I = 0.302（第9面），0.415（第10面）
[8] ndpa = 1.813
[9] νdpa = 44.9 。
【０１１８】
「実施例６」
f = 20.10，F = 2.54，ω = 36.1
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01* -20.547 1.00 1.68893 31.08 0.5986 OHARA L-TIM28
02 16.685 0.10
03 14.700 3.26 1.88300 40.76 0.5667 OHARA S-LAH58
04 -20.208 0.80
05 絞り 可変(A)
06 -7.082 0.80 1.80518 25.42 0.6161 OHARA S-TIH6
07 -14.315 2.36 1.83481 42.73 0.5648 OHARA S-LAH55V
08 -10.355 0.10
09* 157.913 4.24 1.76802 49.24 0.5515 HOYA M-TAF101
10* -12.974 可変(B)
11 -51.425 1.20 1.80518 25.42 0.6161 OHARA S-TIH6
12 35.986 9.493
13 ∞ 1.30 1.51680 64.20 各種フィルタ
14 ∞ 。
【０１１９】
「非球面データ」
非球面：第1面
K = 0.0，A4 = -8.83260×10-5
非球面：第9面
K = 0.0，A4 = -4.00728×10-5，A6 = 3.43374×10-7
非球面：第10面
K = 0.0，A4 = 6.73758×10-5，A6 = 4.72131×10-8，A8 = 4.16784×10-9，
A10 = 2.65080×10-12 。
【０１２０】
「可変間隔」
無限遠 -1/20倍
A 5.380 4.771
B 4.910 5.519 。
【０１２１】
「条件のパラメータの数値」
[1] f1G / f = 1.55
[2] L / f = 1.76
[3] Y’ / f = 0.706
[4] D2G-3G / T = 0.203
[5] f3G / f = -1.30
[6] RL2-1F / D1G-2G = -1.15
[7] LS-A / LS-I = 0.285（第9面），0.425（第10面）
[8] ndpa = 1.829
[9] νdpa = 44.2 。
【０１２２】
「実施例７」
f = 24.32，F = 2.56，ω = 29.9
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01 16.012 2.21 1.83481 42.73 0.5648 OHARA S-LAH55V
02 58.755 0.10
03 30.000 1.00 1.76182 26.52 0.6136 OHARA S-TIH14
04 17.641 2.33
05 絞り 可変(A)
06 -8.283 0.80 1.78472 25.68 0.6047 OHARA S-TIH1
07 -316.712 3.53 1.83481 42.73 0.5648 OHARA S-LAH55V
08 -12.052 0.10
09 49.353 3.93 1.77030 47.40 0.5562 OHARA L-LAH87
10* -19.171 可変(B)
11 -24.105 1.20 1.51633 64.14 0.5353 OHARA S-BSL7
12 53.350 10.009
13 ∞ 1.30 1.51680 64.20 各種フィルタ
14 ∞ 。
【０１２３】
「非球面データ」
非球面：第10面
K = 0.38160，A4 = 5.23082×10-5，A6 = 4.17604×10-8，A8 = 9.28720×10-10，
A10 = -6.57988×10-12 。
【０１２４】
「可変間隔」
無限遠 -1/20倍
A 5.090 4.323
B 4.720 5.487 。
【０１２５】
「条件のパラメータの数値」
[1] f1G / f = 1.73
[2] L / f = 1.51
[3] Y’ / f = 0.584
[4] D2G-3G / T = 0.189
[5] f3G / f = -1.32
[6] RL2-1F / D1G-2G = -1.12
[7] LS-A / LS-I = 0.431（第10面）
[8] ndpa = 1.813
[9] νdpa = 44.3 。
【０１２６】
図８に、実施例１の結像レンズが「無限遠物体に合焦した状態」における収差曲線図を示し、図９に、実施例１の結像レンズが「−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態」における収差曲線図を示す。
【０１２７】
球面収差の図中の破線は正弦条件を表す。非点収差の図中の実線はサジタル、破線はメリディオナルを表す。他の実施例の収差図においても同様である。
【０１２８】
実施例２の結像レンズが、無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図を図１０に、−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図を図１１に示す。
【０１２９】
実施例３の結像レンズが、無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図を図１２に、−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図を図１３に示す。
【０１３０】
実施例４の結像レンズが、無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図を図１４に、−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図を図１５に示す。
【０１３１】
実施例５の結像レンズが、無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図を図１６に、−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図を図１７に示す。
【０１３２】
実施例６の結像レンズが、無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図を図１８に、−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図を図１９に示す。
【０１３３】
実施例７の結像レンズが、無限遠物体に合焦した状態における収差曲線図を図２０に、−１／２０倍で近距離物体に合焦した状態における収差曲線図を図２１に示す。
【０１３４】
各実施例の収差は高いレベルで補正され、球面収差、軸上色収差は非常に小さい。非点収差、像面湾曲、倍率色収差も十分に小さく、コマ収差やその色差の乱れも良く抑えられ、歪曲収差も絶対値で４．０％以下となっている。
【０１３５】
実施例１〜７のように結像レンズを構成することにより、半画角が２８〜３６度程度と広角で、かつ、Ｆナンバが２．８未満と大口径でありながら、良好な像性能を確保することができる。
【符号の説明】
【０１３６】
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｓ 開口絞り
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３７】
【特許文献１】特開昭 ６３−０２４２１３号公報
【特許文献２】特開平 ０９−２３６７４６号公報
【特許文献３】特開２００５−３５２０６０号公報
【特許文献４】特開２０００−３２１４９０号公報
【特許文献５】特開２００９−２１６８５８号公報
【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、正の屈折力を有する第１レンズ群、開口絞り、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群を配設してなり、
第１レンズ群は、１枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、
第２レンズ群は、物体側から像側へ向かって順に、物体側に凹面を向けた負の第２−１レンズ、像側に凸面を向けた正の第２−２レンズ、像側に凸面を向けた正の第２−３レンズで構成され、
第３レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズで構成され、
無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：fと、第１レンズ群の最も物体側の面から像面までの距離：Lとの比：L/f、最大像高：Y’と上記焦点距離：fとの比：Y’/fとが、それぞれ、
1.2 < L/f < 2.0 （２）
0.50 < Y’/f < 0.80 （３）
の範囲にある結像レンズであって、
第１レンズ群の焦点距離：f1G、上記焦点距離：fが、条件：
（１） 1.0 < f1G/f < 2.0
を満足することを特徴とする結像レンズ。
【請求項２】
請求項１記載の結像レンズにおいて、
無限遠物体に合焦した状態における第２レンズ群の最も像側の面から第３レンズ群の最も物体側の面までの距離：D2G-3G、第１レンズ群の最も物体側の面から第３レンズ群の最も像側の面までの距離：Tが、条件：
（４） 0.15 < D2G-3G/T < 0.55
を満足することを特徴とする結像レンズ。
【請求項３】
請求項１または２請求項記載の結像レンズにおいて、
無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：f、第３レンズ群の焦点距離：f3Gが、条件：
（５） -2.5 < f3G/f < -1.0
を満足することを特徴とする結像レンズ。
【請求項４】
請求項１ないし３の任意の１に記載の結像レンズにおいて、
第２レンズ群の第２−１レンズの物体側面の曲率半径：RL2-1F、第１レンズ群の最も像側の面から第２レンズの最も物体側の面までの距離：D1G-2Gが、条件：
（６） -2.5 < RL2-1F/D1G-2G < -0.8
を満足することを特徴とする結像レンズ。
【請求項５】
請求項１〜４の任意の１に記載の結像レンズにおいて、
第２レンズ群の第２−３レンズが、周辺部ほど正の屈折力が弱まるような形状の非球面を有し、開口絞りから第２−３レンズが有する非球面までの距離：LS-A、開口絞りから像面までの距離：LS-Iが、条件：
（７） 0.25 < LS-A/LS-I < 0.55
を満足することを特徴とする結像レンズ。
【請求項６】
請求項１〜５の任意の１に記載の結像レンズにおいて、
第１レンズ群が、物体側から像側へ向かって順に、物体側に凹面を向けた負の第１−１レンズ、両側が凸面である正の第１−２レンズとで構成されることを特徴とする結像レンズ。
【請求項７】
請求項１〜６の任意の１に記載の結像レンズにおいて、
近距離物体への合焦に際して、第１レンズ群・第２レンズのみが、一体に移動することを特徴とする結像レンズ。
【請求項８】
請求項１〜６の任意の１に記載の結像レンズにおいて、
近距離物体への合焦に際して、第２レンズ群のみが移動することを特徴とする結像レンズ。
【請求項９】
請求項１〜８の任意の１に記載の結像レンズを、撮影用光学系として有することを特徴とするカメラ。
【請求項１０】
請求項１〜８の任意の１に記載の結像レンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することを特徴とする携帯情報端末装置。
【請求項１】
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、開口絞り、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群を配設してなり、
第１レンズ群は、１枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、
第２レンズ群は、物体側から像側へ向かって順に、物体側に凹面を向けた負の第２−１レンズ、像側に凸面を向けた正の第２−２レンズ、像側に凸面を向けた正の第２−３レンズで構成され、
第３レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズで構成され、
無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：fと、第１レンズ群の最も物体側の面から像面までの距離：Lとの比：L/f、最大像高：Y’と上記焦点距離：fとの比：Y’/fとが、それぞれ、
1.2 < L/f < 2.0 （２）
0.50 < Y’/f < 0.80 （３）
の範囲にある結像レンズであって、
第１レンズ群の焦点距離：f1G、上記焦点距離：fが、条件：
（１） 1.0 < f1G/f < 2.0
を満足することを特徴とする結像レンズ。
【請求項２】
請求項１記載の結像レンズにおいて、
無限遠物体に合焦した状態における第２レンズ群の最も像側の面から第３レンズ群の最も物体側の面までの距離：D2G-3G、第１レンズ群の最も物体側の面から第３レンズ群の最も像側の面までの距離：Tが、条件：
（４） 0.15 < D2G-3G/T < 0.55
を満足することを特徴とする結像レンズ。
【請求項３】
請求項１または２請求項記載の結像レンズにおいて、
無限遠物体に合焦した状態における全系の焦点距離：f、第３レンズ群の焦点距離：f3Gが、条件：
（５） -2.5 < f3G/f < -1.0
を満足することを特徴とする結像レンズ。
【請求項４】
請求項１ないし３の任意の１に記載の結像レンズにおいて、
第２レンズ群の第２−１レンズの物体側面の曲率半径：RL2-1F、第１レンズ群の最も像側の面から第２レンズの最も物体側の面までの距離：D1G-2Gが、条件：
（６） -2.5 < RL2-1F/D1G-2G < -0.8
を満足することを特徴とする結像レンズ。
【請求項５】
請求項１〜４の任意の１に記載の結像レンズにおいて、
第２レンズ群の第２−３レンズが、周辺部ほど正の屈折力が弱まるような形状の非球面を有し、開口絞りから第２−３レンズが有する非球面までの距離：LS-A、開口絞りから像面までの距離：LS-Iが、条件：
（７） 0.25 < LS-A/LS-I < 0.55
を満足することを特徴とする結像レンズ。
【請求項６】
請求項１〜５の任意の１に記載の結像レンズにおいて、
第１レンズ群が、物体側から像側へ向かって順に、物体側に凹面を向けた負の第１−１レンズ、両側が凸面である正の第１−２レンズとで構成されることを特徴とする結像レンズ。
【請求項７】
請求項１〜６の任意の１に記載の結像レンズにおいて、
近距離物体への合焦に際して、第１レンズ群・第２レンズのみが、一体に移動することを特徴とする結像レンズ。
【請求項８】
請求項１〜６の任意の１に記載の結像レンズにおいて、
近距離物体への合焦に際して、第２レンズ群のみが移動することを特徴とする結像レンズ。
【請求項９】
請求項１〜８の任意の１に記載の結像レンズを、撮影用光学系として有することを特徴とするカメラ。
【請求項１０】
請求項１〜８の任意の１に記載の結像レンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することを特徴とする携帯情報端末装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１３−６１５７２（Ｐ２０１３−６１５７２Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０１１８７（Ｐ２０１１−２０１１８７）
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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