JP2015163927A - インナーフォーカス式レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】全長および口径の小型化が達成され、かつ高い結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを提供する。【解決手段】このインナーフォーカス式レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ11と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ12と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ13と、が配置されて構成される。第２レンズ群Ｇ12は、光軸に沿って移動することにより、無限遠物体合焦状態から最至近距離物体合焦状態までのフォーカシングを行う。そして、所定の条件を満足することにより、動画撮影機能を備えた小型カメラに好適な、小型で、高い結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを実現することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、小型で、高い結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズに関する。

従来、特に一眼レフレックスカメラ用レンズ等は、焦点距離に対して長いフランジバックを確保すべく、光学系後方に正レンズ群を配置してバックフォーカスの確保が容易になるような構成を採用しているものが多かった。しかし、近年、カメラボディーの小型化が進んだことや、デジタルカメラの普及により、長いフランジバックを確保する必要がない場合も増えてきている。

また、デジタルカメラでは、動画撮影も可能なことから、動画撮影に対応した高速なオートフォーカス処理が望まれる。オートフォーカスは、まず、一部のレンズ群（フォーカス群）を光軸方向へ高速で振動させて（ウォブリング）、非合焦状態→合焦状態→非合焦状態を作り出す。そして、撮像素子の出力信号から一部画像領域の特定の周波数帯の信号成分を検出して、合焦状態となるフォーカス群の最適位置を求め、その最適位置にフォーカス群を移動させる。特に、動画撮影では、これら一連の動作を高速で連続して繰り返すことが要求される。そして、ウォブリングを実行するためには、フォーカス群を高速に駆動することを可能にすべく、フォーカス群は極力口径を小さく、そして軽くすることが求められる。

かかる要求に応えるべく、動画撮影にも十分対応可能なインナーフォーカス式レンズが提案されている（たとえば、特許文献１を参照。）。

特開２０１３−９７２１２号公報

特許文献１に開示されたインナーフォーカス式レンズは、３５ｍｍフィルムカメラ換算で中望遠の焦点距離をもち、内部に小型、軽量のフォーカス群を備えているため、良好なウォブリングを実行することができる。

ところで、従来、光学像を受光して電気的な画像信号に変換する撮像センサにおいては、オンチップマイクロレンズ等で入射光の効率的な取り込みをするための制限があり、レンズ側で射出瞳をある一定以上大きくして撮像センサへの入射光束のテレセントリック性を確保することが望まれていた。

しかしながら、近年の撮像センサでは開口率の向上やオンチップマイクロレンズの設計自由度が進み、撮影レンズ側に求められる射出瞳の制限も少なくなってきた。さらに、昨今のソフトウェアやカメラシステムの進歩、向上もあり歪曲収差がある程度大きく、従来では目立つものであっても画像処理により補正することも可能になってきている。

このため、従来の撮影レンズでは、光学系の最像側に正レンズ成分を配置して、テレセントリック性が確保されていたが、近年ではその必要がなくなってきており、光学系の最像側に負レンズ成分を配置して撮像センサに対する光束の斜入射があってもオンチップマイクロレンズとの瞳のミスマッチ等による周辺減光（シェーディング）が目立ちにくくなってきた。また、光学系の最像側に負レンズ成分を配置することが可能になったことで、光学系口径の小型化が期待できる。

これに対して、特許文献１に開示されたインナーフォーカス式レンズでは、光学系全長は短くなっているものの、光学系の最像側に正レンズ成分が配置されていることから、第３レンズ群（最も像側のレンズ）の口径の小型化が不十分である。このため、近年広く普及しているミラーレス一眼カメラをはじめとする光学系の口径方向の小型化が進んだカメラには対応が難しい。また、フォーカシングを行う際にウォブリングによる収差変動や変倍作用を抑制するためには、光学系の最像側に負レンズ成分を配置することがより好ましい。

さらに、特許文献１に開示されたインナーフォーカス式レンズは、広角化を目的としたものではないため、広角化を図るうえで必要とされる、像面湾曲、歪曲収差の補正や周辺光量の確保といった点が考慮されていない。

本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、全長および口径の小型化が達成され、かつ高い結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを提供することを目的とする。また、広角から標準画角の焦点距離を有する、高い結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の請求項１にかかるインナーフォーカス式レンズは、物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、からなり、前記第２レンズ群を光軸に沿って移動させることにより、無限遠物体合焦状態から最至近距離物体合焦状態までのフォーカシングを行うインナーフォーカス式レンズであって、前記第３レンズ群の最も像側に負の屈折力を有する単レンズ成分が配置され、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（１） （Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）≦０．０
ただし、Ｒ１は前記負の屈折力を有する単レンズ成分の物体側空気境界面の曲率半径、Ｒ２は前記負の屈折力を有する単レンズ成分の像側空気境界面の曲率半径を示す。

請求項１にかかる発明によれば、全長および口径の小型化が達成され、かつ高い結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを提供することができる。特に、第３レンズ群（最も像側のレンズ）の口径を縮小するとともに、軸外のコマ収差を良好に補正することができる。

本発明の請求項２にかかるインナーフォーカス式レンズは、請求項１の発明において、前記第３レンズ群の最も像側に配置された負の屈折力を有する単レンズ成分が単一の硝材で構成され、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（２） ３０≦νｅｎ
ただし、νｅｎは前記第３レンズ群の最も像側に配置された負の屈折力を有する単レンズ成分のｅ線に対するアッベ数を示す。

請求項２にかかる発明によれば、第３レンズ群の最も像側に配置された負の屈折力を有する単レンズ成分の小型、軽量化が容易になるとともに、倍率色収差を良好に補正することができる。

本発明の請求項３にかかるインナーフォーカス式レンズは、請求項１または２の発明において、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（３） ０．１８≦ｆ１／ｆ≦０．９９
ただし、ｆ１は無限遠物体合焦状態における前記第１レンズ群の焦点距離、ｆは無限遠物体合焦状態における光学系全系の焦点距離を示す。

請求項３にかかる発明によれば、さらに、広角から標準画角の焦点距離を有する、高い結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを提供することができる。

本発明の請求項４にかかるインナーフォーカス式レンズは、請求項１〜３のいずれか一つの発明において、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（４） −２９．０≦ｆ３／ｆ≦−５．４
ただし、ｆ３は無限遠物体合焦状態における前記第３レンズ群の焦点距離、ｆは無限遠物体合焦状態における光学系全系の焦点距離を示す。

請求項４にかかる発明によれば、全長および口径の小型化が達成され、かつ高い結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを提供することができる。

本発明の請求項５にかかるインナーフォーカス式レンズは、請求項１〜４のいずれか一つの発明において、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（５） ０．５１≦βｉｎｆ／βｍｏｄ≦２．０７
ただし、βｉｎｆは無限遠物体合焦状態における前記第２レンズ群の近軸倍率、βｍｏｄは最至近距離物体合焦状態における前記第２レンズ群の近軸倍率を示す。

請求項５にかかる発明によれば、フォーカシングによる画角変動を抑制して、結像性能を向上させることができる。

本発明の請求項６にかかるインナーフォーカス式レンズは、請求項１〜５のいずれか一つの発明において、前記第３レンズ群が、物体側から順に配置された、正の屈折力を有するフロントサブレンズ群と、負の屈折力を有するリアサブレンズ群と、により構成され、前記フロントサブレンズ群と前記リアサブレンズ群との間に該第３レンズ群中で最も広い軸上の空気間隔が形成されていることを特徴とする。

請求項６にかかる発明によれば、さらに、結像面に近いレンズの口径を縮小するとともに、軸上収差や軸外収差（特に歪曲収差）を良好に補正することができる。

本発明の請求項７にかかるインナーフォーカス式レンズは、請求項１〜６のいずれか一つの発明において、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（６） ０．０１≦Ｌ１ｓ／Ｌ≦０．５３
ただし、Ｌ１ｓは前記第１レンズ群の最物体側面から開口絞りまでの軸上距離、Ｌは光学系全長（最物体側のレンズ面頂点から結像面までの空気換算光路長）を示す。

請求項７にかかる発明によれば、結像性能を維持しながら前玉径および後玉径の縮小を図ることで、光学系の小型化を促進することができる。

本発明の請求項８にかかるインナーフォーカス式レンズは、請求項１〜７のいずれか一つの発明において、前記第２レンズ群が負の屈折力を有する単レンズ成分で構成されていることを特徴とする。

請求項８にかかる発明によれば、フォーカス群である第２レンズ群の小型、軽量化を図ることで、動画撮影に適したインナーフォーカス式レンズを提供することができる。

本発明の請求項９にかかるインナーフォーカス式レンズは、請求項１〜８のいずれか一つの発明において、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（７） −２．１２≦ｆ２／ｆ≦−０．１８
ただし、ｆ２は無限遠物体合焦状態における前記第２レンズ群の焦点距離、ｆは無限遠物体合焦状態における光学系全系の焦点距離を示す。

請求項９にかかる発明によれば、さらに、光学系全長を短縮し、結像性能を向上させることができる。

本発明の請求項１０にかかるインナーフォーカス式レンズは、請求項１〜９のいずれか一つの発明において、最も物体側に配置されたレンズ以外のレンズにより構成されるレンズ群を光軸に対して垂直方向へ移動させることで像をシフトさせ、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（８） ０．１５≦（１−βｐ）×βｒ≦４．５０
ただし、βｐは光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群の横倍率、βｒは光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群よりも像側に配置されたレンズの合成横倍率を示す。

請求項１０にかかる発明によれば、防振補正機能を備えた、小型のインナーフォーカス式レンズを提供することができる。特に、防振補正時の防振群の移動量を抑制して光学系口径の小型化を図ることができるとともに、防振補正能力を向上させることができる。

本発明によれば、全長および口径の小型化が達成され、かつ高い結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを提供することができるという効果を奏する。さらに、広角から標準画角の焦点距離を有する、高い結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを提供することができるという効果を奏する。本発明によれば、動画撮影にも好適な小型のインナーフォーカス式レンズを提供することができる。

実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの諸収差図である。 実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの諸収差図である。 実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの諸収差図である。

以下、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズの好適な実施の形態を詳細に説明する。

本発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、からなっている。

本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、第２レンズ群を光軸に沿って移動させることにより、無限遠物体合焦状態から最至近距離物体合焦状態までのフォーカシングを行う。このように、第２レンズ群を移動させてフォーカシングを行うことで、光学系全長の変化がなく、防塵、防音性能が高められる。

また、最も物体側に正の屈折力を有する第１レンズ群を配置したことにより、後続する第２レンズ群へ導かれる光束径を縮小することができる。このため、フォーカス群である第２レンズ群の口径を小さくして、第２レンズ群の軽量化を図ることができる。この結果、高速かつ静粛性の高いフォーカシングが可能になり、動画撮影に有効である。また、第２レンズ群の口径を小さくすることができるため、光学系口径の小型化に有利である。

さらに、最も像側に負の屈折力を有する第３レンズ群を配置したことにより、テレフォト性を高めるとともにバックフォーカスを短縮することが可能になり、光学系の小型化を促進することができる。

本発明は、動画撮影が可能な小型カメラにも好適なインナーフォーカス式レンズ、すなわち、全長および口径の小型化が達成され、かつ高い結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを提供することを目的としている。さらに、広角から標準画角の焦点距離を有する、高い結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを提供することを目的としている。そこで、かかる目的を達成するため、上記特徴に加え、以下に示すような各種条件を設定している。

まず、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、第３レンズ群の最も像側に負の屈折力を有する単レンズ成分を配置することが好ましい。このようにすることで、第３レンズ群（最も像側のレンズ）の口径の小型化をより促進することができ、近年広く普及しているミラーレス一眼カメラ等の小型カメラに好適である。

なお、単レンズ成分とは、単一の研磨レンズや、非球面レンズ、複合非球面レンズ、接合レンズを含み、空気層をもち互いに接着されていない、たとえば正負の２枚レンズなどは含まない。

本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、第３レンズ群の最も像側に負の屈折力を有する単レンズ成分を配置することに加え、当該負の屈折力を有する単レンズ成分の物体側空気境界面の曲率半径をＲ１、当該負の屈折力を有する単レンズ成分の像側空気境界面の曲率半径をＲ２とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（１） （Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）≦０．０

条件式（１）は、第３レンズ群の最も像側に配置される、負の屈折力を有する単レンズ成分の形状を規定する式である。条件式（１）を満足すると、当該単レンズ成分の物体側面の曲率半径が像側面の曲率半径より小さくなる。この結果、軸外コマ収差の良好な補正が可能になる。

なお、上記条件式（１）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（１ａ） （Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）≦−１．０
この条件式（１ａ）で規定する範囲を満足することにより、軸外コマ収差のより良好な補正が可能になる。

さらに、上記条件式（１ａ）は、次に示す範囲を満足すると、軸外コマ収差の補正により効果を発揮する。
（１ｂ） −１００．００≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）≦−１．０２

さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズにおいて、第３レンズ群の最も像側に配置された負の屈折力を有する単レンズ成分が単一の硝材で構成されていることが好ましい。第３レンズ群中の当該単レンズ成分を単一の硝材、すなわち単レンズで構成すると、当該単レンズ成分の光軸方向、径方向の小型化が容易になる。また、当該単レンズ成分の軽量化を図ることもできる。

そして、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズにおいて、第３レンズ群の最も像側に配置された負の屈折力を有する単レンズ成分のｅ線に対するアッベ数をνｅｎとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（２） ３０≦νｅｎ

条件式（２）においてその下限を下回ると、倍率色収差が過補正になり、高い結像性能を維持することが困難になるため、好ましくない。

さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、無限遠物体合焦状態における第１レンズ群の焦点距離をｆ１、無限遠物体合焦状態における光学系全系の焦点距離をｆとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（３） ０．１８≦ｆ１／ｆ≦０．９９

条件式（３）は、無限遠物体合焦状態における、第１レンズ群の焦点距離と光学系全系の焦点距離との比を規定する式である。条件式（３）を満足することにより、第１レンズ群の屈折力が適正なものとなって、前玉径の縮小および光学系全長の短縮を図るとともに、広角で、高い結像性能を備えた明るいインナーフォーカス式レンズを実現することができる。

条件式（３）においてその下限を下回ると、第１レンズ群の焦点距離が短くなって球面収差がアンダー側に過大となるばかりか、後続するレンズ群の近軸結像倍率が大きくなって後玉径が拡大し光学系の大型化につながるため、好ましくない。一方、条件式（３）においてその上限を超えると、第１レンズ群の焦点距離が長くなって光学系全長が延び、光学系の小型化を図ることが困難になる。

なお、上記条件式（３）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（３ａ） ０．２２≦ｆ１／ｆ≦０．９０
この条件式（３ａ）で規定する範囲を満足することにより、小型、広角で、より良好な結像性能を備えた明るいインナーフォーカス式レンズを実現することができる。

さらに、上記条件式（３ａ）は、次に示す範囲を満足すると、小型、広角で、より高性能なインナーフォーカス式レンズを実現することができる。
（３ｂ） ０．３０≦ｆ１／ｆ≦０．８０

さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、無限遠物体合焦状態における第３レンズ群の焦点距離をｆ３、無限遠物体合焦状態における光学系全系の焦点距離をｆとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（４） −２９．０≦ｆ３／ｆ≦−５．４

条件式（４）は、無限遠物体合焦状態における、第３レンズ群の焦点距離と光学系全系の焦点距離との比を規定する式である。この条件式（４）を満足することにより、第３レンズ群の屈折力が適正化され、結像性能を劣化させることなく、光学系の全長および口径の小型化を達成することができる。

条件式（４）においてその下限を下回ると、第３レンズ群の屈折力が弱くなる。このため、バックフォーカスが延び、光学系の小型化を図ることが困難になる。一方、条件式（４）においてその上限を超えると、第３レンズ群の屈折力が強くなる。この場合、当該光学系全系におけるＦナンバーが大きくなる傾向にあり、明るい光学系を得ることができない。この状態で明るい光学系を実現するためには、開口絞りを大きく開く必要がある。しかし、開口絞りを大きく開くと諸収差の発生が顕著になることから、結像性能の良好な光学系を実現するためには、収差補正のためにレンズ枚数を増やさなければならなくなる。特に、第１レンズ群を構成するレンズの枚数を増やす必要が生じる。光学系を構成するレンズ枚数が多くなると、光学系の小型、軽量化を図ることが困難になるため、好ましくない。

なお、上記条件式（４）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（４ａ） −２６．０≦ｆ３／ｆ≦−５．４
この条件式（１ａ）で規定する範囲を満足することにより、小型で、より優れた結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを実現することができる。

さらに、上記条件式（４ａ）は、次に示す範囲を満足すると、より小型、高性能なインナーフォーカス式レンズを実現することができる。
（４ｂ） −２４．０≦ｆ３／ｆ≦−５．４

さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、無限遠物体合焦状態における第２レンズ群の近軸倍率をβｉｎｆ、最至近距離物体合焦状態における第２レンズ群の近軸倍率をβｍｏｄとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（５） ０．５１≦βｉｎｆ／βｍｏｄ≦２．０７

条件式（５）は、無限遠物体合焦状態と最至近距離物体合焦状態とにおける第２レンズ群の近軸横倍率の比を規定する式である。条件式（５）を満足することにより、フォーカス群（第２レンズ群）を稼動させても倍率の変化を抑制することができ、フォーカシングの際の画角変動を抑えることができる。条件式（５）で規定した範囲から逸脱すると、フォーカシングの際の画角変動を抑制することができなくなる。フォーカス群の移動中に画角変動が起きると、像が揺れているように見えて画像の品位が低下する。

なお、上記条件式（５）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（５ａ） ０．６０≦βｉｎｆ／βｍｏｄ≦１．８０
この条件式（５ａ）で規定する範囲を満足することにより、フォーカシング時の画角変動をより抑制することができる。

さらに、上記条件式（５ａ）は、次に示す範囲を満足すると、フォーカシング時の画角変動をさらに小さくすることができる。
（５ｂ） ０．６８≦βｉｎｆ／βｍｏｄ≦１．６０

さらに、上記条件式（５ｂ）は、次に示す範囲を満足すると、フォーカシング時の画角変動を極めて小さくすることができる。
（５ｃ） ０．８０≦βｉｎｆ／βｍｏｄ≦１．４０

さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、第３レンズ群を、物体側から順に配置された、正の屈折力を有するフロントサブレンズ群と、負の屈折力を有するリアサブレンズ群と、により構成するとともに、フロントサブレンズ群とリアサブレンズ群との間に第３レンズ群中で最も広い軸上の空気間隔を形成している。

このようにすることで、結像面に近いレンズ口径を縮小するとともに、結像性能を向上させることができる。すなわち、ミラーレス一眼カメラ等の小型カメラに搭載目的のショートフランジバックの光学系の小型化で課題となる像側のレンズ口径の拡大を、第３レンズ群の物体側に正の屈折力を有するフロントサブレンズ群を配置することで抑制できる。さらに、負の屈折力を有するリアサブレンズ群をフロントサブレンズ群の像側に空気間隔を設けて配置することで、正の屈折力を有するフロントサブレンズ群で軸上収差を補正しつつ、リアサブレンズ群において軸外収差、特に歪曲収差を良好に補正することができる。

さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、第１レンズ群の最物体側面から開口絞りまでの軸上距離をＬ１ｓ、光学系全長（最物体側のレンズ面頂点から結像面までの空気換算光路長）をＬとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（６） ０．０１≦Ｌ１ｓ／Ｌ≦０．５３

条件式（６）は、第１レンズ群の最物体側面から開口絞りまでの軸上距離と光学系全長との比を規定する式である。条件式（６）を満足することで、光学系全長に対する開口絞りの適切な位置を規定して、高い結像性能を維持しながら、光学系口径の小型化を実現することができる。

条件式（６）においてその下限を下回ると、開口絞りが物体側に近づきすぎて像側のレンズ口径が拡大するばかりか、後群における軸外収差、主に歪曲収差の発生が顕著になるため、好ましくない。一方、条件式（６）においてその上限を超えると、開口絞りが像側に近づきすぎて、前玉の有効径の拡大につながり、光学系の小型化が困難になる。

なお、上記条件式（６）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（６ａ） ０．０１２≦Ｌ１ｓ／Ｌ≦０．５００
この条件式（６ａ）で規定する範囲を満足することにより、高い結像性能を維持しながら、光学系口径のより小型化を実現することができる。

さらに、上記条件式（６ａ）は、次に示す範囲を満足すると、光学系口径のさらなる小型化を実現することができる。
（６ｂ） ０．０１３≦Ｌ１ｓ／Ｌ≦０．４００

さらに、上記条件式（６ｂ）は、次に示す範囲を満足すると、光学系口径のより一層の小型化を実現することができる。
（６ｃ） ０．０１３≦Ｌ１ｓ／Ｌ≦０．３００

さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、第２レンズ群を負の屈折力を有する単レンズ成分で構成することが好ましい。

第２レンズ群を負の屈折力を有する単レンズ成分で構成することでフォーカス群の小型、軽量化が達成され、高速のフォーカシングが可能になり、動画撮影に有効である。また、フォーカス群の小型、軽量化を図ることにより、フォーカス群の駆動をつかさどるアクチュエータ等の駆動手段の負荷も減少し、省電力化に資することになる。また、当該駆動手段の一層の小型化を促進することができる。

さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、無限遠物体合焦状態における第２レンズ群の焦点距離をｆ２、無限遠物体合焦状態における光学系全系の焦点距離をｆとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（７） −２．１２≦ｆ２／ｆ≦−０．１８

条件式（７）は、無限遠物体合焦状態における、第２レンズ群の焦点距離と光学系全系の焦点距離との比を規定する式である。条件式（７）を満足することにより、光学系の小型化を実現しつつ、高い結像性能を維持することができる（特に像面湾曲の補正に有効）。

条件式（７）においてその下限を下回ると、第２レンズ群の焦点距離が長くなって、第２レンズ群の負のパワーが弱くなりすぎる。この結果、フォーカシング時の第２レンズ群の移動量が増大して、光学系全長が延び、光学系の小型化が困難になる。一方、条件式（７）においてその上限を超えると、第２レンズ群の焦点距離が短くなって、第２レンズ群の負のパワーが強くなりすぎる。この結果、フォーカシング時の第２レンズ群の移動に伴う収差変動（特に像面湾曲の変動）、画角変動が過大となり、好ましくない。

なお、上記条件式（７）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（７ａ） −１．９０≦ｆ２／ｆ≦−０．１９
この条件式（７ａ）で規定する範囲を満足することにより、より小型で、優れた結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを実現することができる。

さらに、上記条件式（７ａ）は、次に示す範囲を満足すると、より小型、高性能なインナーフォーカス式レンズを実現することができる。
（７ｂ） −１．５０≦ｆ２／ｆ≦−０．２０

さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、最も物体側に配置されたレンズ以外のレンズにより構成されるレンズ群（防振群）を光軸に対して垂直方向へ移動させることで像がシフトされ、防振補正が行われる。そして、光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群の横倍率をβｐ、光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群よりも像側に配置されたレンズの合成横倍率をβｒとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（８） ０．１５≦（１−βｐ）×βｒ≦４．５０

条件式（８）は、防振補正時に移動されるレンズ群の移動量に対する像のシフト割合を規定する式である。条件式（８）を満足することにより、防振補正時の防振群の移動量を抑制して光学系口径の小型化を図ることができるとともに、防振補正能力を向上させることができる。なお、防振群に最も像側に配置されたレンズが含まれる場合は、条件式（７）におけるβｒの値は１になる。

条件式（８）においてその下限を下回ると、所定量だけ像をシフトさせるために必要な防振群の垂直方向への移動量が増加して、光学系口径が大きくなり、光学系の小型化が阻害される。一方、条件式（８）においてその上限を超えると、防振群がわずかに移動した場合でも像が大きくシフトしてしまうので、防振補正能力が劣化してしまう。この状態で高い防振補正能力を維持しようとする場合、防振補正時における防振群の制御に極めて高い精度が要求される。この結果、防振群の駆動装置の構成が複雑化し、レンズユニットの製造コストに跳ね返ることになるため、好ましくない。

なお、防振群は複数のレンズで構成しても、単レンズで構成しても防振補正効果は変わらない。防振群を単レンズで構成すると、防振群の小型、軽量化を図ることができるため、光学系全系の小型、軽量化に効果的である。防振群の小型、軽量化を図ることにより、防振群の駆動をつかさどる駆動手段の負荷も減少し、省電力化に資することになる。また、防振群に近軸曲率のパワーを弱める形状の非球面レンズを採用すると、防振補正時の片ボケや中心コマの変動を抑制することができる。

なお、上記条件式（８）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（８ａ） ０．１６≦（１−βｐ）×βｒ≦４．３０
この条件式（８ａ）で規定する範囲を満足することにより、小型で、より優れた防振補正能力を備えたインナーフォーカス式レンズを実現することができる。

さらに、上記条件式（８ａ）は、次に示す範囲を満足すると、小型、で極めて優れた防振補正能力を備えたインナーフォーカス式レンズを実現することができる。
（８ｂ） ０．１６≦（１−βｐ）×βｒ≦４．００

さらに、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、第２レンズ群の最物体側面の曲率半径をＲ２１、第２レンズ群の最像側面の曲率半径をＲ２２とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（９） ０≦（Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１−Ｒ２２）

条件式（９）は、第２レンズ群における、最物体側面の形状と最像側面の形状を規定する式である。条件式（９）を満足することにより、第２レンズ群における、最像側面の曲率半径が最物体側面の曲率半径より小さくなる。この結果、強いパワーをもつ面に入射する光線角度の変化を小さくして、フォーカシング時の像面湾曲の変動を抑制することができる。

なお、上記条件式（９）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（９ａ） １≦（Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１−Ｒ２２）
この条件式（９ａ）で規定する範囲を満足することにより、フォーカシング時の像面湾曲の変動をより抑制することができる。

さらに、上記条件式（９ａ）は、次に示す範囲を満足すると、フォーカシング時の像面湾曲の変動を極めて小さくすることができる。
（９ｂ） １≦（Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１−Ｒ２２）≦３００

また、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズにおいて、第１レンズ群中に非球面が形成された正レンズを配置すると、球面収差の補正に効果的である。特に、当該正レンズに近軸曲率のパワーを弱める形状の非球面を形成すると、球面収差の補正効果が向上する。

また、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズにおいて、第２レンズ群を構成するレンズに非球面を形成すると、像面湾曲の補正により効果的である。特に、第２レンズ群を構成するレンズに近軸曲率のパワーを弱める形状の非球面を形成すると、像面湾曲の補正効果がより向上するとともに、フォーカシング時の像面湾曲の変動を抑える効果がより高くなる。

また、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズにおいて、第３レンズ群を構成するレンズに非球面を形成すると、像面湾曲の補正に効果的である。特に、第３レンズ群を構成するレンズに近軸曲率のパワーを弱める形状の非球面を形成すると、像面湾曲の補正効果が向上する。

なお、第２レンズ群に対して空気を隔てて像側に配置されるレンズは、正の屈折力を有する単レンズ成分であることが好ましい。かかる単レンズ成分を第２レンズ群の像側に配置することで、第２レンズ群の倍率を高めることができ、フォーカシング時の第２レンズ群の移動量を減少させることができる。この結果、光学系の小型化はもとより高速なフォーカシングも可能になる。

以上説明したように、本発明によれば、全長および口径の小型化が達成され、かつ高い結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを提供することができる。さらに、広角から標準画角の焦点距離を有する、高い結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを提供することができる。しかも、防振補正能力が優れた、小型のインナーフォーカス式レンズを提供することができる。このように、本発明によれば、動画撮影が可能な小型カメラにも容易に搭載できるインナーフォーカス式レンズを提供することができる。特に、上記各条件式を満足することで、動画撮影に好適な、より小型で高い結像性能を有するインナーフォーカス方式レンズを実現することができる。

以下、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズの実施例を図面に基づき詳細に説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図１は、無限遠物体合焦状態を示している。このインナーフォーカス式レンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₁₂と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₁₃と、が配置されて構成される。

第１レンズ群Ｇ₁₁は、物体側から順に、屈折力をもたないレンズＬ₁₁₁と、所定の口径を規定する開口絞りＳと、正レンズＬ₁₁₂と、負レンズＬ₁₁₃と、正レンズＬ₁₁₄と、が配置されて構成される。正レンズＬ₁₁₂と負レンズＬ₁₁₃とは、接合されている。正レンズＬ₁₁₄の両面には、非球面が形成されている。

第２レンズ群Ｇ₁₂は、負レンズＬ₁₂₁により構成されている。負レンズＬ₁₂₁の両面には、非球面が形成されている。第２レンズ群Ｇ₁₂は、光軸に沿って物体側から像側へ移動することにより、無限遠物体合焦状態から最至近距離物体合焦状態までのフォーカシングを行う。

第３レンズ群Ｇ₁₃は、物体側から順に、正レンズＬ₁₃₁(フロントサブレンズ群)と、負レンズＬ₁₃₂(リアサブレンズ群)と、が配置されて構成される。正レンズＬ₁₃₁の両面には、非球面が形成されている。また、正レンズＬ₁₃₁と負レンズＬ₁₃₂との間には、空気間隔が形成されている。

実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズでは、第１レンズ群Ｇ₁₁に含まれる正レンズＬ₁₁₄、または第３レンズ群Ｇ₁₃に含まれる正レンズＬ₁₃₁を光軸に対して垂直方向へ移動させることで防振補正を行う。また、第１レンズ群Ｇ₁₁の屈折力をもたないレンズＬ₁₁₁を除くすべてのレンズを一体的に光軸に対して垂直方向へ移動させることによっても防振補正を行うことが可能である。

以下、実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズに関する各種数値データを示す。

（レンズデータ）
ｒ₁＝∞
ｄ₁＝0.6500 ｎｅ₁＝1.51872 νｅ₁＝64.00
ｒ₂＝∞
ｄ₂＝0.5000
ｒ₃＝∞（開口絞り）
ｄ₃＝3.8293
ｒ₄＝-9.4944
ｄ₄＝2.8640 ｎｅ₂＝1.83945 νｅ₂＝42.47
ｒ₅＝-5.8201
ｄ₅＝0.6500 ｎｅ₃＝1.81184 νｅ₃＝33.03
ｒ₆＝-16.1384
ｄ₆＝0.2000
ｒ₇＝22.3959（非球面）
ｄ₇＝3.2615 ｎｅ₄＝1.85639 νｅ₄＝39.85
ｒ₈＝-18.3976（非球面）
ｄ₈＝D(8)（可変）
ｒ₉＝19.3324（非球面）
ｄ₉＝0.6500 ｎｅ₅＝1.82917 νｅ₅＝23.86
ｒ₁₀＝10.5762（非球面）
ｄ₁₀＝D(10)（可変）
ｒ₁₁＝-17.1418（非球面）
ｄ₁₁＝4.1419 ｎｅ₆＝1.74689 νｅ₆＝49.07
ｒ₁₂＝-12.0908（非球面）
ｄ₁₂＝2.8770
ｒ₁₃＝-22.5833
ｄ₁₃＝1.0000 ｎｅ₇＝1.83930 νｅ₇＝37.09
ｒ₁₄＝-77.3086
ｄ₁₄＝Ｂｆ

円錐係数（ｋ）および非球面係数（Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀）
（第７面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝-4.44632×10^-5，Ａ₆＝-3.60976×10^-8，
Ａ₈＝9.18001×10^-9，Ａ₁₀＝-2.80183×10^-11
（第８面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝5.44540×10^-5，Ａ₆＝2.72131×10^-7，
Ａ₈＝3.22891×10^-9，Ａ₁₀＝9.43255×10^-12
（第９面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝-2.70854×10^-5，Ａ₆＝-2.61994×10^-6，
Ａ₈＝2.06465×10^-8，Ａ₁₀＝-1.04244×10^-10
（第１０面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝3.25644×10^-5，Ａ₆＝-3.06186×10^-6，
Ａ₈＝-3.22202×10^-9，Ａ₁₀＝7.42390×10^-11
（第１１面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝1.76311×10^-4，Ａ₆＝1.34885×10^-6，
Ａ₈＝-1.04265×10^-8，Ａ₁₀＝3.35661×10^-12
（第１２面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝1.19215×10^-4，Ａ₆＝5.79903×10^-7，
Ａ₈＝2.49765×10^-9，Ａ₁₀＝-1.46183×10^-11

（各合焦状態の数値データ）
無限遠 最至近距離（物体距離300mm）
D(8) 1.0688 1.8929
D(10) 6.8075 5.9834
ｆ（光学系全系の焦点距離） 27.5462 26.0246
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー） 2.8840 2.8985
ω（半画角） 38.5881 38.3233
Ｙ（像高） 20.29 21.07
Ｂｆ（バックフォーカス） 15.6482 15.6482

（条件式（１）に関する数値）
Ｒ１（負レンズＬ₁₃₂の物体側空気境界面の曲率半径）＝-22.5833
Ｒ２（負レンズＬ₁₃₂の像側空気境界面の曲率半径）＝-77.3086
（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＝-1.83

（条件式（２）に関する数値）
νｅｎ（負レンズＬ₁₃₂のｅ線に対するアッベ数）＝37.09

（条件式（３）に関する数値）
ｆ１（無限遠物体合焦状態における第１レンズ群Ｇ₁₁の焦点距離）＝13.6190
ｆ１／ｆ＝0.49

（条件式（４）に関する数値）
ｆ３（無限遠物体合焦状態における第３レンズ群Ｇ₁₃の焦点距離）＝-400.0000
ｆ３／ｆ＝-14.52

（条件式（５）に関する数値）
βｉｎｆ（無限遠物体合焦状態における第２レンズ群Ｇ₁₂の近軸倍率）＝1.87
βｍｏｄ（最至近距離物体合焦状態における第２レンズ群Ｇ₁₂の近軸倍率）＝1.85
βｉｎｆ／βｍｏｄ＝1.01

（条件式（６）に関する数値）
Ｌ１ｓ（第１レンズ群Ｇ₁₁の最物体側面から開口絞りＳまでの軸上距離）＝1.1500
Ｌ（光学系全長）＝44.1482
Ｌ１ｓ／Ｌ＝0.03

（条件式（７）に関する数値）
ｆ２（無限遠物体合焦状態における第２レンズ群Ｇ₁₂の焦点距離）＝-29.1423
ｆ２／ｆ＝-1.06

（条件式（８）に関する数値）
・移動させるレンズ群（防振群）が第１レンズ群Ｇ₁₁の正レンズＬ₁₁₄である場合
βｐ（光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群の横倍率）＝-0.33
βｒ（光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群よりも像側に配置されたレンズの合成横倍率）＝2.02
（１−βｐ）×βｒ＝2.69
・移動させるレンズ群（防振群）が第３レンズ群Ｇ₁₃の正レンズＬ₁₃₁である場合
βｐ（光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群の横倍率）＝0.76
βｒ（光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群よりも像側に配置されたレンズの合成横倍率）＝1.43
（１−βｐ）×βｒ＝0.35
・移動させるレンズ群（防振群）が第１レンズ群Ｇ₁₁の屈折力をもたないレンズＬ₁₁₁を除くすべてのレンズである場合
βｐ（光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群の横倍率）＝0
βｒ（光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群よりも像側に配置されたレンズの合成横倍率）＝1
（１−βｐ）×βｒ＝1

（条件式（９）に関する数値）
Ｒ２１（負レンズＬ₁₂₁の最物体側面の曲率半径）＝19.3324
Ｒ２２（負レンズＬ₁₂₁の最像側面の曲率半径）＝10.5762
（Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１−Ｒ２２）＝3.42

図２は、実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの諸収差図である。図中、曲線はｅ線（λ＝５４６．０７４ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。また、非点収差図におけるＳ，Ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

図３は、実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図３は、無限遠物体合焦状態を示している。このインナーフォーカス式レンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₂₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₂₂と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₂₃と、が配置されて構成される。

第１レンズ群Ｇ₂₁は、物体側から順に、正レンズＬ₂₁₁と、所定の口径を規定する開口絞りＳと、正レンズＬ₂₁₂と、負レンズＬ₂₁₃と、正レンズＬ₂₁₄と、が配置されて構成される。正レンズＬ₂₁₂と負レンズＬ₂₁₃とは、接合されている。正レンズＬ₂₁₄の両面には、非球面が形成されている。

第２レンズ群Ｇ₂₂は、負レンズＬ₂₂₁により構成されている。負レンズＬ₂₂₁の両面には、非球面が形成されている。第２レンズ群Ｇ₂₂は、光軸に沿って物体側から像側へ移動することにより、無限遠物体合焦状態から最至近距離物体合焦状態までのフォーカシングを行う。

第３レンズ群Ｇ₂₃は、物体側から順に、正レンズＬ₂₃₁(フロントサブレンズ群)と、負レンズＬ₂₃₂(リアサブレンズ群)と、が配置されて構成される。正レンズＬ₂₃₁の両面には、非球面が形成されている。また、正レンズＬ₂₃₁と負レンズＬ₂₃₂との間には、空気間隔が形成されている。

実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズでは、第１レンズ群Ｇ₂₁に含まれる正レンズＬ₂₁₄、または第３レンズ群Ｇ₂₃に含まれる正レンズＬ₂₃₁を光軸に対して垂直方向へ移動させることで防振補正を行う。

以下、実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズに関する各種数値データを示す。

（レンズデータ）
ｒ₁＝17.9780
ｄ₁＝3.1723 ｎｅ₁＝1.49845 νｅ₁＝81.21
ｒ₂＝-179.8468
ｄ₂＝0.5000
ｒ₃＝∞（開口絞り）
ｄ₃＝3.7714
ｒ₄＝-24.8117
ｄ₄＝1.6114 ｎｅ₂＝1.49845 νｅ₂＝81.21
ｒ₅＝-17.9439
ｄ₅＝0.6500 ｎｅ₃＝1.73432 νｅ₃＝28.10
ｒ₆＝47.4504
ｄ₆＝0.6736
ｒ₇＝28.5683（非球面）
ｄ₇＝2.9298 ｎｅ₄＝1.88765 νｅ₄＝36.97
ｒ₈＝-23.6412（非球面）
ｄ₈＝D(8)（可変）
ｒ₉＝38.5730（非球面）
ｄ₉＝0.6500 ｎｅ₅＝1.62518 νｅ₅＝57.96
ｒ₁₀＝12.3652（非球面）
ｄ₁₀＝D(10)（可変）
ｒ₁₁＝-19.3415（非球面）
ｄ₁₁＝1.4124 ｎｅ₆＝2.00912 νｅ₆＝28.91
ｒ₁₂＝-17.3396（非球面）
ｄ₁₂＝8.4378
ｒ₁₃＝-13.9954
ｄ₁₃＝1.0000 ｎｅ₇＝1.58481 νｅ₇＝40.61
ｒ₁₄＝-20.2884
ｄ₁₄＝Ｂｆ

円錐係数（ｋ）および非球面係数（Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀）
（第７面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝-5.31140×10^-5，Ａ₆＝1.77167×10^-8，
Ａ₈＝-2.98858×10^-10，Ａ₁₀＝2.27493×10^-11
（第８面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝3.94940×10^-6，Ａ₆＝-5.26041×10^-8，
Ａ₈＝-8.87342×10^-11，Ａ₁₀＝1.87394×10^-11
（第９面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝7.42096×10^-6，Ａ₆＝-1.53328×10^-6，
Ａ₈＝1.49734×10^-8，Ａ₁₀＝-4.71441×10^-11
（第１０面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝1.80928×10^-5，Ａ₆＝-1.60282×10^-6，
Ａ₈＝6.53719×10^-9，Ａ₁₀＝3.47436×10^-12
（第１１面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝1.40765×10^-4，Ａ₆＝4.99455×10^-7，
Ａ₈＝-1.94373×10^-9，Ａ₁₀＝-9.37987×10^-12
（第１２面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝1.04350×10^-4，Ａ₆＝3.22665×10^-7，
Ａ₈＝6.06200×10^-10，Ａ₁₀＝-1.72843×10^-11

（各合焦状態の数値データ）
無限遠 最至近距離（物体距離300mm）
D(8) 1.2021 3.4333
D(10) 6.9558 4.7246
ｆ（光学系全系の焦点距離） 48.4962 40.8401
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー） 2.8840 2.9589
ω（半画角） 21.9113 20.7990
Ｙ（像高） 21.63 21.63
Ｂｆ（バックフォーカス） 16.1817 16.1817

（条件式（１）に関する数値）
Ｒ１（負レンズＬ₂₃₂の物体側空気境界面の曲率半径）＝-13.9954
Ｒ２（負レンズＬ₂₃₂の像側空気境界面の曲率半径）＝-20.2884
（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＝-5.45

（条件式（２）に関する数値）
νｅｎ（負レンズＬ₂₃₂のｅ線に対するアッベ数）＝40.61

（条件式（３）に関する数値）
ｆ１（無限遠物体合焦状態における第１レンズ群Ｇ₂₁の焦点距離）＝22.0829
ｆ１／ｆ＝0.46

（条件式（４）に関する数値）
ｆ３（無限遠物体合焦状態における第３レンズ群Ｇ₂₃の焦点距離）＝-263.2280
ｆ３／ｆ＝-5.43

（条件式（５）に関する数値）
βｉｎｆ（無限遠物体合焦状態における第２レンズ群Ｇ₂₂の近軸倍率）＝2.09
βｍｏｄ（最至近距離物体合焦状態における第２レンズ群Ｇ₂₂の近軸倍率）＝2.02
βｉｎｆ／βｍｏｄ＝1.04

（条件式（６）に関する数値）
Ｌ１ｓ（第１レンズ群Ｇ₂₁の最物体側面から開口絞りＳまでの軸上距離）＝3.6723
Ｌ（光学系全長）＝49.1482
Ｌ１ｓ／Ｌ＝0.07

（条件式（７）に関する数値）
ｆ２（無限遠物体合焦状態における第２レンズ群Ｇ₂₂の焦点距離）＝-29.3910
ｆ２／ｆ＝-0.61

（条件式（８）に関する数値）
・移動させるレンズ群（防振群）が第１レンズ群Ｇ₂₁の正レンズＬ₂₁₄である場合
βｐ（光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群の横倍率）＝-0.19
βｒ（光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群よりも像側に配置されたレンズの合成横倍率）＝2.20
（１−βｐ）×βｒ＝2.62
・移動させるレンズ群（防振群）が第３レンズ群Ｇ₂₃の正レンズＬ₂₃₁である場合
βｐ（光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群の横倍率）＝0.86
βｒ（光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群よりも像側に配置されたレンズの合成横倍率）＝1.22
（１−βｐ）×βｒ＝0.17

（条件式（９）に関する数値）
Ｒ２１（負レンズＬ₂₂₁の最物体側面の曲率半径）＝38.5730
Ｒ２２（負レンズＬ₂₂₁の最像側面の曲率半径）＝12.3652
（Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１−Ｒ２２）＝1.94

図４は、実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの諸収差図である。図中、曲線はｅ線（λ＝５４６．０７４ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。また、非点収差図におけるＳ，Ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

図５は、実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。図５は、無限遠物体合焦状態を示している。このインナーフォーカス式レンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₃₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₃₂と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₃₃と、が配置されて構成される。

第１レンズ群Ｇ₃₁は、物体側から順に、正レンズＬ₃₁₁と、所定の口径を規定する開口絞りＳと、負レンズＬ₃₁₂と、正レンズＬ₃₁₃と、が配置されて構成される。正レンズＬ₃₁₃の両面には、非球面が形成されている。

第２レンズ群Ｇ₃₂は、負レンズＬ₃₂₁により構成されている。負レンズＬ₃₂₁の両面には、非球面が形成されている。第２レンズ群Ｇ₃₂は、光軸に沿って物体側から像側へ移動することにより、無限遠物体合焦状態から最至近距離物体合焦状態までのフォーカシングを行う。

第３レンズ群Ｇ₃₃は、物体側から順に、正レンズＬ₃₃₁(フロントサブレンズ群)と、負レンズＬ₃₃₂(リアサブレンズ群)と、が配置されて構成される。正レンズＬ₃₃₁の両面には、非球面が形成されている。また、正レンズＬ₃₃₁と負レンズＬ₃₃₂との間には、空気間隔が形成されている。

実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズでは、第１レンズ群Ｇ₃₁に含まれる正レンズＬ₃₁₃、または第３レンズ群Ｇ₃₃に含まれる正レンズＬ₃₃₁を光軸に対して垂直方向へ移動させることで防振補正を行う。

以下、実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズに関する各種数値データを示す。

（レンズデータ）
ｒ₁＝16.4363
ｄ₁＝5.5000 ｎｅ₁＝1.49845 νｅ₁＝81.21
ｒ₂＝-300.0000
ｄ₂＝0.5000
ｒ₃＝∞（開口絞り）
ｄ₃＝1.8212
ｒ₄＝-44.7468
ｄ₄＝0.7000 ｎｅ₂＝1.72310 νｅ₂＝29.27
ｒ₅＝373.5699
ｄ₅＝0.8417
ｒ₆＝20.8910（非球面）
ｄ₆＝3.3714 ｎｅ₃＝1.49856 νｅ₃＝81.16
ｒ₇＝-33.7365（非球面）
ｄ₇＝D(7)（可変）
ｒ₈＝90.3752（非球面）
ｄ₈＝0.6500 ｎｅ₄＝1.58547 νｅ₄＝59.22
ｒ₉＝11.0161（非球面）
ｄ₉＝D(9)（可変）
ｒ₁₀＝-23.8098（非球面）
ｄ₁₀＝1.3706 ｎｅ₅＝1.82917 νｅ₅＝23.86
ｒ₁₁＝-18.3476（非球面）
ｄ₁₁＝7.8919
ｒ₁₂＝-13.3351
ｄ₁₂＝0.7000 ｎｅ₆＝1.49845 νｅ₆＝81.21
ｒ₁₃＝-22.5577
ｄ₁₃＝Ｂｆ

円錐係数（ｋ）および非球面係数（Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀）
（第６面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝-6.66384×10^-5，Ａ₆＝-3.55330×10^-7，
Ａ₈＝6.24915×10^-10，Ａ₁₀＝-8.69024×10^-12
（第７面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝4.36278×10^-6，Ａ₆＝-1.41704×10^-7，
Ａ₈＝-1.53397×10^-10，Ａ₁₀＝-3.28298×10^-12
（第８面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝-1.17365×10^-5，Ａ₆＝-9.52960×10^-8，
Ａ₈＝5.84886×10^-10，Ａ₁₀＝-3.14094×10^-12
（第９面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝-9.90628×10^-6，Ａ₆＝-6.68574×10^-7，
Ａ₈＝8.71141×10^-9，Ａ₁₀＝-6.97618×10^-11
（第１０面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝8.76623×10^-5，Ａ₆＝-4.76558×10^-7，
Ａ₈＝1.66193×10^-8，Ａ₁₀＝-8.96128×10^-11
（第１１面）
ｋ＝0，
Ａ₄＝5.77887×10^-5，Ａ₆＝-5.30380×10^-7，
Ａ₈＝1.24226×10^-8，Ａ₁₀＝-7.91033×10^-11

（各合焦状態の数値データ）
無限遠 最至近距離（物体距離300mm）
D(7) 1.2117 3.0915
D(9) 6.4767 4.5969
ｆ（光学系全系の焦点距離） 58.5031 46.1351
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー） 2.8840 3.0166
ω（半画角） 18.4621 17.3034
Ｙ（像高） 21.63 21.63
Ｂｆ（バックフォーカス） 20.1130 20.1130

（条件式（１）に関する数値）
Ｒ１（負レンズＬ₃₃₂の物体側空気境界面の曲率半径）＝-13.3351
Ｒ２（負レンズＬ₃₃₂の像側空気境界面の曲率半径）＝-22.5577
（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＝-3.89

（条件式（２）に関する数値）
νｅｎ（負レンズＬ₃₃₂のｅ線に対するアッベ数）＝81.21

（条件式（３）に関する数値）
ｆ１（無限遠物体合焦状態における第１レンズ群Ｇ₃₁の焦点距離）＝21.4980
ｆ１／ｆ＝0.37

（条件式（４）に関する数値）
ｆ３（無限遠物体合焦状態における第３レンズ群Ｇ₃₃の焦点距離）＝-400.0000
ｆ３／ｆ＝-6.84

（条件式（５）に関する数値）
βｉｎｆ（無限遠物体合焦状態における第２レンズ群Ｇ₃₂の近軸倍率）＝2.73
βｍｏｄ（最至近距離物体合焦状態における第２レンズ群Ｇ₃₂の近軸倍率）＝2.65
βｉｎｆ／βｍｏｄ＝1.03

（条件式（６）に関する数値）
Ｌ１ｓ（第１レンズ群Ｇ₃₁の最物体側面から開口絞りＳまでの軸上距離）＝6.0000
Ｌ（光学系全長）＝51.1482
Ｌ１ｓ／Ｌ＝0.12

（条件式（７）に関する数値）
ｆ２（無限遠物体合焦状態における第２レンズ群Ｇ₃₂の焦点距離）＝-21.4928
ｆ２／ｆ＝-0.37

（条件式（８）に関する数値）
・移動させるレンズ群（防振群）が第１レンズ群Ｇ₃₁の正レンズＬ₃₁₃である場合
βｐ（光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群の横倍率）＝0.37
βｒ（光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群よりも像側に配置されたレンズの合成横倍率）＝2.72
（１−βｐ）×βｒ＝1.72
・移動させるレンズ群（防振群）が第３レンズ群Ｇ₃₃の正レンズＬ₃₃₁である場合
βｐ（光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群の横倍率）＝0.76
βｒ（光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群よりも像側に配置されたレンズの合成横倍率）＝1.32
（１−βｐ）×βｒ＝0.32

（条件式（９）に関する数値）
Ｒ２１（負レンズＬ₃₂₁の最物体側面の曲率半径）＝90.3752
Ｒ２２（負レンズＬ₃₂₁の最像側面の曲率半径）＝11.0161
（Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１−Ｒ２２）＝1.28

図６は、実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの諸収差図である。図中、曲線はｅ線（λ＝５４６．０７４ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。また、非点収差図におけるＳ，Ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

なお、上記各実施例中の数値データにおいて、ｒ₁，ｒ₂，・・・・は各レンズ、絞り面などの曲率半径、ｄ₁，ｄ₂，・・・・は各レンズ、絞りなどの肉厚またはそれらの面間隔、ｎｅ₁，ｎｅ₂，・・・・は各レンズのｅ線（λ＝５４６．０７４ｎｍ）に対する屈折率、νｅ₁，νｅ₂，・・・・は各レンズのｅ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に対するアッベ数を示している。そして、長さの単位はすべて「ｍｍ」、角度の単位はすべて「°」である。

また、上記各非球面形状は、非球面の深さをＺ、曲率をｃ（１／ｒ）、光軸からの高さをｈ、円錐係数をｋ、４次，６次，８次，１０次の非球面係数をそれぞれＡ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀とし、光の進行方向を正とするとき、以下に示す式により表される。

上記各実施例には、３５ｍｍフィルムカメラ換算で広角から標準画角の焦点距離をもつインナーフォーカス式レンズの一例を示した。上記各実施例のインナーフォーカス式レンズは、フォーカス群の小型、軽量化を図ることで、動画撮影に欠かせない高速なオートフォーカス処理を良好に行うことが可能になる。また、防振補正時の防振群の移動量を抑制することができるため、光学系口径の拡大を抑制することができる。特に、上記各条件式を満足することで、動画撮影に好適な、小型、広角で高い結像性能を備えたインナーフォーカス方式レンズを実現することができる。

以上のように、本発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、写真用カメラ、ビデオカメラなどの小型の撮像装置に有用であり、特に、動画撮影用の撮像装置に最適である。

Ｇ₁₁，Ｇ₂₁，Ｇ₃₁ 第１レンズ群
Ｇ₁₂，Ｇ₂₂，Ｇ₃₂ 第２レンズ群
Ｇ₁₃，Ｇ₂₃，Ｇ₃₃ 第３レンズ群
Ｌ₁₁₁ 屈折力をもたないレンズ
Ｌ₁₁₂，Ｌ₁₁₄，Ｌ₁₃₁，Ｌ₂₁₁，Ｌ₂₁₂，Ｌ₂₁₄，Ｌ₂₃₁，Ｌ₃₁₁，Ｌ₃₁₃，Ｌ₃₃₁ 正レンズ
Ｌ₁₁₃，Ｌ₁₂₁，Ｌ₁₃₂，Ｌ₂₁₃，Ｌ₂₂₁，Ｌ₂₃₂，Ｌ₃₁₂，Ｌ₃₂₁，Ｌ₃₃₂ 負レンズ
Ｓ 開口絞り

Claims (10)

1. 物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、からなり、前記第２レンズ群を光軸に沿って移動させることにより、無限遠物体合焦状態から最至近距離物体合焦状態までのフォーカシングを行うインナーフォーカス式レンズであって、
   前記第３レンズ群の最も像側には負の屈折力を有する単レンズ成分が配置され、
   以下に示す条件式を満足することを特徴とするインナーフォーカス式レンズ。
   （１） （Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）≦０．０
   ただし、Ｒ１は前記負の屈折力を有する単レンズ成分の物体側空気境界面の曲率半径、Ｒ２は前記負の屈折力を有する単レンズ成分の像側空気境界面の曲率半径を示す。
2. 前記第３レンズ群の最も像側に配置された負の屈折力を有する単レンズ成分は単一の硝材で構成され、
   以下に示す条件式を満足する請求項１に記載のインナーフォーカス式レンズ。
   （２） ３０≦νｅｎ
   ただし、νｅｎは前記第３レンズ群の最も像側に配置された負の屈折力を有する単レンズ成分のｅ線に対するアッベ数を示す。
3. 以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のインナーフォーカス式レンズ。
   （３） ０．１８≦ｆ１／ｆ≦０．９９
   ただし、ｆ１は無限遠物体合焦状態における前記第１レンズ群の焦点距離、ｆは無限遠物体合焦状態における光学系全系の焦点距離を示す。
4. 以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のインナーフォーカス式レンズ。
   （４） −２９．０≦ｆ３／ｆ≦−５．４
   ただし、ｆ３は無限遠物体合焦状態における前記第３レンズ群の焦点距離、ｆは無限遠物体合焦状態における光学系全系の焦点距離を示す。
5. 以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のインナーフォーカス式レンズ。
   （５） ０．５１≦βｉｎｆ／βｍｏｄ≦２．０７
   ただし、βｉｎｆは無限遠物体合焦状態における前記第２レンズ群の近軸倍率、βｍｏｄは最至近距離物体合焦状態における前記第２レンズ群の近軸倍率を示す。
6. 前記第３レンズ群は、物体側から順に配置された、正の屈折力を有するフロントサブレンズ群と、負の屈折力を有するリアサブレンズ群と、により構成され、
   前記フロントサブレンズ群と前記リアサブレンズ群との間には該第３レンズ群中で最も広い軸上の空気間隔が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のインナーフォーカス式レンズ。
7. 以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のインナーフォーカス式レンズ。
   （６） ０．０１≦Ｌ１ｓ／Ｌ≦０．５３
   ただし、Ｌ１ｓは前記第１レンズ群の最物体側面から開口絞りまでの軸上距離、Ｌは光学系全長（最物体側のレンズ面頂点から結像面までの空気換算光路長）を示す。
8. 前記第２レンズ群は負の屈折力を有する単レンズ成分で構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のインナーフォーカス式レンズ。
9. 以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のインナーフォーカス式レンズ。
   （７） −２．１２≦ｆ２／ｆ≦−０．１８
   ただし、ｆ２は無限遠物体合焦状態における前記第２レンズ群の焦点距離、ｆは無限遠物体合焦状態における光学系全系の焦点距離を示す。
10. 最も物体側に配置されたレンズ以外のレンズにより構成されるレンズ群を光軸に対して垂直方向へ移動させることで像をシフトさせ、
    以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載のインナーフォーカス式レンズ。
    （８） ０．１５≦（１−βｐ）×βｒ≦４．５０
    ただし、βｐは光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群の横倍率、βｒは光軸に対して垂直方向へ移動させるレンズ群よりも像側に配置されたレンズの合成横倍率を示す。

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