JP2004177435A - 広角レンズ、カメラおよび投写型表示装置 - Google Patents
広角レンズ、カメラおよび投写型表示装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】小型で諸収差が良好に補正されて高性能であり、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長い広角レンズを提供する。
【解決手段】物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスタイプの第１レンズＬ１、負レンズである第２レンズＬ２、正レンズである第３レンズＬ３、正レンズである第４レンズＬ４と負レンズである第５レンズＬ５との貼り合わせからなる接合レンズＬ４５、そして正レンズである第６レンズＬ６を配置してなる。動作機能的には、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とで負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１を構成し、第３レンズＬ３と第４レンズと第５レンズＬ５とで正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を構成し、第６レンズＬ６で正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３を構成する。開口絞りＳを、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間に介挿配置する。
【選択図】 図１
【解決手段】物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスタイプの第１レンズＬ１、負レンズである第２レンズＬ２、正レンズである第３レンズＬ３、正レンズである第４レンズＬ４と負レンズである第５レンズＬ５との貼り合わせからなる接合レンズＬ４５、そして正レンズである第６レンズＬ６を配置してなる。動作機能的には、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とで負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１を構成し、第３レンズＬ３と第４レンズと第５レンズＬ５とで正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を構成し、第６レンズＬ６で正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３を構成する。開口絞りＳを、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間に介挿配置する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単焦点距離の広角光学系に係り、特にＣＣＤ（電荷結合素子）等の固体撮像素子を用いる、いわゆるディジタルスティルカメラのような小型カメラに好適なレトロフォーカス型の広角レンズ、およびそれを撮影レンズとして用いるカメラ、並びにそれを投影レンズとして用いる投写型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年においては、ディジタルスティルカメラに対する小型化と低コスト化の要求がますます高まっている。また、ＣＣＤ等を用いた固体撮像素子が小型化、高画素密度化することに伴い、１画素の大きさが小さくなり、非常に高解像度の撮影レンズ系が必要とされてきている。このように小型で高解像度の撮影レンズを得るためには、レンズ構成枚数を少なくする一方で良好な収差補正を行う必要がある。
さらに、固体撮像素子の高画素密度化が進む反面、その感度は低下する傾向にある。このように、感度が低下すると画面周辺部では、特にシェーディング特性のため十分な光量が必要となり、撮像レンズには、充分な周辺光量と良好なテレセントリック性が求められる。さらには、ローパスフィルタ等を配置するために、ある程度長いバックフォーカスが要求される。
従来のディジタルスティルカメラ用撮影レンズは、このような多くの要求を同時に且つ充分に満足しているとはいえず、改善の余地がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１９３９１公報
例えば、従来、特許文献１に示されるように、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、負レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズからなる前群と、絞りと、正の屈折力を有して最も物体に近い側および像面に近い側に正レンズを有し且つ少なくとも１枚の負レンズを含む後群とが配置されてなる撮影レンズに、前記後群レンズの焦点距離および全系の焦点距離に関連して所定の条件を与えることによって、小型でしかも諸収差を良好に補正して高性能とするものがあった。
【０００４】
【特許文献２】
特開平１１−５２２２８号
また、例えば、特許文献２のように、物体側から、順次、正メニスカスレンズと少なくとも１枚の負メニスカスレンズを有する負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群と、絞りと、最も物体側の面が、物体側に凸な面を有する接合レンズを含む正屈折力の第３レンズ群とを配置してなる広角レンズに、前記第ｌレンズ群の焦点距離、広角レンズ全体の焦点距離、およびバックフォーカスに関連して所定の条件を与えることによって、バックフォーカスを充分に確保し、且つ諸収差を充分に補正すると同時に、射出瞳を遠くして周辺光量を充分に確保しシェーディングを効果的に回避することができ、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ用の広角および超広角レンズとして好適な広角レンズとするものもあった。
【０００５】
【特許文献３】
特許第２９９２５４７号
さらには、この特許文献３に示されるように、物体側から、順次、前群と、後群とに分けられ、前記前群は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと、正レンズとの３枚のレンズを配してなり、前記後群は、物体側から、順次、接合された両凹レンズおよび両凸レンズと、正レンズとの３枚のレンズを配してなる超広角レンズに、物体側から１番目および２番目のレンズの合成焦点距離、全系の焦点距離、物体側から４番目および６番目のレンズの屈折率と像側の面の曲率半径、物体側から６番目のレンズの物体側の面の曲率半径、並びに物体側から３番目のレンズのアッベ数に関連して所定の条件を与えることによって、歪曲収差を犠牲にして、焦点距離に比して長いバックフォーカスを有し、超広画角を有するにもかかわらず、構成枚数がきわめて少なく、コンパクトで、低コストで、明るくしかも高性能な超広角レンズとするものもあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に示されたものは、小型で且つ諸収差を良好に補正することを目的としているが、前群と後群の２群として機能し且つ６枚以上のレンズを用いてなるレンズであり、実施例として示された具体的なレンズ構成では、７枚（２枚１組の接合レンズを含んでいるいわゆる６群７枚）のレンズを用いていて、画角が６４°程度と充分に広角とはいえないものを前提としており、より広角化したときに、小型化および諸収差の補正、並びにバックフォーカスの面でもかならずしも充分なものではなかった。
特許文献２に示されたものは、画角が７５°程度の広角レンズでバックフォーカスを長くすることを目的としているが、第１レンズ群〜第３レンズ群の３群として機能し且つ５枚以上のレンズを用いてなるレンズであり、実施の形態として示された具体的なレンズ構成では、７枚（２枚１組の接合レンズを含んでいるいわゆる６群７枚）以上のレンズを用いていて、充分に収差を補正するためには、さらに多くのレンズが必要となるなど、構成が複雑化し、大型化する可能性もある。
【０００７】
特許文献３に示されたものは、焦点距離に比べて約２．５倍以上のバックフォーカスを有し、画角が１３０゜〜１８０゜に及ぶ超広角レンズを、構成枚数がきわめて少なく、コンパクトで、低コストで、明るく高性能とすることを目的としているが、前群と後群の２群として機能し且つ６枚以上（具体的には２枚１組の接合レンズを含んでいるいわゆる６群７枚のレンズが示されている）のレンズを用いてなるレンズであり、構成レンズ枚数を少なくして、小型化および低コスト化するために、収差補正を重視していないことを本文中に明記しているように、諸収差が充分に補正されているとはいえない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、小型で諸収差が良好に補正されて高性能な、例えばディジタルスティルカメラ用の撮影レンズとして好適な、レンズであって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズ、前記広角レンズを撮影レンズとして用いるカメラおよび前記広角レンズを投影レンズとして用いる投写型表示装置を提供することを目的としている。
【０００８】
本発明の請求項１の目的は、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る基本的な構成の広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る具体的な構成の広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る他の具体的な基本的な構成の広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、充分で且つ適正なバックフォーカスおよび適正な射出瞳の位置を実現し得る広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、特に、収差の少ない適正なレンズ性能を確保し得る広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、容易にテレセントリック性を確保して、少ない収差および適正な射出瞳の位置を達成し得る広角レンズを提供することにある。
【０００９】
本発明の請求項７の目的は、特に、非球面の製造加工が容易でしかも収差を有効に低減し得る広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項８の目的は、特に、有効に小型化を達成し得てしかも適正な収差補正を可能とする広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項９の目的は、特に、第１レンズ群の構成をさらに適正化し得る広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項１０の目的は、特に、収差をさらに低減し得る広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項１１の目的は、特に、収差をより一層低減し得る広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項１２の目的は、特に、像面歪曲およびコマ収差の良好なバランスを得ることを可能とする広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項１３の目的は、特に、一層好ましい構成による広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項１４の目的は、特に、撮影レンズを、小型で諸収差が良好に補正されて高性能であって、しかも画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズとしたカメラを提供することにある。
本発明の請求項１５の目的は、特に、投影レンズを、小型で諸収差が良好に補正されて高性能であって、しかも画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズとした投写型表示装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した本発明に係る広角レンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ
前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして負レンズからなる第２レンズを配置して構成し、
前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして正レンズからなる第４レンズと負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、
そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成してなる
ことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載した本発明に係る広角レンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ
前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズを配置して構成し、
前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして物体側に凸面を向けた正レンズからなる第４レンズと像側に凹面を向けた負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、
そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成するとともに、
前記第３レンズ群を物体側に移動させて近距離物体に対するフォーカシングを行なう
ことを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載した本発明に係る広角レンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ
前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして負レンズからなる第２レンズを配置して構成し、
前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして物体側に凸面を向けた正レンズからなる第４レンズと像側に凹面を向けた負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、
そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成するとともに、
前記第１レンズ群を物体側に移動させて近距離物体に対するフォーカシングを行なう
ことを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
全系の焦点距離をｆ、バックフォーカス（空気換算）をｂｆとして、
条件式：
１．０＜ｂｆ／ｆ＜５．０
を満足することを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
全系の焦点距離をｆ、第４レンズと第５レンズの合成焦点距離をｆ４５として、
条件式：
ｆ４５／ｆ＜−１
を満足することを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
第３レンズと第４レンズとの軸上空気間隔をｄ３４、第４レンズと第５レンズの合成焦点距離をｆ４５として、
条件式：
−１．０＜ｄ３４／ｆ４５＜−０．０３
を満足することを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
前記第６レンズは、物体側の面が非球面として形成された両凸レンズであり、光軸に垂直な方向の高さＹにおける前記物体側の非球面上の位置と前記物体側の非球面の頂点での接平面との間の光軸に沿った距離として定義されるサグ量のうちの最大サグ量を△ａｓｐとした時に、第６レンズの焦点距離をｆ６として、
条件式：
０＜△ａｓｐ／ｆ６＜０．３
を満足することを特徴としている。
【００１５】
請求項８に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
全系の焦点距離をｆ、最も物体側のレンズ面から像面までの距離をＴＬとして、
条件式：
３．７＜ＴＬ／ｆ＜５．７
を満足することを特徴としている。
請求項９に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１の広角レンズであって、
前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズとを配置して構成することを特徴としている。
【００１６】
請求項１０に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項９の広角レンズであって、
前記第１レンズ群を構成する前記負メニスカスレンズは、物体側に向けた少なくとも１つの凸面を非球面として構成することを特徴としている。
請求項１１に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１〜請求項１０のいずれか１項の広角レンズであって、
前記第４レンズと前記第５レンズとの接合レンズは、物体側の面を非球面として構成することを特徴としている。
請求項１２に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１〜請求項１１のいずれか１項の広角レンズであって、
開口絞りよりも物体側に配置されるレンズ群Ｇ（ｆ）の全体の焦点距離をｆ（ｆ）、前記開口絞りよりも像側に配置されるレンズ群Ｇ（ｂ）の全体の焦点距離をｆ（ｂ）として、
条件式：
０．３＜ｆ（ｆ）／ｆ（ｂ）＜３．０
を満足することを特徴としている。
【００１７】
請求項１３に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１〜請求項１２のいずれか１項の広角レンズであって、
前記第３レンズと前記第４レンズとの間に開口絞りが配置されていることを特徴としている。
請求項１４に記載した本発明に係るカメラは、光学系として、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の広角レンズを含むことを特徴としている。
【００１８】
請求項１５に記載した本発明に係る投写型表示装置は、
光源と、
前記光源の光を変調するライトバルブと、
前記ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーンに投影するための請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の広角レンズからなる投影レンズと、
を具備することを特徴としている。
【００１９】
【作用】
すなわち、本発明の請求項１による広角レンズは、
物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ
前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして負レンズからなる第２レンズを配置して構成し、
前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして正レンズからなる第４レンズと負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、
そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成してなる。
このような構成により、小型で諸収差が良好に補正されて高性能な、例えばディジタルスティルカメラ用の撮影レンズとして好適な、レンズであって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る基本的な構成を提供することができる。
【００２０】
また、本発明の請求項２による広角レンズは、
物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ
前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズを配置して構成し、
前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして物体側に凸面を向けた正レンズからなる第４レンズと像側に凹面を向けた負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、
そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成するとともに、
前記第３レンズ群を物体側に移動させて近距離物体に対するフォーカシングを行なう。
このような構成により、小型で諸収差が良好に補正されて高性能な、例えばディジタルスティルカメラ用の撮影レンズとして好適な、レンズであって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る具体的な構成を提供することができる。
【００２１】
本発明の請求項３による広角レンズは、
物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ
前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして負レンズからなる第２レンズを配置して構成し、
前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして物体側に凸面を向けた正レンズからなる第４レンズと像側に凹面を向けた負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、
そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成するとともに、
前記第１レンズ群を物体側に移動させて近距離物体に対するフォーカシングを行なう。
このような構成により、小型で諸収差が良好に補正されて高性能な、例えばディジタルスティルカメラ用の撮影レンズとして好適な、レンズであって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る他の具体的な基本的な構成を提供することができる。
【００２２】
本発明の請求項４による広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
全系の焦点距離をｆ、バックフォーカス（空気換算）をｂｆとして、
条件式：
１．０＜ｂｆ／ｆ＜５．０
を満足する。
このような構成により、特に、充分で且つ適正なバックフォーカスおよび適正な射出瞳の位置を実現することができる。
本発明の請求項５による広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
全系の焦点距離をｆ、第４レンズと第５レンズの合成焦点距離をｆ４５として、
条件式：
ｆ４５／ｆ＜−１
を満足する。
このような構成により、特に、収差の少ない適正なレンズ性能を確保することができる。
【００２３】
本発明の請求項６による広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
第３レンズと第４レンズとの軸上空気間隔をｄ３４、第４レンズと第５レンズの合成焦点距離をｆ４５として、
条件式：
−１．０＜ｄ３４／ｆ４５＜−０．０３
を満足する。
このような構成により、特に、容易にテレセントリック性を確保して、少ない収差および適正な射出瞳の位置を達成することができる。
【００２４】
本発明の請求項７による広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
前記第６レンズは、物体側の面が非球面として形成された両凸レンズであり、光軸に垂直な方向の高さＹにおける前記物体側の非球面上の位置と前記物体側の非球面の頂点での接平面との間の光軸に沿った距離として定義されるサグ量のうちの最大サグ量を△ａｓｐとした時に、第６レンズの焦点距離をｆ６として、
条件式：
０＜△ａｓｐ／ｆ６＜０．３
を満足する。
このような構成により、特に、非球面の製造加工が容易でしかも収差を有効に低減することができる。
【００２５】
本発明の請求項８による広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
全系の焦点距離をｆ、最も物体側のレンズ面から像面までの距離をＴＬとして、
条件式：
３．７＜ＴＬ／ｆ＜５．７
を満足する。
このような構成により、特に、有効に小型化を達成し得てしかも適正な収差補正が可能となる。
本発明の請求項９による広角レンズは、請求項１の広角レンズであって、前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズとを配置して構成する。
このような構成により、特に、第１レンズ群の構成をさらに適正化することができる。
【００２６】
本発明の請求項１０による広角レンズは、請求項９の広角レンズであって、前記第１レンズ群を構成する前記負メニスカスレンズは、物体側に向けた少なくとも１つの凸面を非球面として構成する。
このような構成により、特に、収差をさらに低減することができる。
本発明の請求項１１による広角レンズは、請求項１〜請求項１０のいずれか１項の広角レンズであって、前記第４レンズと前記第５レンズとの接合レンズは、物体側の面を非球面として構成する。
このような構成により、特に、収差をより一層低減することができる。
本発明の請求項１２による広角レンズは、請求項１〜請求項１１のいずれか１項の広角レンズであって、
開口絞りよりも物体側に配置されるレンズ群Ｇ（ｆ）の全体の焦点距離をｆ（ｆ）、前記開口絞りよりも像側に配置されるレンズ群Ｇ（ｂ）の全体の焦点距離をｆ（ｂ）として、
条件式：
０．３＜ｆ（ｆ）／ｆ（ｂ）＜３．０
を満足する。
このような構成により、特に、像面歪曲およびコマ収差の良好なバランスを得ることが可能となる。
【００２７】
本発明の請求項１３による広角レンズは、請求項１〜請求項１２のいずれか１項の広角レンズであって、前記第３レンズと前記第４レンズとの間に開口絞りが配置されている。
このような構成により、特に、一層好ましい構成とすることができる。
本発明の請求項１４によるカメラは、光学系として、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の広角レンズを含む。
このような構成により、特に、撮影レンズを、小型で諸収差が良好に補正されて高性能であって、しかも画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズとしたカメラを提供することができる。
本発明の請求項１５による投写型表示装置は、
光源と、
前記光源の光を変調するライトバルブと、
前記ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーンに投影するための請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の広角レンズからなる投影レンズと、
を具備する。
このような構成により、特に、投影レンズを、小型で諸収差が良好に補正されて高性能であって、しかも画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズとした投写型表示装置を提供することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の広角レンズ、カメラおよび投写型表示装置を詳細に説明する。具体的な実施の形態について説明する前に、まず、本発明の原理的な構成を説明する。
本発明に係る広角レンズは、物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、そして正の屈折力を有する第３レンズ群を配置して構成され、前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、および負レンズからなる第２レンズを配置してなり、前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、および正レンズからなる第４レンズと負レンズからなる第５レンズとの貼り合わせからなる接合レンズを配置してなり、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有してなる（請求項１〜請求項３および請求項９に対応している）。
【００２９】
（１）上述した構成に基づく本発明に係る広角レンズは、上述した構成に加えて、さらに次の条件式を満足することが望ましい（請求項４に対応している）。
１．０＜ｂｆ／ｆ＜５．０ （１）
ここで、ｆ：全系の焦点距離であり、ｂｆ：バックフォーカス（空気換算）である。
（２）また、本発明に係る広角レンズは、上述した構成に加えて、さらに次の条件式を満足することが望ましい（請求項５に対応している）。
ｆ４５／ｆ＜−１ （２）
ここで、ｆ４５：第４レンズと第５レンズの合成焦点距離である。
【００３０】
（３）また、本発明に係る広角レンズは、上述した構成に加えて、さらに次の条件式を満足することが望ましい（請求項６に対応している）。
−１．０＜ｄ３４／ｆ４５＜−０．０３ （３）
ここで、ｄ３４：第３レンズと第４レンズとの軸上空気間隔である。
（４）また、前記正レンズからなる第６レンズは、その物体側の面が非球面として構成された両凸レンズであり、光軸に垂直な方向の高さＹにおける前記物体側の非球面上の位置と前記物体側の非球面の頂点での接平面との間の光軸に沿った距離として定義されるサグ量のうちの最大サグ量を△ａｓｐとしたときに、上述した構成に加えて、さらに次の条件式を満足することが望ましい（請求項７に対応している）。
０＜△ａｓｐ／ｆ６＜０．３ （４）
ここで、ｆ６：第６レンズの焦点距離である。
なお、非球面の最大サグ量とは、光軸に垂直な方向の高さｙにおける非球面上の位置と非球面の頂点での接平面との間の光軸に沿った距離として定義されるサグ量のうち最大の値である。
【００３１】
（５）また、本発明にかかる撮影レンズは、上述した構成に加えて、さらに次の条件式を満足することが望ましい（請求項８に対応している）。
３．７＜ＴＬ／ｆ＜５．７ （５）
ここで、ＴＬ：当該広角レンズの最も物体側の面から像面までの距離である。
（６）また、前記第１レンズ群に含まれる負レンズからなる第２レンズは、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をなし、前記凸面は非球面として構成されていることが望ましい（請求項１０に対応している）。
（７）また、前記第４レンズと第５レンズからなる接合レンズの物体側の面は、非球面として構成されていることが望ましい（請求項１１に対応している）。
（８）また、本発明に係る広角レンズは、以上の構成に加えて、さらに、次の条件式を満足することが望ましい（請求項１２に対応している）。
０．３＜ｆ（ｆ）／ｆ（ｂ）＜ ３．０ （６）
ここで、ｆ（ｆ）：開口絞りよりも物体側に配置されるレンズ群Ｇ（ｆ）の全体の焦点距離であり、ｆ（ｂ）：開口絞りよりも像側に配置されるレンズ群Ｇ（ｂ）の全体の焦点距離である。
【００３２】
（９）また、本発明に係る広角レンズは、前記第３レンズと第４レンズとの間に開口絞りが配置されることが望ましい（請求項１３に対応している）。
すなわち、本発明の実施の形態に係る広角レンズは、例えば後述する第１の実施例に係る構成を示す図１のように、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスタイプの第１レンズＬ１、負レンズである第２レンズＬ２、正レンズである第３レンズＬ３、正レンズである第４レンズＬ４と負レンズである第５レンズＬ５との貼り合わせからなる接合レンズＬ４５、そして正レンズである第６レンズＬ６が配置されてなり、全体としていわゆる５群６枚のレンズとして構成する。動作機能的には、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とで負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１を構成し、第３レンズＬ３と第４レンズと第５レンズＬ５とで正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を構成し、第６レンズＬ６で正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３を構成している。また、第６レンズＬ６の後方（像側）、すなわち撮像素子の入射面の直前、には、各種光学フィルタ等のフィルタおよびカバーガラス類の少なくともいずれかに相当する平行平面板Ｐを配置し、且つ開口絞りＳを、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間に介挿配置している。
【００３３】
次に、上述の構成の広角レンズにおいて、満足することが望ましい先に挙げた条件式（１）〜条件式（６）について詳細に説明する。
まず、条件式（１）は、バックフォーカスｂｆとレンズ系全体の焦点距離ｆとの比について適切な範囲を規定している。但し、本発明において、バックフォーカスｂｆは空気換算長である。ｂｆ／ｆが、条件式（１）の上限値５．０以上となると、バックフォーカスが長くなり過ぎて、レンズ系の全長が長くなり大型化を招いてしまう。一方、ｂｆ／ｆが、条件式（１）の下限値１．０以下となると、バックフォーカスが短くなりすぎて、ローパスフィルタ等を配置するための空間を確保することができなくなってしまう。また、射出瞳の位置が像面に近づく傾向となるので不都合である。なお、本発明の効果をさらに充分に発揮するためには、条件式（１）のｂｆ／ｆの上限値を２．０とすることが望ましい。
条件式（２）は、接合レンズＬ４５の焦点距離ｆ４５とレンズ系全体の焦点距離ｆとの比について適切な範囲を規定している。ｆ４５／ｆが、条件式（２）の上限値−１以上となると、接合レンズＬ４５のパワーが強くなりすぎて、内向性コマ収差が発生し易くなるため、レンズ系の性能を確保することが困難になってしまう。
【００３４】
絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２内の第３レンズＬ３と接合レンズＬ４５の間に配置することが、諸収差の補正において非常に望ましい。そして、条件式（３）は、接合レンズＬ４５の焦点距離ｆ４５に対する絞りＳの前後のレンズ面間隔の適切な範囲を定めており、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との軸上空気間隔ｄ３４と接合レンズＬ４５の焦点距離ｆ４５との比ｄ３４／ｆ４５について、条件式（３）の条件を満たすことによって、テレセントリック性を確保することが容易になる。ｄ３４／ｆ４５が、条件式（３）の上限値−０．０３以上となると、全体の収差のバランスが悪くなり、さらに射出瞳の位置が近くなりすぎて不都合である。また、ｄ３４／ｆ４５が、条件式（３）の下限値−１．０以下となると、高次のコマ収差や非点収差が発生し易くなってしまう。
【００３５】
条件式（４）は、正レンズＬ６の物体側の非球面形状を規定するための条件式であって、その最大サグ量について適切な範囲を規定している。光軸に垂直な方向の高さＹにおける物体側の非球面上の位置と前記物体側の非球面の頂点での接平面との間の光軸に沿った距離として定義されるサグ量のうちの最大サグ量を△ａｓｐと第６レンズＬ６の焦点距離ｆ６との比△ａｓｐ／ｆ６が、条件式（４）の上限値０．３以上となると、前記非球面が加工しにくい形状となり、生産技術的に無理が生じるので、不都合である。逆に、△ａｓｐ／ｆ６が、条件式（４）の下限値０以下となると、歪曲収差が負側に過大となるので、好ましくない。
【００３６】
条件式（５）は、全系の焦点距離ｆに対する好適な全長（最も物体側の面から像面までの距離）ＴＬの割合ＴＬ／ｆを規定するものであり、ＴＬ／ｆが、条件式（５）の上限５．７以上となると、本発明の目的である小型化の達成ができない。逆に、条件式（５）の下限３．７以下となる場合には、諸収差の補正が困難となる。
条件式（６）は、開口絞りＳよりも物体側に配置されるレンズ群Ｇ（ｆ）と、開口絞りＳよりも像側に配置されるレンズ群Ｇ（ｂ）との屈折力配分について規定するものである。本発明においては、開口絞りよりも物体側に配置されるレンズ群Ｇ（ｆ）が全体として正の屈折力を有し、開口絞りよりも像側に配置されるレンズ群Ｇ（ｂ）も全体として正の屈折力を有しており、さらに条件式（６）を満足することが望ましい。条件式（６）を満足することにより、像面歪曲やコマ収差の良好なバランスを得ることができる。
【００３７】
【実施例】
次に、上述した構成を反映した本発明に係る広角レンズ、カメラおよび投写型表示装置の具体的な実施例について詳細に説明する。第１、第２および第３の実施例は、本発明に係る広角レンズの実施例である。
本発明に係る広角レンズを示す第１〜第３の実施例においては、広角レンズの構成およびその具体的な数値例を示す。
以下の本発明に係る広角レンズの具体的な第１〜第４の実施例に関連する説明においては、ｆは全系の焦点距離、ｂｆはバックフォーカス、Ｒはレンズ各面の曲率半径、Ｄはレンズ厚またはレンズ間隔に相当する面間隔、Ｎはｄ線の屈折率、そしてνはｄ線のアッベ数を示している。また、いくつかの光学面に適用される非球面形状を次式で定義する。
【００３８】
【数１】
但し、Ｘ：非球面形状、Ｃ：近軸曲率（近軸曲率半径の逆数）、Ｈ：光軸からの高さ、Ｋ：非球面の円錐定数、Ｅ４：４次の非球面係数、Ｅ６：６次の非球面係数、Ｅ８：８次の非球面係数、Ｅ１０：１０次の非球面係数とする。
【００３９】
〔第１の実施例〕
図１は、本発明の第１の実施例に係る広角レンズの光学系の構成を示しており、光軸に沿った縦断面を模式的に示している。図１に示す光学系は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスタイプの第１レンズＬ１、物体側に凸面を向けた負メニスカスタイプの第２レンズＬ２、両凸タイプの正レンズである第３レンズＬ３、物体側に凸面を向けた両凸タイプの正レンズである第４レンズＬ４と像側に凹面を向けた両凹タイプの負レンズである第５レンズＬ５との貼り合わせからなる接合レンズＬ４５、非球面形状をなす樹脂膜によって物体側に向けた凸面を形成する両凸タイプの正レンズである第６レンズＬ６を配置したレンズ構成となっている。例えば、ディジタルスティルカメラのようにＣＣＤ撮像素子を用いるタイプのカメラでは、撮影レンズの最終面と撮像面との間に、ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ、およびカバーガラス類の少なくともいずれか挿入されるため、設計時にはレンズ最終面と像面の間に前記各種のフィルタやカバーガラス類に相当する平行平面板Ｐを介在させた状態で収差補正を行う。
【００４０】
したがって、第１〜第３の実施例におけるレンズ構成、データおよび収差図は、いずれも撮影レンズの最終面と撮像面との間に平行平面ガラスＰが入った状態を示している。なお、図１には、各光学面の面番号も付して示している。図１に対する各参照符号は、説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例と共通の数値ではない。
また、図２は、図１の光学系における物体距離が無限遠のときの（ａ）が球面収差、（ｂ）が非点収差、そして（ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示す収差図であり、図３は、図１の光学系における物体距離が無限遠のときの軸上色収差および倍率色収差を示す収差図である。
表１は、図１に示す実施例に係る広角レンズにおけるレンズデータである。
【００４１】
【表１】
【００４２】
なお、面番号１１における添字Ａは、非球面をあらわしており、
全系の焦点距離ｆ＝５．３；
空気換算バックフォーカスｂｆ＝６．９１
である。
面番号１１の非球面についての各パラメータ、すなわち非球面の円錐定数Ｋ、４次の非球面係数Ｅ４、６次の非球面係数Ｅ６、８次の非球面係数Ｅ８、そして１０次の非球面係数Ｅ１０は、それぞれ次の通りである。
Ｋ＝−６８．２６６６７
Ｅ４＝−５．０９１９０×１０−４
Ｅ６＝−１．２７４８９×１０−４
Ｅ８＝２．８９９２６×１０−５
Ｅ１０＝−１．８０７０６×１０−６
この第１の実施例においては、下記の表２に示すように、条件式（１）〜（６）に各数値を、代入した計算結果は、条件式（１）〜（６）をすべて満足している。
【００４３】
【表２】
実施例１
【００４４】
〔第２の実施例〕
図４は、本発明の第２の実施例に係る広角レンズの光学系の構成を示しており、光軸に沿った縦断面を模式的に示している。図４に示す光学系は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスタイプの第１レンズＬ１、両凹タイプの負レンズである第２レンズＬ２、両凸タイプの正レンズである第３レンズＬ３、物体側に凸面を向けた両凸タイプの正レンズである第４レンズＬ４と像側に凹面を向けた両凹タイプの負レンズである第５レンズＬ５との貼り合わせからなる接合レンズＬ４５、非球面形状をなす樹脂膜によって物体側に向けた凸面を形成する両凸タイプの正レンズである第６レンズＬ６を配置したレンズ構成となっている。上述したように、この第２の実施例におけるレンズ構成、データおよび収差図は、いずれも撮影レンズの最終面と撮像面との間に平行平面ガラスＰが入った状態を示している。なお、図４においても、各光学面の面番号を付して示しており、各参照符号は、説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例と共通の構成ではない。
【００４５】
また、図５は、図４の光学系における物体距離が無限遠のときの（ａ）が球面収差、（ｂ）が非点収差、そして（ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示す収差図であり、図６は、図４の光学系における物体距離が無限遠のときの軸上色収差および倍率色収差を示す収差図である。
表３は、図４に示す広角レンズにおけるレンズデータである。
【００４６】
【表３】
【００４７】
なお、面番号１１における添字Ａは、非球面をあらわしており、
全系の焦点距離ｆ＝５．３１；
空気換算バックフォーカスｂｆ＝６．９１
である。
面番号１１の非球面についての各パラメータ、すなわち非球面の円錐定数Ｋ、４次の非球面係数Ｅ４、６次の非球面係数Ｅ６、８次の非球面係数Ｅ８、そして１０次の非球面係数Ｅ１０は、それぞれ次の通りである。
Ｋ＝−７５．３３１７３
Ｅ４＝−４．１３０８９×１０−４
Ｅ６＝−１．９４３２６×１０−４
Ｅ８＝３．９７５０７×１０−５
Ｅ１０＝−２．４４３５７×１０−６
この第２の実施例においては、下記の表４に示すように、条件式（１）〜（６）に各数値を代入した計算結果は、条件式（１）〜（５）については満足しており、条件式（６）についてはその範囲を外れているが、実際上問題のないものである。
【００４８】
【表４】
実施例２
【００４９】
〔第３の実施例〕
図７は、本発明の第３の実施例に係る広角レンズの光学系の構成を示しており、光軸に沿った縦断面を模式的に示している。図７に示す光学系は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスタイプの第１レンズＬ１、物体側に向けた凸面が非球面として形成されている負メニスカスタイプの第２レンズＬ２、両凸タイプの正レンズである第３レンズＬ３、物体側に凸面を向けた両凸タイプの正レンズである第４レンズＬ４と像側に凹面を向けた両凹タイプの負レンズである第５レンズＬ５との貼り合わせからなる接合レンズＬ４５、非球面形状をなす樹脂膜によって物体側に向けた凸面を形成する両凸タイプの正レンズである第６レンズＬ６を配置したレンズ構成となっている。上述したように、この第３の実施例におけるレンズ構成、データおよび収差図は、いずれも撮影レンズの最終面と撮像面との間に平行平面ガラスＰが入った状態を示している。なお、図７においても、各光学面の面番号を付して示しており、各参照符号は、説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例と共通の数値ではない。
また、図８は、図７の光学系における物体距離が無限遠のときの（ａ）が球面収差、（ｂ）が非点収差、そして（ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示す収差図であり、図９は、図７の光学系における物体距離が無限遠のときの軸上色収差および倍率色収差を示す収差図である。
表５は、図７に示す広角レンズにおけるレンズデータである。
【００５０】
【表５】
【００５１】
なお、面番号３および面番号１１における添字Ａは、非球面をあらわしており、
全系の焦点距離ｆ＝５．３１；
空気換算バックフォーカスｂｆ＝７．０４
である。
面番号３の非球面についての各パラメータ、すなわち非球面の円錐定数Ｋ、４次の非球面係数Ｅ４、６次の非球面係数Ｅ６、８次の非球面係数Ｅ８、そして１０次の非球面係数Ｅ１０は、それぞれ次の通りである。
Ｋ＝７．８６８６８４
Ｅ４＝４．００５５９×１０−４
Ｅ６＝−２．９３９９６×１０−５
Ｅ８＝１．１１６８６×１０−５
Ｅ１０＝−１．８９２９１×１０−６
また、面番号１１の非球面についての各パラメータ、すなわち非球面の円錐定数Ｋ、４次の非球面係数Ｅ４、６次の非球面係数Ｅ６、８次の非球面係数Ｅ８、そして１０次の非球面係数Ｅ１０は、それぞれ次の通りである。
【００５２】
Ｋ＝７．８６８６８４
Ｅ４＝４．００５５９×１０−４
Ｅ６＝−２．９３９９６×１０−５
Ｅ８＝１．１１６８６×１０−５
Ｅ１０＝−１．８９２９１×１０−６
この第３の実施例においては、下記の表６に示すように、条件式（１）〜（６）に各数値を代入した計算結果は、条件式（１）〜（６）をすべて満足している。
【００５３】
【表６】
実施例３
【００５４】
上述した第１〜第３の実施例の広角レンズによれば、小型で高性能なバックフォーカスの長い広角レンズを得ることができる。また、インナーフォーカス方式によってフォーカスを行うことで、ＡＦ（オートフォーカス）速度を大幅に速めることができる。
また、上述した図２、図３、図５、図６、図８および図９の各収差曲線図によれば、上述した本発明の第１〜第３の実施例に係る図１、図４および図７に示した構成の広角レンズによれば、いずれも収差は良好に補正され、あるいは抑制されていることがわかる。
なお、上述した広角レンズを撮影レンズとして用いて、ディジタルスティルカメラのようなカメラを構成すればよい。このようなカメラにおいては、撮影レンズを、小型で諸収差が良好に補正されて高性能であって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズとすることができる（請求項１４に対応する）。
また、光源と、前記光源の光を変調するライトバルブと、前記ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーンに投影するための投影レンズとを具備して構成する投写型表示装置の前記投影レンズとして、上述したような広角レンズを用いてもよい。このような投写型表示装置は、特に、投影レンズが、小型で諸収差が良好に補正されて高性能であって、画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズとすることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、小型で諸収差が良好に補正されて高性能な、例えばディジタルスティルカメラ用の撮影レンズとして好適な、レンズであって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズ、前記広角レンズを撮影レンズとして用いるカメラおよび前記広角レンズを投影レンズとして用いる投写型表示装置を提供することができる。
すなわち本発明の請求項１の広角レンズによれば、物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして負レンズからなる第２レンズを配置して構成し、前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして正レンズからなる第４レンズと負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成してなることにより、小型で諸収差が良好に補正されて高性能な、例えばディジタルスティルカメラ用の撮影レンズとして好適な、レンズであって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る基本的な構成を提供することができる。
【００５６】
本発明の請求項２の広角レンズによれば、物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズを配置して構成し、前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして物体側に凸面を向けた正レンズからなる第４レンズと像側に凹面を向けた負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成するとともに、前記第３レンズ群を物体側に移動させて近距離物体に対するフォーカシングを行なうことにより、小型で諸収差が良好に補正されて高性能な、例えばディジタルスティルカメラ用の撮影レンズとして好適な、レンズであって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る具体的な構成を提供することができる。
【００５７】
本発明の請求項３の広角レンズによれば、物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして負レンズからなる第２レンズを配置して構成し、前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして物体側に凸面を向けた正レンズからなる第４レンズと像側に凹面を向けた負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成するとともに、前記第１レンズ群を物体側に移動させて近距離物体に対するフォーカシングを行なうことにより、小型で諸収差が良好に補正されて高性能な、例えばディジタルスティルカメラ用の撮影レンズとして好適な、レンズであって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る他の具体的な基本的な構成を提供することができる。
【００５８】
本発明の請求項４の広角レンズによれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、全系の焦点距離をｆ、バックフォーカス（空気換算）をｂｆとして、
条件式：
１．０＜ｂｆ／ｆ＜５．０
を満足することにより、特に、充分で且つ適正なバックフォーカスおよび適正な射出瞳の位置を実現しつつ、レンズ系の全長が長くなり大型化を招かないようにすることができる。
本発明の請求項５の広角レンズによれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、全系の焦点距離をｆ、第４レンズと第５レンズの合成焦点距離をｆ４５として、
条件式：
ｆ４５／ｆ＜−１
を満足することにより、特に、収差の少ない、特に内向性コマ収差の少ない適正なレンズ性能を確保することができる。
【００５９】
本発明の請求項６の広角レンズによれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、第３レンズと第４レンズとの軸上空気間隔をｄ３４、第４レンズと第５レンズの合成焦点距離をｆ４５として、
条件式：
−１．０＜ｄ３４／ｆ４５＜−０．０３
を満足することにより、特に、容易にテレセントリック性を確保して、少ない収差および適正な射出瞳の位置を達成することができる。
本発明の請求項７の広角レンズによれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、前記第６レンズは、物体側の面が非球面として形成された両凸レンズであり、光軸に垂直な方向の高さＹにおける前記物体側の非球面上の位置と前記物体側の非球面の頂点での接平面との間の光軸に沿った距離として定義されるサグ量のうちの最大サグ量を△ａｓｐとした時に、第６レンズの焦点距離をｆ６として、
条件式：
０＜△ａｓｐ／ｆ６＜０．３
を満足することにより、特に、非球面の製造加工が容易でしかも収差を有効に低減することができる。
【００６０】
本発明の請求項８の広角レンズによれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、全系の焦点距離をｆ、最も物体側のレンズ面から像面までの距離をＴＬとして、
条件式：
３．７＜ＴＬ／ｆ＜５．７
を満足することにより、特に、有効に小型化を達成し得てしかも適正な収差補正が可能となる。
本発明の請求項９の広角レンズによれば、請求項１の広角レンズであって、前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズとを配置して構成することにより、特に、第１レンズ群の構成をさらに適正化することができる。
【００６１】
本発明の請求項１０の広角レンズによれば、請求項９の広角レンズであって、前記第１レンズ群を構成する前記負メニスカスレンズは、物体側に向けた少なくとも１つの凸面を非球面として構成することにより、特に、収差をさらに低減することができる。
本発明の請求項１１の広角レンズによれば、請求項１〜請求項１０のいずれか１項の広角レンズであって、前記第４レンズと前記第５レンズとの接合レンズは、物体側の面を非球面として構成することにより、特に、収差をより一層低減することができる。
本発明の請求項１２の広角レンズによれば、請求項１〜請求項１１のいずれか１項の広角レンズであって、開口絞りよりも物体側に配置されるレンズ群Ｇ（ｆ）の全体の焦点距離をｆ（ｆ）、前記開口絞りよりも像側に配置されるレンズ群Ｇ（ｂ）の全体の焦点距離をｆ（ｂ）として、
条件式：
０．３＜ｆ（ｆ）／ｆ（ｂ）＜３．０
を満足することにより、特に、像面歪曲およびコマ収差の良好なバランスを得ることが可能となる。
【００６２】
本発明の請求項１３の広角レンズによれば、請求項１〜請求項１２のいずれか１項の広角レンズであって、前記第３レンズと前記第４レンズとの間に開口絞りが配置されることにより、特に、誤収差の補正において非常に好ましい構成とすることができる。
本発明の請求項１４のカメラによれば、光学系として、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の広角レンズを含むことにより、特に、撮影レンズを、小型で諸収差が良好に補正されて高性能であって、しかも画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズとした構成を提供することができる。
本発明の請求項１５の投写型表示装置によれば、光源と、前記光源の光を変調するライトバルブと、前記ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーンに投影するための請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の広角レンズからなる投影レンズと、を具備することにより、特に、投影レンズを、小型で諸収差が良好に補正されて高性能であって、しかも画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズとした構成を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る広角レンズの光学系の構成を示す光軸に沿った断面図である。
【図２】図１に示す本発明の第１の実施例による広角レンズの物体距離が無限遠のときの（ａ）球面収差、（ｂ）非点収差、そして（ｃ）歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図３】図１に示す本発明の第１の実施例による広角レンズの物体距離が無限遠のときの軸上収差および倍率色収差の収差特性を示す収差曲線図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る広角レンズの光学系の構成を示す光軸に沿った断面図である。
【図５】図４に示す本発明の第２の実施例による広角レンズの物体距離が無限遠のときの（ａ）球面収差、（ｂ）非点収差、そして（ｃ）歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図６】図４に示す本発明の第２の実施例による広角レンズの物体距離が無限遠のときの軸上収差および倍率色収差の収差特性を示す収差曲線図である。
【図７】本発明の第３の実施例例に係る広角レンズの光学系の構成を示す光軸に沿った断面図である。
【図８】図７に示す本発明の第３の実施例による広角レンズの物体距離が無限遠のときの（ａ）球面収差、（ｂ）非点収差、そして（ｃ）歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図９】図７に示す本発明の第３の実施例による広角レンズの物体距離が無限遠のときの軸上収差および倍率色収差の収差特性を示す収差曲線図である。
【符号の説明】
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１〜Ｌ６ 第１〜第６レンズ
Ｌ４５ 第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との接合レンズ
Ｓ 開口絞り
Ｐ 平行平面ガラス
１〜１５ 光学面の面番号
【発明の属する技術分野】
本発明は、単焦点距離の広角光学系に係り、特にＣＣＤ（電荷結合素子）等の固体撮像素子を用いる、いわゆるディジタルスティルカメラのような小型カメラに好適なレトロフォーカス型の広角レンズ、およびそれを撮影レンズとして用いるカメラ、並びにそれを投影レンズとして用いる投写型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年においては、ディジタルスティルカメラに対する小型化と低コスト化の要求がますます高まっている。また、ＣＣＤ等を用いた固体撮像素子が小型化、高画素密度化することに伴い、１画素の大きさが小さくなり、非常に高解像度の撮影レンズ系が必要とされてきている。このように小型で高解像度の撮影レンズを得るためには、レンズ構成枚数を少なくする一方で良好な収差補正を行う必要がある。
さらに、固体撮像素子の高画素密度化が進む反面、その感度は低下する傾向にある。このように、感度が低下すると画面周辺部では、特にシェーディング特性のため十分な光量が必要となり、撮像レンズには、充分な周辺光量と良好なテレセントリック性が求められる。さらには、ローパスフィルタ等を配置するために、ある程度長いバックフォーカスが要求される。
従来のディジタルスティルカメラ用撮影レンズは、このような多くの要求を同時に且つ充分に満足しているとはいえず、改善の余地がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１９３９１公報
例えば、従来、特許文献１に示されるように、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、負レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズからなる前群と、絞りと、正の屈折力を有して最も物体に近い側および像面に近い側に正レンズを有し且つ少なくとも１枚の負レンズを含む後群とが配置されてなる撮影レンズに、前記後群レンズの焦点距離および全系の焦点距離に関連して所定の条件を与えることによって、小型でしかも諸収差を良好に補正して高性能とするものがあった。
【０００４】
【特許文献２】
特開平１１−５２２２８号
また、例えば、特許文献２のように、物体側から、順次、正メニスカスレンズと少なくとも１枚の負メニスカスレンズを有する負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群と、絞りと、最も物体側の面が、物体側に凸な面を有する接合レンズを含む正屈折力の第３レンズ群とを配置してなる広角レンズに、前記第ｌレンズ群の焦点距離、広角レンズ全体の焦点距離、およびバックフォーカスに関連して所定の条件を与えることによって、バックフォーカスを充分に確保し、且つ諸収差を充分に補正すると同時に、射出瞳を遠くして周辺光量を充分に確保しシェーディングを効果的に回避することができ、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ用の広角および超広角レンズとして好適な広角レンズとするものもあった。
【０００５】
【特許文献３】
特許第２９９２５４７号
さらには、この特許文献３に示されるように、物体側から、順次、前群と、後群とに分けられ、前記前群は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと、正レンズとの３枚のレンズを配してなり、前記後群は、物体側から、順次、接合された両凹レンズおよび両凸レンズと、正レンズとの３枚のレンズを配してなる超広角レンズに、物体側から１番目および２番目のレンズの合成焦点距離、全系の焦点距離、物体側から４番目および６番目のレンズの屈折率と像側の面の曲率半径、物体側から６番目のレンズの物体側の面の曲率半径、並びに物体側から３番目のレンズのアッベ数に関連して所定の条件を与えることによって、歪曲収差を犠牲にして、焦点距離に比して長いバックフォーカスを有し、超広画角を有するにもかかわらず、構成枚数がきわめて少なく、コンパクトで、低コストで、明るくしかも高性能な超広角レンズとするものもあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に示されたものは、小型で且つ諸収差を良好に補正することを目的としているが、前群と後群の２群として機能し且つ６枚以上のレンズを用いてなるレンズであり、実施例として示された具体的なレンズ構成では、７枚（２枚１組の接合レンズを含んでいるいわゆる６群７枚）のレンズを用いていて、画角が６４°程度と充分に広角とはいえないものを前提としており、より広角化したときに、小型化および諸収差の補正、並びにバックフォーカスの面でもかならずしも充分なものではなかった。
特許文献２に示されたものは、画角が７５°程度の広角レンズでバックフォーカスを長くすることを目的としているが、第１レンズ群〜第３レンズ群の３群として機能し且つ５枚以上のレンズを用いてなるレンズであり、実施の形態として示された具体的なレンズ構成では、７枚（２枚１組の接合レンズを含んでいるいわゆる６群７枚）以上のレンズを用いていて、充分に収差を補正するためには、さらに多くのレンズが必要となるなど、構成が複雑化し、大型化する可能性もある。
【０００７】
特許文献３に示されたものは、焦点距離に比べて約２．５倍以上のバックフォーカスを有し、画角が１３０゜〜１８０゜に及ぶ超広角レンズを、構成枚数がきわめて少なく、コンパクトで、低コストで、明るく高性能とすることを目的としているが、前群と後群の２群として機能し且つ６枚以上（具体的には２枚１組の接合レンズを含んでいるいわゆる６群７枚のレンズが示されている）のレンズを用いてなるレンズであり、構成レンズ枚数を少なくして、小型化および低コスト化するために、収差補正を重視していないことを本文中に明記しているように、諸収差が充分に補正されているとはいえない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、小型で諸収差が良好に補正されて高性能な、例えばディジタルスティルカメラ用の撮影レンズとして好適な、レンズであって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズ、前記広角レンズを撮影レンズとして用いるカメラおよび前記広角レンズを投影レンズとして用いる投写型表示装置を提供することを目的としている。
【０００８】
本発明の請求項１の目的は、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る基本的な構成の広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る具体的な構成の広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る他の具体的な基本的な構成の広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、充分で且つ適正なバックフォーカスおよび適正な射出瞳の位置を実現し得る広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、特に、収差の少ない適正なレンズ性能を確保し得る広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、容易にテレセントリック性を確保して、少ない収差および適正な射出瞳の位置を達成し得る広角レンズを提供することにある。
【０００９】
本発明の請求項７の目的は、特に、非球面の製造加工が容易でしかも収差を有効に低減し得る広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項８の目的は、特に、有効に小型化を達成し得てしかも適正な収差補正を可能とする広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項９の目的は、特に、第１レンズ群の構成をさらに適正化し得る広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項１０の目的は、特に、収差をさらに低減し得る広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項１１の目的は、特に、収差をより一層低減し得る広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項１２の目的は、特に、像面歪曲およびコマ収差の良好なバランスを得ることを可能とする広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項１３の目的は、特に、一層好ましい構成による広角レンズを提供することにある。
本発明の請求項１４の目的は、特に、撮影レンズを、小型で諸収差が良好に補正されて高性能であって、しかも画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズとしたカメラを提供することにある。
本発明の請求項１５の目的は、特に、投影レンズを、小型で諸収差が良好に補正されて高性能であって、しかも画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズとした投写型表示装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した本発明に係る広角レンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ
前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして負レンズからなる第２レンズを配置して構成し、
前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして正レンズからなる第４レンズと負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、
そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成してなる
ことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載した本発明に係る広角レンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ
前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズを配置して構成し、
前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして物体側に凸面を向けた正レンズからなる第４レンズと像側に凹面を向けた負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、
そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成するとともに、
前記第３レンズ群を物体側に移動させて近距離物体に対するフォーカシングを行なう
ことを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載した本発明に係る広角レンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ
前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして負レンズからなる第２レンズを配置して構成し、
前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして物体側に凸面を向けた正レンズからなる第４レンズと像側に凹面を向けた負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、
そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成するとともに、
前記第１レンズ群を物体側に移動させて近距離物体に対するフォーカシングを行なう
ことを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
全系の焦点距離をｆ、バックフォーカス（空気換算）をｂｆとして、
条件式：
１．０＜ｂｆ／ｆ＜５．０
を満足することを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
全系の焦点距離をｆ、第４レンズと第５レンズの合成焦点距離をｆ４５として、
条件式：
ｆ４５／ｆ＜−１
を満足することを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
第３レンズと第４レンズとの軸上空気間隔をｄ３４、第４レンズと第５レンズの合成焦点距離をｆ４５として、
条件式：
−１．０＜ｄ３４／ｆ４５＜−０．０３
を満足することを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
前記第６レンズは、物体側の面が非球面として形成された両凸レンズであり、光軸に垂直な方向の高さＹにおける前記物体側の非球面上の位置と前記物体側の非球面の頂点での接平面との間の光軸に沿った距離として定義されるサグ量のうちの最大サグ量を△ａｓｐとした時に、第６レンズの焦点距離をｆ６として、
条件式：
０＜△ａｓｐ／ｆ６＜０．３
を満足することを特徴としている。
【００１５】
請求項８に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
全系の焦点距離をｆ、最も物体側のレンズ面から像面までの距離をＴＬとして、
条件式：
３．７＜ＴＬ／ｆ＜５．７
を満足することを特徴としている。
請求項９に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１の広角レンズであって、
前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズとを配置して構成することを特徴としている。
【００１６】
請求項１０に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項９の広角レンズであって、
前記第１レンズ群を構成する前記負メニスカスレンズは、物体側に向けた少なくとも１つの凸面を非球面として構成することを特徴としている。
請求項１１に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１〜請求項１０のいずれか１項の広角レンズであって、
前記第４レンズと前記第５レンズとの接合レンズは、物体側の面を非球面として構成することを特徴としている。
請求項１２に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１〜請求項１１のいずれか１項の広角レンズであって、
開口絞りよりも物体側に配置されるレンズ群Ｇ（ｆ）の全体の焦点距離をｆ（ｆ）、前記開口絞りよりも像側に配置されるレンズ群Ｇ（ｂ）の全体の焦点距離をｆ（ｂ）として、
条件式：
０．３＜ｆ（ｆ）／ｆ（ｂ）＜３．０
を満足することを特徴としている。
【００１７】
請求項１３に記載した本発明に係る広角レンズは、請求項１〜請求項１２のいずれか１項の広角レンズであって、
前記第３レンズと前記第４レンズとの間に開口絞りが配置されていることを特徴としている。
請求項１４に記載した本発明に係るカメラは、光学系として、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の広角レンズを含むことを特徴としている。
【００１８】
請求項１５に記載した本発明に係る投写型表示装置は、
光源と、
前記光源の光を変調するライトバルブと、
前記ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーンに投影するための請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の広角レンズからなる投影レンズと、
を具備することを特徴としている。
【００１９】
【作用】
すなわち、本発明の請求項１による広角レンズは、
物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ
前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして負レンズからなる第２レンズを配置して構成し、
前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして正レンズからなる第４レンズと負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、
そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成してなる。
このような構成により、小型で諸収差が良好に補正されて高性能な、例えばディジタルスティルカメラ用の撮影レンズとして好適な、レンズであって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る基本的な構成を提供することができる。
【００２０】
また、本発明の請求項２による広角レンズは、
物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ
前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズを配置して構成し、
前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして物体側に凸面を向けた正レンズからなる第４レンズと像側に凹面を向けた負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、
そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成するとともに、
前記第３レンズ群を物体側に移動させて近距離物体に対するフォーカシングを行なう。
このような構成により、小型で諸収差が良好に補正されて高性能な、例えばディジタルスティルカメラ用の撮影レンズとして好適な、レンズであって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る具体的な構成を提供することができる。
【００２１】
本発明の請求項３による広角レンズは、
物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ
前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして負レンズからなる第２レンズを配置して構成し、
前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして物体側に凸面を向けた正レンズからなる第４レンズと像側に凹面を向けた負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、
そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成するとともに、
前記第１レンズ群を物体側に移動させて近距離物体に対するフォーカシングを行なう。
このような構成により、小型で諸収差が良好に補正されて高性能な、例えばディジタルスティルカメラ用の撮影レンズとして好適な、レンズであって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る他の具体的な基本的な構成を提供することができる。
【００２２】
本発明の請求項４による広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
全系の焦点距離をｆ、バックフォーカス（空気換算）をｂｆとして、
条件式：
１．０＜ｂｆ／ｆ＜５．０
を満足する。
このような構成により、特に、充分で且つ適正なバックフォーカスおよび適正な射出瞳の位置を実現することができる。
本発明の請求項５による広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
全系の焦点距離をｆ、第４レンズと第５レンズの合成焦点距離をｆ４５として、
条件式：
ｆ４５／ｆ＜−１
を満足する。
このような構成により、特に、収差の少ない適正なレンズ性能を確保することができる。
【００２３】
本発明の請求項６による広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
第３レンズと第４レンズとの軸上空気間隔をｄ３４、第４レンズと第５レンズの合成焦点距離をｆ４５として、
条件式：
−１．０＜ｄ３４／ｆ４５＜−０．０３
を満足する。
このような構成により、特に、容易にテレセントリック性を確保して、少ない収差および適正な射出瞳の位置を達成することができる。
【００２４】
本発明の請求項７による広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
前記第６レンズは、物体側の面が非球面として形成された両凸レンズであり、光軸に垂直な方向の高さＹにおける前記物体側の非球面上の位置と前記物体側の非球面の頂点での接平面との間の光軸に沿った距離として定義されるサグ量のうちの最大サグ量を△ａｓｐとした時に、第６レンズの焦点距離をｆ６として、
条件式：
０＜△ａｓｐ／ｆ６＜０．３
を満足する。
このような構成により、特に、非球面の製造加工が容易でしかも収差を有効に低減することができる。
【００２５】
本発明の請求項８による広角レンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、
全系の焦点距離をｆ、最も物体側のレンズ面から像面までの距離をＴＬとして、
条件式：
３．７＜ＴＬ／ｆ＜５．７
を満足する。
このような構成により、特に、有効に小型化を達成し得てしかも適正な収差補正が可能となる。
本発明の請求項９による広角レンズは、請求項１の広角レンズであって、前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズとを配置して構成する。
このような構成により、特に、第１レンズ群の構成をさらに適正化することができる。
【００２６】
本発明の請求項１０による広角レンズは、請求項９の広角レンズであって、前記第１レンズ群を構成する前記負メニスカスレンズは、物体側に向けた少なくとも１つの凸面を非球面として構成する。
このような構成により、特に、収差をさらに低減することができる。
本発明の請求項１１による広角レンズは、請求項１〜請求項１０のいずれか１項の広角レンズであって、前記第４レンズと前記第５レンズとの接合レンズは、物体側の面を非球面として構成する。
このような構成により、特に、収差をより一層低減することができる。
本発明の請求項１２による広角レンズは、請求項１〜請求項１１のいずれか１項の広角レンズであって、
開口絞りよりも物体側に配置されるレンズ群Ｇ（ｆ）の全体の焦点距離をｆ（ｆ）、前記開口絞りよりも像側に配置されるレンズ群Ｇ（ｂ）の全体の焦点距離をｆ（ｂ）として、
条件式：
０．３＜ｆ（ｆ）／ｆ（ｂ）＜３．０
を満足する。
このような構成により、特に、像面歪曲およびコマ収差の良好なバランスを得ることが可能となる。
【００２７】
本発明の請求項１３による広角レンズは、請求項１〜請求項１２のいずれか１項の広角レンズであって、前記第３レンズと前記第４レンズとの間に開口絞りが配置されている。
このような構成により、特に、一層好ましい構成とすることができる。
本発明の請求項１４によるカメラは、光学系として、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の広角レンズを含む。
このような構成により、特に、撮影レンズを、小型で諸収差が良好に補正されて高性能であって、しかも画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズとしたカメラを提供することができる。
本発明の請求項１５による投写型表示装置は、
光源と、
前記光源の光を変調するライトバルブと、
前記ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーンに投影するための請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の広角レンズからなる投影レンズと、
を具備する。
このような構成により、特に、投影レンズを、小型で諸収差が良好に補正されて高性能であって、しかも画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズとした投写型表示装置を提供することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の広角レンズ、カメラおよび投写型表示装置を詳細に説明する。具体的な実施の形態について説明する前に、まず、本発明の原理的な構成を説明する。
本発明に係る広角レンズは、物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、そして正の屈折力を有する第３レンズ群を配置して構成され、前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、および負レンズからなる第２レンズを配置してなり、前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、および正レンズからなる第４レンズと負レンズからなる第５レンズとの貼り合わせからなる接合レンズを配置してなり、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有してなる（請求項１〜請求項３および請求項９に対応している）。
【００２９】
（１）上述した構成に基づく本発明に係る広角レンズは、上述した構成に加えて、さらに次の条件式を満足することが望ましい（請求項４に対応している）。
１．０＜ｂｆ／ｆ＜５．０ （１）
ここで、ｆ：全系の焦点距離であり、ｂｆ：バックフォーカス（空気換算）である。
（２）また、本発明に係る広角レンズは、上述した構成に加えて、さらに次の条件式を満足することが望ましい（請求項５に対応している）。
ｆ４５／ｆ＜−１ （２）
ここで、ｆ４５：第４レンズと第５レンズの合成焦点距離である。
【００３０】
（３）また、本発明に係る広角レンズは、上述した構成に加えて、さらに次の条件式を満足することが望ましい（請求項６に対応している）。
−１．０＜ｄ３４／ｆ４５＜−０．０３ （３）
ここで、ｄ３４：第３レンズと第４レンズとの軸上空気間隔である。
（４）また、前記正レンズからなる第６レンズは、その物体側の面が非球面として構成された両凸レンズであり、光軸に垂直な方向の高さＹにおける前記物体側の非球面上の位置と前記物体側の非球面の頂点での接平面との間の光軸に沿った距離として定義されるサグ量のうちの最大サグ量を△ａｓｐとしたときに、上述した構成に加えて、さらに次の条件式を満足することが望ましい（請求項７に対応している）。
０＜△ａｓｐ／ｆ６＜０．３ （４）
ここで、ｆ６：第６レンズの焦点距離である。
なお、非球面の最大サグ量とは、光軸に垂直な方向の高さｙにおける非球面上の位置と非球面の頂点での接平面との間の光軸に沿った距離として定義されるサグ量のうち最大の値である。
【００３１】
（５）また、本発明にかかる撮影レンズは、上述した構成に加えて、さらに次の条件式を満足することが望ましい（請求項８に対応している）。
３．７＜ＴＬ／ｆ＜５．７ （５）
ここで、ＴＬ：当該広角レンズの最も物体側の面から像面までの距離である。
（６）また、前記第１レンズ群に含まれる負レンズからなる第２レンズは、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をなし、前記凸面は非球面として構成されていることが望ましい（請求項１０に対応している）。
（７）また、前記第４レンズと第５レンズからなる接合レンズの物体側の面は、非球面として構成されていることが望ましい（請求項１１に対応している）。
（８）また、本発明に係る広角レンズは、以上の構成に加えて、さらに、次の条件式を満足することが望ましい（請求項１２に対応している）。
０．３＜ｆ（ｆ）／ｆ（ｂ）＜ ３．０ （６）
ここで、ｆ（ｆ）：開口絞りよりも物体側に配置されるレンズ群Ｇ（ｆ）の全体の焦点距離であり、ｆ（ｂ）：開口絞りよりも像側に配置されるレンズ群Ｇ（ｂ）の全体の焦点距離である。
【００３２】
（９）また、本発明に係る広角レンズは、前記第３レンズと第４レンズとの間に開口絞りが配置されることが望ましい（請求項１３に対応している）。
すなわち、本発明の実施の形態に係る広角レンズは、例えば後述する第１の実施例に係る構成を示す図１のように、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスタイプの第１レンズＬ１、負レンズである第２レンズＬ２、正レンズである第３レンズＬ３、正レンズである第４レンズＬ４と負レンズである第５レンズＬ５との貼り合わせからなる接合レンズＬ４５、そして正レンズである第６レンズＬ６が配置されてなり、全体としていわゆる５群６枚のレンズとして構成する。動作機能的には、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とで負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１を構成し、第３レンズＬ３と第４レンズと第５レンズＬ５とで正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を構成し、第６レンズＬ６で正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３を構成している。また、第６レンズＬ６の後方（像側）、すなわち撮像素子の入射面の直前、には、各種光学フィルタ等のフィルタおよびカバーガラス類の少なくともいずれかに相当する平行平面板Ｐを配置し、且つ開口絞りＳを、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間に介挿配置している。
【００３３】
次に、上述の構成の広角レンズにおいて、満足することが望ましい先に挙げた条件式（１）〜条件式（６）について詳細に説明する。
まず、条件式（１）は、バックフォーカスｂｆとレンズ系全体の焦点距離ｆとの比について適切な範囲を規定している。但し、本発明において、バックフォーカスｂｆは空気換算長である。ｂｆ／ｆが、条件式（１）の上限値５．０以上となると、バックフォーカスが長くなり過ぎて、レンズ系の全長が長くなり大型化を招いてしまう。一方、ｂｆ／ｆが、条件式（１）の下限値１．０以下となると、バックフォーカスが短くなりすぎて、ローパスフィルタ等を配置するための空間を確保することができなくなってしまう。また、射出瞳の位置が像面に近づく傾向となるので不都合である。なお、本発明の効果をさらに充分に発揮するためには、条件式（１）のｂｆ／ｆの上限値を２．０とすることが望ましい。
条件式（２）は、接合レンズＬ４５の焦点距離ｆ４５とレンズ系全体の焦点距離ｆとの比について適切な範囲を規定している。ｆ４５／ｆが、条件式（２）の上限値−１以上となると、接合レンズＬ４５のパワーが強くなりすぎて、内向性コマ収差が発生し易くなるため、レンズ系の性能を確保することが困難になってしまう。
【００３４】
絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２内の第３レンズＬ３と接合レンズＬ４５の間に配置することが、諸収差の補正において非常に望ましい。そして、条件式（３）は、接合レンズＬ４５の焦点距離ｆ４５に対する絞りＳの前後のレンズ面間隔の適切な範囲を定めており、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との軸上空気間隔ｄ３４と接合レンズＬ４５の焦点距離ｆ４５との比ｄ３４／ｆ４５について、条件式（３）の条件を満たすことによって、テレセントリック性を確保することが容易になる。ｄ３４／ｆ４５が、条件式（３）の上限値−０．０３以上となると、全体の収差のバランスが悪くなり、さらに射出瞳の位置が近くなりすぎて不都合である。また、ｄ３４／ｆ４５が、条件式（３）の下限値−１．０以下となると、高次のコマ収差や非点収差が発生し易くなってしまう。
【００３５】
条件式（４）は、正レンズＬ６の物体側の非球面形状を規定するための条件式であって、その最大サグ量について適切な範囲を規定している。光軸に垂直な方向の高さＹにおける物体側の非球面上の位置と前記物体側の非球面の頂点での接平面との間の光軸に沿った距離として定義されるサグ量のうちの最大サグ量を△ａｓｐと第６レンズＬ６の焦点距離ｆ６との比△ａｓｐ／ｆ６が、条件式（４）の上限値０．３以上となると、前記非球面が加工しにくい形状となり、生産技術的に無理が生じるので、不都合である。逆に、△ａｓｐ／ｆ６が、条件式（４）の下限値０以下となると、歪曲収差が負側に過大となるので、好ましくない。
【００３６】
条件式（５）は、全系の焦点距離ｆに対する好適な全長（最も物体側の面から像面までの距離）ＴＬの割合ＴＬ／ｆを規定するものであり、ＴＬ／ｆが、条件式（５）の上限５．７以上となると、本発明の目的である小型化の達成ができない。逆に、条件式（５）の下限３．７以下となる場合には、諸収差の補正が困難となる。
条件式（６）は、開口絞りＳよりも物体側に配置されるレンズ群Ｇ（ｆ）と、開口絞りＳよりも像側に配置されるレンズ群Ｇ（ｂ）との屈折力配分について規定するものである。本発明においては、開口絞りよりも物体側に配置されるレンズ群Ｇ（ｆ）が全体として正の屈折力を有し、開口絞りよりも像側に配置されるレンズ群Ｇ（ｂ）も全体として正の屈折力を有しており、さらに条件式（６）を満足することが望ましい。条件式（６）を満足することにより、像面歪曲やコマ収差の良好なバランスを得ることができる。
【００３７】
【実施例】
次に、上述した構成を反映した本発明に係る広角レンズ、カメラおよび投写型表示装置の具体的な実施例について詳細に説明する。第１、第２および第３の実施例は、本発明に係る広角レンズの実施例である。
本発明に係る広角レンズを示す第１〜第３の実施例においては、広角レンズの構成およびその具体的な数値例を示す。
以下の本発明に係る広角レンズの具体的な第１〜第４の実施例に関連する説明においては、ｆは全系の焦点距離、ｂｆはバックフォーカス、Ｒはレンズ各面の曲率半径、Ｄはレンズ厚またはレンズ間隔に相当する面間隔、Ｎはｄ線の屈折率、そしてνはｄ線のアッベ数を示している。また、いくつかの光学面に適用される非球面形状を次式で定義する。
【００３８】
【数１】
【００３９】
〔第１の実施例〕
図１は、本発明の第１の実施例に係る広角レンズの光学系の構成を示しており、光軸に沿った縦断面を模式的に示している。図１に示す光学系は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスタイプの第１レンズＬ１、物体側に凸面を向けた負メニスカスタイプの第２レンズＬ２、両凸タイプの正レンズである第３レンズＬ３、物体側に凸面を向けた両凸タイプの正レンズである第４レンズＬ４と像側に凹面を向けた両凹タイプの負レンズである第５レンズＬ５との貼り合わせからなる接合レンズＬ４５、非球面形状をなす樹脂膜によって物体側に向けた凸面を形成する両凸タイプの正レンズである第６レンズＬ６を配置したレンズ構成となっている。例えば、ディジタルスティルカメラのようにＣＣＤ撮像素子を用いるタイプのカメラでは、撮影レンズの最終面と撮像面との間に、ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ、およびカバーガラス類の少なくともいずれか挿入されるため、設計時にはレンズ最終面と像面の間に前記各種のフィルタやカバーガラス類に相当する平行平面板Ｐを介在させた状態で収差補正を行う。
【００４０】
したがって、第１〜第３の実施例におけるレンズ構成、データおよび収差図は、いずれも撮影レンズの最終面と撮像面との間に平行平面ガラスＰが入った状態を示している。なお、図１には、各光学面の面番号も付して示している。図１に対する各参照符号は、説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例と共通の数値ではない。
また、図２は、図１の光学系における物体距離が無限遠のときの（ａ）が球面収差、（ｂ）が非点収差、そして（ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示す収差図であり、図３は、図１の光学系における物体距離が無限遠のときの軸上色収差および倍率色収差を示す収差図である。
表１は、図１に示す実施例に係る広角レンズにおけるレンズデータである。
【００４１】
【表１】
なお、面番号１１における添字Ａは、非球面をあらわしており、
全系の焦点距離ｆ＝５．３；
空気換算バックフォーカスｂｆ＝６．９１
である。
面番号１１の非球面についての各パラメータ、すなわち非球面の円錐定数Ｋ、４次の非球面係数Ｅ４、６次の非球面係数Ｅ６、８次の非球面係数Ｅ８、そして１０次の非球面係数Ｅ１０は、それぞれ次の通りである。
Ｋ＝−６８．２６６６７
Ｅ４＝−５．０９１９０×１０−４
Ｅ６＝−１．２７４８９×１０−４
Ｅ８＝２．８９９２６×１０−５
Ｅ１０＝−１．８０７０６×１０−６
この第１の実施例においては、下記の表２に示すように、条件式（１）〜（６）に各数値を、代入した計算結果は、条件式（１）〜（６）をすべて満足している。
【００４３】
【表２】
実施例１
〔第２の実施例〕
図４は、本発明の第２の実施例に係る広角レンズの光学系の構成を示しており、光軸に沿った縦断面を模式的に示している。図４に示す光学系は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスタイプの第１レンズＬ１、両凹タイプの負レンズである第２レンズＬ２、両凸タイプの正レンズである第３レンズＬ３、物体側に凸面を向けた両凸タイプの正レンズである第４レンズＬ４と像側に凹面を向けた両凹タイプの負レンズである第５レンズＬ５との貼り合わせからなる接合レンズＬ４５、非球面形状をなす樹脂膜によって物体側に向けた凸面を形成する両凸タイプの正レンズである第６レンズＬ６を配置したレンズ構成となっている。上述したように、この第２の実施例におけるレンズ構成、データおよび収差図は、いずれも撮影レンズの最終面と撮像面との間に平行平面ガラスＰが入った状態を示している。なお、図４においても、各光学面の面番号を付して示しており、各参照符号は、説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例と共通の構成ではない。
【００４５】
また、図５は、図４の光学系における物体距離が無限遠のときの（ａ）が球面収差、（ｂ）が非点収差、そして（ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示す収差図であり、図６は、図４の光学系における物体距離が無限遠のときの軸上色収差および倍率色収差を示す収差図である。
表３は、図４に示す広角レンズにおけるレンズデータである。
【００４６】
【表３】
なお、面番号１１における添字Ａは、非球面をあらわしており、
全系の焦点距離ｆ＝５．３１；
空気換算バックフォーカスｂｆ＝６．９１
である。
面番号１１の非球面についての各パラメータ、すなわち非球面の円錐定数Ｋ、４次の非球面係数Ｅ４、６次の非球面係数Ｅ６、８次の非球面係数Ｅ８、そして１０次の非球面係数Ｅ１０は、それぞれ次の通りである。
Ｋ＝−７５．３３１７３
Ｅ４＝−４．１３０８９×１０−４
Ｅ６＝−１．９４３２６×１０−４
Ｅ８＝３．９７５０７×１０−５
Ｅ１０＝−２．４４３５７×１０−６
この第２の実施例においては、下記の表４に示すように、条件式（１）〜（６）に各数値を代入した計算結果は、条件式（１）〜（５）については満足しており、条件式（６）についてはその範囲を外れているが、実際上問題のないものである。
【００４８】
【表４】
実施例２
〔第３の実施例〕
図７は、本発明の第３の実施例に係る広角レンズの光学系の構成を示しており、光軸に沿った縦断面を模式的に示している。図７に示す光学系は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスタイプの第１レンズＬ１、物体側に向けた凸面が非球面として形成されている負メニスカスタイプの第２レンズＬ２、両凸タイプの正レンズである第３レンズＬ３、物体側に凸面を向けた両凸タイプの正レンズである第４レンズＬ４と像側に凹面を向けた両凹タイプの負レンズである第５レンズＬ５との貼り合わせからなる接合レンズＬ４５、非球面形状をなす樹脂膜によって物体側に向けた凸面を形成する両凸タイプの正レンズである第６レンズＬ６を配置したレンズ構成となっている。上述したように、この第３の実施例におけるレンズ構成、データおよび収差図は、いずれも撮影レンズの最終面と撮像面との間に平行平面ガラスＰが入った状態を示している。なお、図７においても、各光学面の面番号を付して示しており、各参照符号は、説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例と共通の数値ではない。
また、図８は、図７の光学系における物体距離が無限遠のときの（ａ）が球面収差、（ｂ）が非点収差、そして（ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示す収差図であり、図９は、図７の光学系における物体距離が無限遠のときの軸上色収差および倍率色収差を示す収差図である。
表５は、図７に示す広角レンズにおけるレンズデータである。
【００５０】
【表５】
なお、面番号３および面番号１１における添字Ａは、非球面をあらわしており、
全系の焦点距離ｆ＝５．３１；
空気換算バックフォーカスｂｆ＝７．０４
である。
面番号３の非球面についての各パラメータ、すなわち非球面の円錐定数Ｋ、４次の非球面係数Ｅ４、６次の非球面係数Ｅ６、８次の非球面係数Ｅ８、そして１０次の非球面係数Ｅ１０は、それぞれ次の通りである。
Ｋ＝７．８６８６８４
Ｅ４＝４．００５５９×１０−４
Ｅ６＝−２．９３９９６×１０−５
Ｅ８＝１．１１６８６×１０−５
Ｅ１０＝−１．８９２９１×１０−６
また、面番号１１の非球面についての各パラメータ、すなわち非球面の円錐定数Ｋ、４次の非球面係数Ｅ４、６次の非球面係数Ｅ６、８次の非球面係数Ｅ８、そして１０次の非球面係数Ｅ１０は、それぞれ次の通りである。
【００５２】
Ｋ＝７．８６８６８４
Ｅ４＝４．００５５９×１０−４
Ｅ６＝−２．９３９９６×１０−５
Ｅ８＝１．１１６８６×１０−５
Ｅ１０＝−１．８９２９１×１０−６
この第３の実施例においては、下記の表６に示すように、条件式（１）〜（６）に各数値を代入した計算結果は、条件式（１）〜（６）をすべて満足している。
【００５３】
【表６】
実施例３
上述した第１〜第３の実施例の広角レンズによれば、小型で高性能なバックフォーカスの長い広角レンズを得ることができる。また、インナーフォーカス方式によってフォーカスを行うことで、ＡＦ（オートフォーカス）速度を大幅に速めることができる。
また、上述した図２、図３、図５、図６、図８および図９の各収差曲線図によれば、上述した本発明の第１〜第３の実施例に係る図１、図４および図７に示した構成の広角レンズによれば、いずれも収差は良好に補正され、あるいは抑制されていることがわかる。
なお、上述した広角レンズを撮影レンズとして用いて、ディジタルスティルカメラのようなカメラを構成すればよい。このようなカメラにおいては、撮影レンズを、小型で諸収差が良好に補正されて高性能であって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズとすることができる（請求項１４に対応する）。
また、光源と、前記光源の光を変調するライトバルブと、前記ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーンに投影するための投影レンズとを具備して構成する投写型表示装置の前記投影レンズとして、上述したような広角レンズを用いてもよい。このような投写型表示装置は、特に、投影レンズが、小型で諸収差が良好に補正されて高性能であって、画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズとすることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、小型で諸収差が良好に補正されて高性能な、例えばディジタルスティルカメラ用の撮影レンズとして好適な、レンズであって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズ、前記広角レンズを撮影レンズとして用いるカメラおよび前記広角レンズを投影レンズとして用いる投写型表示装置を提供することができる。
すなわち本発明の請求項１の広角レンズによれば、物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして負レンズからなる第２レンズを配置して構成し、前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして正レンズからなる第４レンズと負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成してなることにより、小型で諸収差が良好に補正されて高性能な、例えばディジタルスティルカメラ用の撮影レンズとして好適な、レンズであって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る基本的な構成を提供することができる。
【００５６】
本発明の請求項２の広角レンズによれば、物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズを配置して構成し、前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして物体側に凸面を向けた正レンズからなる第４レンズと像側に凹面を向けた負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成するとともに、前記第３レンズ群を物体側に移動させて近距離物体に対するフォーカシングを行なうことにより、小型で諸収差が良好に補正されて高性能な、例えばディジタルスティルカメラ用の撮影レンズとして好適な、レンズであって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る具体的な構成を提供することができる。
【００５７】
本発明の請求項３の広角レンズによれば、物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして負レンズからなる第２レンズを配置して構成し、前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして物体側に凸面を向けた正レンズからなる第４レンズと像側に凹面を向けた負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成するとともに、前記第１レンズ群を物体側に移動させて近距離物体に対するフォーカシングを行なうことにより、小型で諸収差が良好に補正されて高性能な、例えばディジタルスティルカメラ用の撮影レンズとして好適な、レンズであって、特に、画角が７０度程度でバックフォーカスが長く、しかも高性能を得る他の具体的な基本的な構成を提供することができる。
【００５８】
本発明の請求項４の広角レンズによれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、全系の焦点距離をｆ、バックフォーカス（空気換算）をｂｆとして、
条件式：
１．０＜ｂｆ／ｆ＜５．０
を満足することにより、特に、充分で且つ適正なバックフォーカスおよび適正な射出瞳の位置を実現しつつ、レンズ系の全長が長くなり大型化を招かないようにすることができる。
本発明の請求項５の広角レンズによれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、全系の焦点距離をｆ、第４レンズと第５レンズの合成焦点距離をｆ４５として、
条件式：
ｆ４５／ｆ＜−１
を満足することにより、特に、収差の少ない、特に内向性コマ収差の少ない適正なレンズ性能を確保することができる。
【００５９】
本発明の請求項６の広角レンズによれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、第３レンズと第４レンズとの軸上空気間隔をｄ３４、第４レンズと第５レンズの合成焦点距離をｆ４５として、
条件式：
−１．０＜ｄ３４／ｆ４５＜−０．０３
を満足することにより、特に、容易にテレセントリック性を確保して、少ない収差および適正な射出瞳の位置を達成することができる。
本発明の請求項７の広角レンズによれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、前記第６レンズは、物体側の面が非球面として形成された両凸レンズであり、光軸に垂直な方向の高さＹにおける前記物体側の非球面上の位置と前記物体側の非球面の頂点での接平面との間の光軸に沿った距離として定義されるサグ量のうちの最大サグ量を△ａｓｐとした時に、第６レンズの焦点距離をｆ６として、
条件式：
０＜△ａｓｐ／ｆ６＜０．３
を満足することにより、特に、非球面の製造加工が容易でしかも収差を有効に低減することができる。
【００６０】
本発明の請求項８の広角レンズによれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項の広角レンズであって、全系の焦点距離をｆ、最も物体側のレンズ面から像面までの距離をＴＬとして、
条件式：
３．７＜ＴＬ／ｆ＜５．７
を満足することにより、特に、有効に小型化を達成し得てしかも適正な収差補正が可能となる。
本発明の請求項９の広角レンズによれば、請求項１の広角レンズであって、前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズとを配置して構成することにより、特に、第１レンズ群の構成をさらに適正化することができる。
【００６１】
本発明の請求項１０の広角レンズによれば、請求項９の広角レンズであって、前記第１レンズ群を構成する前記負メニスカスレンズは、物体側に向けた少なくとも１つの凸面を非球面として構成することにより、特に、収差をさらに低減することができる。
本発明の請求項１１の広角レンズによれば、請求項１〜請求項１０のいずれか１項の広角レンズであって、前記第４レンズと前記第５レンズとの接合レンズは、物体側の面を非球面として構成することにより、特に、収差をより一層低減することができる。
本発明の請求項１２の広角レンズによれば、請求項１〜請求項１１のいずれか１項の広角レンズであって、開口絞りよりも物体側に配置されるレンズ群Ｇ（ｆ）の全体の焦点距離をｆ（ｆ）、前記開口絞りよりも像側に配置されるレンズ群Ｇ（ｂ）の全体の焦点距離をｆ（ｂ）として、
条件式：
０．３＜ｆ（ｆ）／ｆ（ｂ）＜３．０
を満足することにより、特に、像面歪曲およびコマ収差の良好なバランスを得ることが可能となる。
【００６２】
本発明の請求項１３の広角レンズによれば、請求項１〜請求項１２のいずれか１項の広角レンズであって、前記第３レンズと前記第４レンズとの間に開口絞りが配置されることにより、特に、誤収差の補正において非常に好ましい構成とすることができる。
本発明の請求項１４のカメラによれば、光学系として、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の広角レンズを含むことにより、特に、撮影レンズを、小型で諸収差が良好に補正されて高性能であって、しかも画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズとした構成を提供することができる。
本発明の請求項１５の投写型表示装置によれば、光源と、前記光源の光を変調するライトバルブと、前記ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーンに投影するための請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の広角レンズからなる投影レンズと、を具備することにより、特に、投影レンズを、小型で諸収差が良好に補正されて高性能であって、しかも画角が７０度程度でバックフォーカスの長い広角レンズとした構成を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る広角レンズの光学系の構成を示す光軸に沿った断面図である。
【図２】図１に示す本発明の第１の実施例による広角レンズの物体距離が無限遠のときの（ａ）球面収差、（ｂ）非点収差、そして（ｃ）歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図３】図１に示す本発明の第１の実施例による広角レンズの物体距離が無限遠のときの軸上収差および倍率色収差の収差特性を示す収差曲線図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る広角レンズの光学系の構成を示す光軸に沿った断面図である。
【図５】図４に示す本発明の第２の実施例による広角レンズの物体距離が無限遠のときの（ａ）球面収差、（ｂ）非点収差、そして（ｃ）歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図６】図４に示す本発明の第２の実施例による広角レンズの物体距離が無限遠のときの軸上収差および倍率色収差の収差特性を示す収差曲線図である。
【図７】本発明の第３の実施例例に係る広角レンズの光学系の構成を示す光軸に沿った断面図である。
【図８】図７に示す本発明の第３の実施例による広角レンズの物体距離が無限遠のときの（ａ）球面収差、（ｂ）非点収差、そして（ｃ）歪曲収差の各収差特性を示す収差曲線図である。
【図９】図７に示す本発明の第３の実施例による広角レンズの物体距離が無限遠のときの軸上収差および倍率色収差の収差特性を示す収差曲線図である。
【符号の説明】
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１〜Ｌ６ 第１〜第６レンズ
Ｌ４５ 第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との接合レンズ
Ｓ 開口絞り
Ｐ 平行平面ガラス
１〜１５ 光学面の面番号
Claims (15)
- 物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ
前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして負レンズからなる第２レンズを配置して構成し、
前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして正レンズからなる第４レンズと負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、
そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成してなる
ことを特徴とする広角レンズ。 - 物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ
前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズを配置して構成し、
前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして物体側に凸面を向けた正レンズからなる第４レンズと像側に凹面を向けた負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、
そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成するとともに、
前記第３レンズ群を物体側に移動させて近距離物体に対するフォーカシングを行なう
ことを特徴とする広角レンズ。 - 物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置し、且つ
前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ、そして負レンズからなる第２レンズを配置して構成し、
前記第２レンズ群は、物体側から、順次、正レンズからなる第３レンズ、そして物体側に凸面を向けた正レンズからなる第４レンズと像側に凹面を向けた負レンズからなる第５レンズとを密に貼り合わせてなる接合レンズを配置して構成し、
そして、前記第３レンズ群は、少なくとも片方の面が非球面として構成された正レンズからなる第６レンズを有して構成するとともに、
前記第１レンズ群を物体側に移動させて近距離物体に対するフォーカシングを行なう
ことを特徴とする広角レンズ。 - 全系の焦点距離をｆ、バックフォーカス（空気換算）をｂｆとして、
条件式：
１．０＜ｂｆ／ｆ＜５．０
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の広角レンズ。 - 全系の焦点距離をｆ、第４レンズと第５レンズの合成焦点距離をｆ４５として、
条件式：
ｆ４５／ｆ＜−１
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の広角レンズ。 - 第３レンズと第４レンズとの軸上空気間隔をｄ３４、第４レンズと第５レンズの合成焦点距離をｆ４５として、
条件式：
−１．０＜ｄ３４／ｆ４５＜−０．０３
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の広角レンズ。 - 前記第６レンズは、物体側の面が非球面として形成された両凸レンズであり、光軸に垂直な方向の高さＹにおける前記物体側の非球面上の位置と前記物体側の非球面の頂点での接平面との間の光軸に沿った距離として定義されるサグ量のうちの最大サグ量を△ａｓｐとした時に、第６レンズの焦点距離をｆ６として、
条件式：
０＜△ａｓｐ／ｆ６＜０．３
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の広角レンズ。 - 全系の焦点距離をｆ、最も物体側のレンズ面から像面までの距離をＴＬとして、
条件式：
３．７＜ＴＬ／ｆ＜５．７
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の広角レンズ。 - 前記第１レンズ群は、物体側から、順次、像側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第２レンズとを配置して構成することを特徴とする請求項１に記載の広角レンズ。
- 前記第１レンズ群を構成する前記負メニスカスレンズは、物体側に向けた少なくとも１つの凸面を非球面として構成することを特徴とする請求項９に記載の広角レンズ。
- 前記第４レンズと前記第５レンズとの接合レンズは、物体側の面を非球面として構成することを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の広角レンズ。
- 開口絞りよりも物体側に配置されるレンズ群Ｇ（ｆ）の全体の焦点距離をｆ（ｆ）、前記開口絞りよりも像側に配置されるレンズ群Ｇ（ｂ）の全体の焦点距離をｆ（ｂ）として、
条件式：
０．３＜ｆ（ｆ）／ｆ（ｂ）＜３．０
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の広角レンズ。 - 前記第３レンズと前記第４レンズとの間に開口絞りが配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の広角レンズ。
- 光学系として、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の広角レンズを含むことを特徴とするカメラ。
- 光源と、
前記光源の光を変調するライトバルブと、
前記ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーンに投影するための請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の広角レンズからなる投影レンズと、
を具備することを特徴とする投写型表示装置。
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