JP2009020341A - 広角レンズ、光学装置、広角レンズのフォーカシング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】より高性能な広角レンズとこれを有する光学装置、及び該広角レンズのフォーカシング方法を提供すること。
【解決手段】物体側から順に、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３とを有し、第１レンズ群Ｇ１は正レンズＬ１３を有し、第１レンズ群Ｇ１を固定して第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを物体側に移動させて物体へのフォーカシングを行い、所定の条件を満足する広角レンズ。
【選択図】図１
【解決手段】物体側から順に、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３とを有し、第１レンズ群Ｇ１は正レンズＬ１３を有し、第１レンズ群Ｇ１を固定して第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを物体側に移動させて物体へのフォーカシングを行い、所定の条件を満足する広角レンズ。
【選択図】図１
Description
本発明は、一眼レフレックスカメラやデジタルカメラ等に適した広角レンズとこれを有する光学装置、及び広角レンズのフォーカシング方法に関する。
従来から、短い焦点距離でも一眼レフレックスカメラやデジタルカメラ等に用いられるほどバックフォーカスを確保できる広角レンズとして、負屈折力を持つレンズ群が先行するレトロフォーカスレンズが知られている。このレンズタイプでＦ１．４ほどの大口径化を行ったものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開昭６３−６１２１３号公報
しかしながら、レトロフォーカスレンズは、屈折力の配置が絞りをはさんで非対称になっているため、近距離の被写体を撮影する際は、非点収差やコマ収差が無限遠物点を撮影する際に比べて大きく変動し、大口径化が難しい。また、物体側が負レンズ群、像面側が正レンズ群と非対称な屈折力配置になっているため、負の歪曲収差やコマ収差の補正が特に難しくなっている。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、より高性能な広角レンズとこれを有する光学装置、及び該広角レンズのフォーカシング方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、物体側から順に、負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群とを有し、前記第１レンズ群は正レンズを有し、前記第１レンズ群を固定して前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とを物体側に移動させて物体へのフォーカシングを行い、以下の条件を満足することを特徴とする広角レンズを提供する。
１．１０＜−ｆ１／ｆ２＜１．５０
ｎ１ｐ＞１．８０
ν１ｐ＞３０．００
但し、ｆ１は前記第１レンズ群の焦点距離、ｆ２は前記第２レンズ群の焦点距離、ｎ１ｐは前記第１レンズ群に含まれる前記正レンズの屈折率、ν１ｐは前記第１レンズ群に含まれる前記正レンズのアッベ数である。
１．１０＜−ｆ１／ｆ２＜１．５０
ｎ１ｐ＞１．８０
ν１ｐ＞３０．００
但し、ｆ１は前記第１レンズ群の焦点距離、ｆ２は前記第２レンズ群の焦点距離、ｎ１ｐは前記第１レンズ群に含まれる前記正レンズの屈折率、ν１ｐは前記第１レンズ群に含まれる前記正レンズのアッベ数である。
また、本発明は、前記広角レンズを有することを特徴とする光学装置を提供する。
また、本発明は、物体側から順に、負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群とを有し、前記第１レンズ群は正レンズを有し、以下の条件を満足する広角レンズのフォーカシング方法において、前記第１レンズ群を固定して前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とを物体側に移動させて物体へのフォーカシングを行うことを特徴とするフォーカシング方法を提供する。
１．１０＜−ｆ１／ｆ２＜１．５０
ｎ１ｐ＞１．８０
ν１ｐ＞３０．００
但し、ｆ１は前記第１レンズ群の焦点距離、ｆ２は前記第２レンズ群の焦点距離、ｎ１ｐは前記第１レンズ群に含まれる前記正レンズの屈折率、ν１ｐは前記第１レンズ群に含まれる前記正レンズのアッベ数である。
１．１０＜−ｆ１／ｆ２＜１．５０
ｎ１ｐ＞１．８０
ν１ｐ＞３０．００
但し、ｆ１は前記第１レンズ群の焦点距離、ｆ２は前記第２レンズ群の焦点距離、ｎ１ｐは前記第１レンズ群に含まれる前記正レンズの屈折率、ν１ｐは前記第１レンズ群に含まれる前記正レンズのアッベ数である。
本発明によれば、より高性能な広角レンズとこれを有する光学装置、及び該広角レンズのフォーカシング方法を提供することができる。
以下、本発明の一実施形態に係る広角レンズについて説明する。
本実施形態に係る広角レンズは、物体側から順に、負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群とを有し、第１レンズ群は正レンズを有し、第１レンズ群を固定して第２レンズ群と第３レンズ群とを物体側に移動させて物体へのフォーカシングを行い、以下の条件式（１），（２），（３）を満足する構成である。
（１） １．１０＜−ｆ１／ｆ２＜１．５０
（２） ｎ１ｐ＞１．８０
（３） ν１ｐ＞３０．００
但し、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離、ｎ１ｐは第１レンズ群に含まれる前記正レンズの屈折率、ν１ｐは第１レンズ群に含まれる前記正レンズのアッベ数である。
（１） １．１０＜−ｆ１／ｆ２＜１．５０
（２） ｎ１ｐ＞１．８０
（３） ν１ｐ＞３０．００
但し、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離、ｎ１ｐは第１レンズ群に含まれる前記正レンズの屈折率、ν１ｐは第１レンズ群に含まれる前記正レンズのアッベ数である。
条件式（１）は、第１レンズ群と第２レンズ群の屈折力比の適切な範囲を規定している。
条件式（１）の上限値を超えて第２レンズ群の屈折力が強くなると、第１レンズ群によって発散させられた光束をこの第２レンズ群で急激に収束させることになり、球面収差、コマ収差の発生を大きくしてしまう。逆に条件式（１）の下限値を超えると、第２レンズ群の屈折力が不足する分、第３レンズ群が大きな正屈折力を担うことになり、第３レンズ群での球面収差、コマ収差が大きくなる。
条件式（１）を満足することで、球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式（１）の下限値を１．１５にすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式（１）の下限値を１．２０にすることが更に好ましい。また、実施形態の効果を確実にするために、条件式（１）の上限値を１．４５にすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式（１）の上限値を１．４０にすることが更に好ましい。
条件式（２）と（３）は、負の歪曲収差、コマ収差を解決しつつ、負の倍率色収差を良好に補正するための条件式である。
負レンズ群において発生する負の歪曲収差、コマ収差は、負レンズ群内に高屈折率の正レンズを導入することで軽減できる。しかし、一般的に高屈折率の硝材は分散が大きい、つまりアッベ数が小さいため、像高の高さに応じて負レンズと正レンズの倍率色収差の発生量が異なり、中間像高では負の倍率色収差、高い像高では急激に正の倍率色収差が発生しやすくなる。
条件式（２）の下限値を超えて小さくなると、一般にアッベ数の大きな硝材を選択することが容易になるため倍率色収差の補正は容易になりやすいが、負レンズによって発生する歪曲収差、コマ収差を補正することが出来ない。
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の下限値を１．８４にすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式（２）の下限値を１．９０にすることが更に好ましい。
条件式（３）の下限値を超えて小さくなると、一般に高屈折率の硝材を選択することが容易になるため歪曲収差やコマ収差の補正は容易になるが、アッベ数がこの下限値を超えて小さくなると硝材のいわゆる２次分散値が急激に大きくなるため、倍率色収差を十分に補正することが出来ない。
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を３１．００にすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式（３）の下限値を３２．００にすることが更に好ましい。
また、本実施形態に係る広角レンズは、第２レンズ群と第３レンズ群との間に開口絞りを有することが望ましい。この構成により、フォーカシング時の球面収差、コマ収差の変動を抑えることができる。
また、本実施形態に係る広角レンズは、前記フォーカシングに際して、第２レンズ群と第３レンズ群とを互いに異なる移動量で物体側に移動させ、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４） １．１０＜Δ３/Δ２＜１．５０
但し、Δ３は第３レンズ群の前記移動量、Δ２は第２レンズ群の前記移動量である。
（４） １．１０＜Δ３/Δ２＜１．５０
但し、Δ３は第３レンズ群の前記移動量、Δ２は第２レンズ群の前記移動量である。
条件式（４）は、近距離物体へのフォーカシングに際しての収差変動の問題を解決するための条件式である。
近距離物体へのフォーカシングで増大する収差は、主に球面収差とコマ収差、非点収差である。これらは、第２レンズ群と開口絞り、第３レンズ群の間隔をフォーカシングに伴って減少させることで良好に補正できる。条件式（４）は、第２レンズ群と第３レンズ群の移動速度比を規定することで、間隔の減少度合いを規定する。
条件式（４）の下限値を超えて小さくなると、第２、第３レンズ群間隔がフォーカシングによってほとんど変らないか増大することになり、レンズ群間隔の減少による収差補正、主に球面収差とコマ収差、非点収差の補正が困難となる。一方、条件式（４）の上限値を超えて大きくなると、第３レンズ群の移動が多くなりすぎ収差を補正過剰としてしまい、かえって収差、主に球面収差とコマ収差、非点収差を悪化させる。
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式（４）の下限値を１．２０にすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式（４）の下限値を１．２５にすることが更に好ましい。また、実施形態の効果を確実にするために、条件式（４）の上限値を１．４５にすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式（４）の上限値を１．４０にすることが更に好ましい。
また、本実施形態に係る広角レンズは、以下の条件式（５），（６）を満足することが望ましい。
（５） １．５０＜−ｆ１／ｆ３＜３．４０
（６） １．５０＜ｆ２／ｆ３＜３．００
但し、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。
（５） １．５０＜−ｆ１／ｆ３＜３．４０
（６） １．５０＜ｆ２／ｆ３＜３．００
但し、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。
条件式（５）は、第１レンズ群と第３レンズ群の屈折力比を規定するものである。
条件式（５）の下限値を超えて小さくなると、第１レンズ群の屈折力が大きくなりすぎ、コマ収差と非点収差が悪化してしまう。条件式（５）の上限値を超えて大きくなると、正の第３レンズ群と負の第１レンズ群の屈折力比が非対称に大きくなりすぎ、それに伴って歪曲収差やコマ収差、倍率色収差などが悪化する。
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式（５）の下限値を２．００にすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式（５）の下限値を２．５０にすることが更に好ましい。また、実施形態の効果を確実にするために、条件式（５）の上限値を３．３０にすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式（５）の上限値を３．１０にすることが更に好ましい。
条件式（６）は、第２レンズ群と第３レンズ群の屈折力比を規定するものである。
条件式（６）の下限値を超えて小さくなると、第２レンズ群の屈折力が大きくなりすぎ、コマ収差と非点収差が悪化してしまう。条件式（６）の上限値を超えて大きくなると、第３レンズ群の屈折力が大きくなりすぎ、第３レンズ群が主に受け持つ球面収差が急激に悪化する。
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式（６）の下限値を２．００にすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式（６）の下限値を２．１５にすることが更に好ましい。また、実施形態の効果を確実にするために、条件式（６）の上限値を２．５０にすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式（６）の上限値を２．４０にすることが更に好ましい。
また、本実施形態に係る広角レンズは、第１レンズ群と第２レンズ群の少なくとも一方が非球面レンズを有することが望ましい。この構成により、歪曲収差、像面湾曲を小さくすることができる。
また、本実施形態に係る広角レンズは、第２レンズ群は正レンズを有し、以下の条件式（７），（８）を満足することが望ましい。
（７） ｎ２ｐ＞１．９０
（８） ν２ｐ＞３０．００
但し、ｎ２ｐは第２レンズ群に含まれる前記正レンズの屈折率、ν２ｐは第２レンズ群に含まれる前記正レンズのアッベ数である。
（７） ｎ２ｐ＞１．９０
（８） ν２ｐ＞３０．００
但し、ｎ２ｐは第２レンズ群に含まれる前記正レンズの屈折率、ν２ｐは第２レンズ群に含まれる前記正レンズのアッベ数である。
条件式（７）と（８）をともに満たす正レンズを第２レンズ群に有することで、条件式（２），（３）よりさらに歪曲収差、像面湾曲、コマ収差の補正に有効である。
条件式（７）の下限値を超えて小さくなると、一般にアッベ数の大きな硝材を選択することが容易になるため倍率色収差の補正は容易になりやすいが、負レンズによって発生する歪曲収差、コマ収差を補正することが出来ない。
条件式（８）の下限値を超えて小さくなると、一般に高屈折率の硝材を選択することが容易になるため歪曲収差やコマ収差の補正は容易になるが、アッベ数がこの下限値を超えて小さくなると硝材のいわゆる２次分散値が急激に大きくなるため、倍率色収差を十分に補正することが出来ない。
また、本実施形態に係る広角レンズは、以下の条件式（９）を満足することが望ましい。
（９） ｎ１ｐ＞１．９０
条件式（９）を満足することで、条件式（２）よりさらに良好に収差補正を行うことができる。
（９） ｎ１ｐ＞１．９０
条件式（９）を満足することで、条件式（２）よりさらに良好に収差補正を行うことができる。
（実施例）
以下、本実施形態に係る各実施例について図面を参照しつつ説明する。
以下、本実施形態に係る各実施例について図面を参照しつつ説明する。
（第１実施例）
図１は、第１実施例に係る広角レンズの構成を示す図である。
図１は、第１実施例に係る広角レンズの構成を示す図である。
第１実施例に係る広角レンズは、光軸に沿って物体側から順に、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。
無限遠物体から至近距離物体へのフォーカシングに際し、第１レンズ群Ｇ１は固定され、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３は共に物体方向へ異なる速度で移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、両凸形状の正レンズＬ１３とから構成されており、負メニスカスレンズＬ１１の像面Ｉ側のレンズ面が非球面で構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凸形状の正レンズＬ２２と、両凹形状の負レンズＬ２３とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、像面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と像面Ｉ側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３２との接合レンズと、像面Ｉ側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、像面Ｉ側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３４とから構成され、正メニスカスレンズＬ３２の像面Ｉ側のレンズ面が非球面で構成されている。
また、第１レンズ群Ｇ１の正レンズＬ１３は、屈折率１．８０以上、アッベ数３０．００以上の正レンズである。
また、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に第１フレアカット絞りＦＳ１を、正レンズＬ２２の近傍に第２フレアカット絞りＦＳ２を、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間に開口絞りＳを、それぞれ配置している。
以下の表１に、第１実施例に係る広角レンズの諸元値を掲げる。
表中の（面データ）において、物面は物体面、面番号は物体側からの面の番号、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）における屈折率、νｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）におけるアッベ数、（可変）は合焦における可変面間隔、（絞り）は開口絞りＳ、像面は像面Ｉをそれぞれ表している。なお、空気の屈折率ｎｄ＝１．００００００は記載を省略している。また、曲率半径ｒ及び面間隔ｄ欄の「∞」は平面を示している。
（非球面データ）において、非球面は以下の式で表される。
Ｘ（ｙ）＝（ｙ２/ｒ）/［１＋［１−κ（ｙ２/ｒ２）］１/２］
＋Ａ４×ｙ４＋Ａ６×ｙ６＋Ａ８×ｙ８＋Ａ１０×ｙ１０＋Ａ１２×ｙ１２
ここで、光軸に垂直な方向の高さをｙ、高さｙにおける光軸方向の変位量をＸ（ｙ）、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒ、円錐係数をκ、ｎ次の非球面係数をＡｎとする。なお、「E-n」は「×10−ｎ」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10−５」を示す。また、各非球面は、（面データ）において、面番号の右側に「＊」を付して示している。
Ｘ（ｙ）＝（ｙ２/ｒ）/［１＋［１−κ（ｙ２/ｒ２）］１/２］
＋Ａ４×ｙ４＋Ａ６×ｙ６＋Ａ８×ｙ８＋Ａ１０×ｙ１０＋Ａ１２×ｙ１２
ここで、光軸に垂直な方向の高さをｙ、高さｙにおける光軸方向の変位量をＸ（ｙ）、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒ、円錐係数をκ、ｎ次の非球面係数をＡｎとする。なお、「E-n」は「×10−ｎ」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10−５」を示す。また、各非球面は、（面データ）において、面番号の右側に「＊」を付して示している。
（各種データ）において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角（単位：「°」）、Ｙは像高、ＴＬはレンズ全長、Ｂｆは無限遠合焦時のバックフォーカスをそれぞれ表している。
（可変間隔データ）において、βは倍率、ｄｉは面番号ｉでの可変面間隔値を表している。
（条件式対応値）は、各条件式の対応値をそれぞれ示す。
なお、以下の全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄその他の長さ等は、特記の無い場合一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「ｍｍ」に限定されること無く他の適当な単位を用いることもできる。さらに、これらの記号の説明は、以降の他の実施例においても同様とし説明を省略する。
（表１）
（面データ）
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 84.241 2.80 1.772499 49.60
2* 29.000 6.93
3 89.022 2.30 1.754998 52.32
4 32.000 7.50
5 67.193 5.56 1.901355 31.55
6 -183.632 （可変）
7 ∞ 0.72
8 50.462 1.70 1.729157 54.68
9 31.529 8.36
10 ∞ -1.00
11 29.731 7.37 1.804000 46.57
12 -91.413 0.20
13 -4167.443 1.89 1.717362 29.52
14 40.421 （可変）
15（絞り） ∞ 8.18
16 -16.352 1.50 1.805181 25.46
17 -1456.241 3.01 1.816000 46.62
18* -40.911 0.15
19 -250.388 6.50 1.618000 63.33
20 -24.683 0.15
21 -133.591 5.50 1.772499 49.60
22 -30.008 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第2面
κ ＝ 9.256E-01
A4 ＝ -2.026E-06
A6 ＝ -2.592E-09
A8 ＝ 1.220E-12
A10 ＝ -4.405E-15
A12 ＝ 0.000E+00
第18面
κ ＝ 9.140E-01
A4 ＝ 1.969E-05
A6 ＝ 9.863E-09
A8 ＝ 2.937E-11
A10 ＝ -3.136E-13
A12 ＝ 4.395E-16
（各種データ）
f = 24.70
FNO = 1.44
2ω = 82.34
Y = 21.60
TL = 121.57
Bf = 38.50
（可変間隔データ）
無限遠合焦状態 中間距離合焦状態 至近距離合焦状態
β 0.00 -0.0333 -0.20
d6 4.34 3.61 0.44
d14 9.42 9.28 8.06
（条件式対応値）
（１） −ｆ１／ｆ２＝１．３６
（２） ｎ１ｐ＝１．９０１
（３） ν１ｐ＝３１．６
（４） Δ３/Δ２＝１．３５
（５） −ｆ１／ｆ３＝３．０９
（６） ｆ２／ｆ３＝２．２７
（９） ｎ１ｐ＝１．９０１
（面データ）
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 84.241 2.80 1.772499 49.60
2* 29.000 6.93
3 89.022 2.30 1.754998 52.32
4 32.000 7.50
5 67.193 5.56 1.901355 31.55
6 -183.632 （可変）
7 ∞ 0.72
8 50.462 1.70 1.729157 54.68
9 31.529 8.36
10 ∞ -1.00
11 29.731 7.37 1.804000 46.57
12 -91.413 0.20
13 -4167.443 1.89 1.717362 29.52
14 40.421 （可変）
15（絞り） ∞ 8.18
16 -16.352 1.50 1.805181 25.46
17 -1456.241 3.01 1.816000 46.62
18* -40.911 0.15
19 -250.388 6.50 1.618000 63.33
20 -24.683 0.15
21 -133.591 5.50 1.772499 49.60
22 -30.008 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第2面
κ ＝ 9.256E-01
A4 ＝ -2.026E-06
A6 ＝ -2.592E-09
A8 ＝ 1.220E-12
A10 ＝ -4.405E-15
A12 ＝ 0.000E+00
第18面
κ ＝ 9.140E-01
A4 ＝ 1.969E-05
A6 ＝ 9.863E-09
A8 ＝ 2.937E-11
A10 ＝ -3.136E-13
A12 ＝ 4.395E-16
（各種データ）
f = 24.70
FNO = 1.44
2ω = 82.34
Y = 21.60
TL = 121.57
Bf = 38.50
（可変間隔データ）
無限遠合焦状態 中間距離合焦状態 至近距離合焦状態
β 0.00 -0.0333 -0.20
d6 4.34 3.61 0.44
d14 9.42 9.28 8.06
（条件式対応値）
（１） −ｆ１／ｆ２＝１．３６
（２） ｎ１ｐ＝１．９０１
（３） ν１ｐ＝３１．６
（４） Δ３/Δ２＝１．３５
（５） −ｆ１／ｆ３＝３．０９
（６） ｆ２／ｆ３＝２．２７
（９） ｎ１ｐ＝１．９０１
図２は、第１実施例に係る広角レンズの諸収差図を示し、（ａ）は無限遠合焦時（β＝0.00）、（ｂ）は中間距離合焦時（β＝-0.0333）、（ｃ）は至近距離合焦時（β＝-0.20）の諸収差図をそれぞれ示す。
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高、ＮＡは開口数をそれぞれ示す。なお、球面収差図では最大口径に対応するＦナンバー又は開口数の値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。またｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示す。そして非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。
なお、以降の実施例においても同様の記号を使用し、以降の説明を省略する。
各収差図より第１実施例に係る広角レンズは、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
（第２実施例）
図３は、第２実施例に係る広角レンズの構成を示す図である。
図３は、第２実施例に係る広角レンズの構成を示す図である。
第２実施例に係る広角レンズは、光軸に沿って物体側から順に、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。
無限遠物体から至近距離物体へのフォーカシングに際し、第１レンズ群Ｇ１は固定され、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３は共に物体方向へ異なる速度で移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、両凸形状の正レンズＬ１３とから構成されており、負メニスカスレンズＬ１１の像面Ｉ側のレンズ面が非球面で構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２１と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ２３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２４とから構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、両凹形状の負レンズＬ３１と両凸状の正レンズＬ３２との接合レンズと、像面Ｉ側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、像面Ｉ側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３４とから構成され、正レンズＬ３２の像面Ｉ側のレンズ面が非球面で構成されている。
また、第１レンズ群Ｇ１の正レンズＬ１３は、屈折率１．８０以上、アッベ数３０．００以上の正レンズであり、第２レンズ群Ｇ２の正メニスカスレンズＬ２１は、屈折率１．９０以上、アッベ数３０．００以上の正レンズである。
また、負メニスカスレンズＬ２２と正レンズＬ２３との間にフレアカット絞りＦＳを、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間に開口絞りＳを、それぞれ配置している。
以下の表２に、第２実施例に係る広角レンズの諸元値を掲げる。
（表２）
（面データ）
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 73.812 2.80 1.772499 49.60
2* 29.000 5.87
3 56.928 2.30 1.729157 54.68
4 32.000 6.26
5 77.289 5.05 1.800999 34.97
6 -244.950 （可変）
7 57.547 3.44 1.901355 31.55
8 270.193 1.70 1.729157 54.68
9 25.957 8.74
10 ∞ 2.50
11 30.507 7.37 1.804000 46.57
12 -67.379 0.20
13 1489.766 1.89 1.717362 29.52
14 39.615 （可変）
15（絞り） ∞ 8.18
16 -16.623 1.50 1.805181 25.46
17 369.054 4.22 1.834807 42.71
18* -34.218 0.15
19 -1373.189 7.01 1.618000 63.33
20 -24.573 0.15
21 -59.388 5.10 1.772499 49.60
22 -29.749 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第2面
κ ＝ 9.256E-01
A4 ＝ -2.026E-06
A6 ＝ -2.592E-09
A8 ＝ 1.220E-12
A10 ＝ -4.405E-15
A12 ＝ 0.000E+00
第18面
κ ＝ 9.140E-01
A4 ＝ 1.969E-05
A6 ＝ 9.863E-09
A8 ＝ 2.937E-11
A10 ＝ -3.136E-13
A12 ＝ 4.395E-16
（各種データ）
f = 24.70
FNO = 1.44
2ω = 82.34
Y = 21.60
TL = 124.29
Bf = 39.37
（可変間隔データ）
無限遠合焦状態 中間距離合焦状態 至近距離合焦状態
β 0.00 -0.0333 -0.16
d6 4.54 3.80 1.61
d14 5.95 5.84 4.78
（条件式対応値）
（１） −ｆ１／ｆ２＝１．２５
（２） ｎ１ｐ＝１．８０１
（３） ν１ｐ＝３５．０
（４） Δ３/Δ２＝１．４０
（５） −ｆ１／ｆ３＝２．８７
（６） ｆ２／ｆ３＝２．３０
（７） ｎ２ｐ＝１．９０１
（８） ν２ｐ＝３１．６
（９） ｎ１ｐ＝１．８０１
（面データ）
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 73.812 2.80 1.772499 49.60
2* 29.000 5.87
3 56.928 2.30 1.729157 54.68
4 32.000 6.26
5 77.289 5.05 1.800999 34.97
6 -244.950 （可変）
7 57.547 3.44 1.901355 31.55
8 270.193 1.70 1.729157 54.68
9 25.957 8.74
10 ∞ 2.50
11 30.507 7.37 1.804000 46.57
12 -67.379 0.20
13 1489.766 1.89 1.717362 29.52
14 39.615 （可変）
15（絞り） ∞ 8.18
16 -16.623 1.50 1.805181 25.46
17 369.054 4.22 1.834807 42.71
18* -34.218 0.15
19 -1373.189 7.01 1.618000 63.33
20 -24.573 0.15
21 -59.388 5.10 1.772499 49.60
22 -29.749 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第2面
κ ＝ 9.256E-01
A4 ＝ -2.026E-06
A6 ＝ -2.592E-09
A8 ＝ 1.220E-12
A10 ＝ -4.405E-15
A12 ＝ 0.000E+00
第18面
κ ＝ 9.140E-01
A4 ＝ 1.969E-05
A6 ＝ 9.863E-09
A8 ＝ 2.937E-11
A10 ＝ -3.136E-13
A12 ＝ 4.395E-16
（各種データ）
f = 24.70
FNO = 1.44
2ω = 82.34
Y = 21.60
TL = 124.29
Bf = 39.37
（可変間隔データ）
無限遠合焦状態 中間距離合焦状態 至近距離合焦状態
β 0.00 -0.0333 -0.16
d6 4.54 3.80 1.61
d14 5.95 5.84 4.78
（条件式対応値）
（１） −ｆ１／ｆ２＝１．２５
（２） ｎ１ｐ＝１．８０１
（３） ν１ｐ＝３５．０
（４） Δ３/Δ２＝１．４０
（５） −ｆ１／ｆ３＝２．８７
（６） ｆ２／ｆ３＝２．３０
（７） ｎ２ｐ＝１．９０１
（８） ν２ｐ＝３１．６
（９） ｎ１ｐ＝１．８０１
図４は、第２実施例に係る広角レンズの諸収差図を示し、（ａ）は無限遠合焦時（β＝0.00）、（ｂ）は中間距離合焦時（β＝-0.0333）、（ｃ）は至近距離合焦時（β＝-0.16）の諸収差図をそれぞれ示す。
各収差図より第２実施例に係る広角レンズは、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
（第３実施例）
図５は、第３実施例に係る広角レンズの構成を示す図である。
図５は、第３実施例に係る広角レンズの構成を示す図である。
第３実施例に係る広角レンズは、光軸に沿って物体側から順に、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。
無限遠物体から至近距離物体へのフォーカシングに際し、第１レンズ群Ｇ１は固定され、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３は共に物体方向へ異なる速度で移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、両凸形状の正レンズＬ１３とから構成されており、負メニスカスレンズＬ１１の像面Ｉ側のレンズ面が非球面で構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凸形状の正レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３とから構成され、正レンズＬ２２の物体側のレンズ面が非球面で構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、両凹形状の負レンズＬ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズと、像面Ｉ側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と、像面Ｉ側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３４とから構成され、正レンズＬ３２の像面Ｉ側のレンズ面が非球面で構成されている。
また、第１レンズ群Ｇ１の正レンズＬ１３は、屈折率１．８０以上、アッベ数３０．００以上の正レンズである。
また、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に第１フレアカット絞りＦＳ１を、負メニスカスレンズＬ２１と正レンズＬ２２の間に第２フレアカット絞りＦＳ２を、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間に開口絞りＳを、それぞれ配置している。
以下の表３に、第３実施例に係る広角レンズの諸元値を掲げる。
（表３）
（面データ）
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 98.850 2.80 1.772499 49.60
2* 29.000 6.17
3 76.080 2.30 1.754998 52.32
4 32.000 8.00
5 69.050 5.55 1.903660 31.31
6 -171.850 （可変）
7 ∞ 0.72
8 74.740 1.70 1.729157 54.68
9 40.870 7.07
10 ∞ 0.31
11* 29.140 6.20 1.804000 46.57
12 -108.250 0.20
13 404.360 1.89 1.717362 29.52
14 36.160 （可変）
15（絞り） ∞ 8.18
16 -16.690 1.50 1.805181 25.46
17 12374.110 3.13 1.816000 46.62
18* -40.070 0.15
19 -240.690 6.38 1.618000 63.33
20 -25.410 0.15
21 -123.660 5.88 1.772499 49.60
22 -29.770 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第2面
κ ＝ 8.546E-01
A4 ＝ -2.482E-06
A6 ＝ -1.689E-09
A8 ＝ 7.351E-14
A10 ＝ 7.351E-14
A12 ＝ 0.000E+00
第11面
κ ＝ 9.049E-01
A4 ＝ -8.887E-07
A6 ＝ -3.422E-10
A8 ＝ 0.000E+00
A10 ＝ 0.000E+00
A12 ＝ 0.000E+00
第18面
κ ＝ 1.033E+00
A4 ＝ 1.932E-05
A6 ＝ 1.063E-08
A8 ＝ 4.090E-11
A10 ＝ -3.551E-13
A12 ＝ 5.184E-16
（各種データ）
f = 24.70
FNO = 1.44
2ω = 82.34
Y = 21.60
TL = 121.28
Bf = 38.50
（可変間隔データ）
無限遠合焦状態 中間距離合焦状態 至近距離合焦状態
β 0.00 -0.0333 -0.17
d6 4.31 3.53 0.89
d14 10.19 10.11 9.16
（条件式対応値）
（１） −ｆ１／ｆ２＝１．３９
（２） ｎ１ｐ＝１．９０４
（３） ν１ｐ＝３１．３
（４） Δ３/Δ２＝１．３０
（５） −ｆ１／ｆ３＝３．２７
（６） ｆ２／ｆ３＝２．３５
（９） ｎ１ｐ＝１．９０４
（面データ）
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 98.850 2.80 1.772499 49.60
2* 29.000 6.17
3 76.080 2.30 1.754998 52.32
4 32.000 8.00
5 69.050 5.55 1.903660 31.31
6 -171.850 （可変）
7 ∞ 0.72
8 74.740 1.70 1.729157 54.68
9 40.870 7.07
10 ∞ 0.31
11* 29.140 6.20 1.804000 46.57
12 -108.250 0.20
13 404.360 1.89 1.717362 29.52
14 36.160 （可変）
15（絞り） ∞ 8.18
16 -16.690 1.50 1.805181 25.46
17 12374.110 3.13 1.816000 46.62
18* -40.070 0.15
19 -240.690 6.38 1.618000 63.33
20 -25.410 0.15
21 -123.660 5.88 1.772499 49.60
22 -29.770 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第2面
κ ＝ 8.546E-01
A4 ＝ -2.482E-06
A6 ＝ -1.689E-09
A8 ＝ 7.351E-14
A10 ＝ 7.351E-14
A12 ＝ 0.000E+00
第11面
κ ＝ 9.049E-01
A4 ＝ -8.887E-07
A6 ＝ -3.422E-10
A8 ＝ 0.000E+00
A10 ＝ 0.000E+00
A12 ＝ 0.000E+00
第18面
κ ＝ 1.033E+00
A4 ＝ 1.932E-05
A6 ＝ 1.063E-08
A8 ＝ 4.090E-11
A10 ＝ -3.551E-13
A12 ＝ 5.184E-16
（各種データ）
f = 24.70
FNO = 1.44
2ω = 82.34
Y = 21.60
TL = 121.28
Bf = 38.50
（可変間隔データ）
無限遠合焦状態 中間距離合焦状態 至近距離合焦状態
β 0.00 -0.0333 -0.17
d6 4.31 3.53 0.89
d14 10.19 10.11 9.16
（条件式対応値）
（１） −ｆ１／ｆ２＝１．３９
（２） ｎ１ｐ＝１．９０４
（３） ν１ｐ＝３１．３
（４） Δ３/Δ２＝１．３０
（５） −ｆ１／ｆ３＝３．２７
（６） ｆ２／ｆ３＝２．３５
（９） ｎ１ｐ＝１．９０４
図６は、第３実施例に係る広角レンズの諸収差図を示し、（ａ）は無限遠合焦時（β＝0.00）、（ｂ）は中間距離合焦時（β＝-0.0333）、（ｃ）は至近距離合焦時（β＝-0.17）の諸収差図をそれぞれ示す。
各収差図より第３実施例に係る広角レンズは、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
以上のように、本実施形態によれば、最大画角が８０°以上の広画角かつ開放Ｆ値が１．４程度の大口径を有し、より高性能かつ一眼レフレックスカメラやデジタルカメラ等に好適な広角レンズを提供することができる。
次に、本実施形態に係る広角レンズを搭載したカメラについて説明する。なお、第１実施例に係る広角レンズを搭載した場合について説明するが、他の実施例でも同様である。
図７は、第１実施例に係る広角レンズを備えたカメラの構成を示す図である。
図７において、カメラ１は、撮影レンズ２として第１実施例に係る広角レンズを備えたデジタル一眼レフカメラである。カメラ１において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２で集光されて、クイックリターンミラー３を介して焦点板４に結像される。そして焦点板４に結像されたこの光は、ペンタプリズム５中で複数回反射されて接眼レンズ６へ導かれる。これにより撮影者は、被写体像を接眼レンズ６を介して正立像として観察することができる。
また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、クイックリターンミラー３が光路外へ退避し、不図示の被写体からの光は撮像素子７へ到達する。これにより被写体からの光は、撮像素子７によって撮像されて、被写体画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者はカメラ１による被写体の撮影を行うことができる。
カメラ１に撮影レンズ２として第１実施例に係る広角レンズを搭載することにより、高い性能を有するカメラを実現することができる。
なお、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
実施例では、３群構成を示したが、４群、５群等の他の群構成にも適用可能である。
また、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。
また、前記合焦レンズ群はオートフォーカスにも適用出来、オートフォーカス用の(超音波モーター等の)モーター駆動にも適している。特に第２レンズ群と第３レンズ群を合焦レンズ群とするのが好ましいが、第２レンズ群と第３レンズ群の少なくとも一方、又は第１レンズ群から第３レンズ群までの全体を合焦レンズ群としても構わない。
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向に振動させて、手ぶれによって生じる像ぶれを補正する防振レンズ群としても良い。特に第３レンズ群全体又は一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
また、レンズ面を非球面としても構わない。また、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。
また、開口絞りは第２レンズ群近傍又は第２レンズ群中に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材は設けずにレンズ枠でその役割を代用しても良い。
また、各レンズ面には、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜が施されれば、フレアやゴーストを軽減し高いコントラストの高い光学性能を達成できる。
なお、本発明を分かり易く説明するために実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものでないことは言うまでもない。
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１３ 正レンズ
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
１ カメラ
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１３ 正レンズ
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
１ カメラ
Claims (9)
- 物体側から順に、負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群とを有し、前記第１レンズ群は正レンズを有し、
前記第１レンズ群を固定して前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とを物体側に移動させて物体へのフォーカシングを行い、以下の条件を満足することを特徴とする広角レンズ。
１．１０＜−ｆ１／ｆ２＜１．５０
ｎ１ｐ＞１．８０
ν１ｐ＞３０．００
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｎ１ｐ：前記第１レンズ群に含まれる前記正レンズの屈折率
ν１ｐ：前記第１レンズ群に含まれる前記正レンズのアッベ数 - 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に開口絞りを有することを特徴とする請求項１に記載の広角レンズ。
- 前記フォーカシングに際して、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とを互いに異なる移動量で物体側に移動させ、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の広角レンズ。
１．１０＜Δ３/Δ２＜１．５０
但し、
Δ３：前記第３レンズ群の前記移動量
Δ２：前記第２レンズ群の前記移動量 - 以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の広角レンズ。
１．５０＜−ｆ１／ｆ３＜３．４０
１．５０＜ｆ２／ｆ３＜３．００
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離 - 前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の少なくとも一方が非球面レンズを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の広角レンズ。
- 前記第２レンズ群は正レンズを有し、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の広角レンズ。
ｎ２ｐ＞１．９０
ν２ｐ＞３０．００
但し、
ｎ２ｐ：前記第２レンズ群に含まれる前記正レンズの屈折率
ν２ｐ：前記第２レンズ群に含まれる前記正レンズのアッベ数 - 以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の広角レンズ。
ｎ１ｐ＞１．９０ - 請求項１から７のいずれか１項に記載の広角レンズを有することを特徴とする光学装置。
- 物体側から順に、負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群とを有し、前記第１レンズ群は正レンズを有し、
以下の条件を満足する広角レンズのフォーカシング方法において、
前記第１レンズ群を固定して前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とを物体側に移動させて物体へのフォーカシングを行うことを特徴とするフォーカシング方法。
１．１０＜−ｆ１／ｆ２＜１．５０
ｎ１ｐ＞１．８０
ν１ｐ＞３０．００
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｎ１ｐ：前記第１レンズ群に含まれる前記正レンズの屈折率
ν１ｐ：前記第１レンズ群に含まれる前記正レンズのアッベ数
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