JP2009193053A - 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の提供。
【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、第２レンズ群Ｇ２は最も物体側に負屈折力のレンズ成分Ｌ２１を有し、以下の条件を満足する。−ｆ１／ｆ＞６．００但し、ｆ：全系の焦点距離ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
【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、第２レンズ群Ｇ２は最も物体側に負屈折力のレンズ成分Ｌ２１を有し、以下の条件を満足する。−ｆ１／ｆ＞６．００但し、ｆ：全系の焦点距離ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
【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）。
特開平１１−３０７４３号公報
従来の広角レンズは、諸収差の補正が十分ではなかった。
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、前記第２レンズ群は最も物体側に負屈折力のレンズ成分を有し、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。
−ｆ１／ｆ ＞ ６．００
但し、ｆは全系の焦点距離、ｆ１は前記第１レンズ群の焦点距離である。
−ｆ１／ｆ ＞ ６．００
但し、ｆは全系の焦点距離、ｆ１は前記第１レンズ群の焦点距離である。
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、開口絞りと、正屈折力の第３レンズ群とを有し、前記第２レンズ群は最も物体側に負屈折力のレンズ成分を有し、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。
−ｆ１／ｆ ＞ ６．００
但し、ｆは全系の焦点距離、ｆ１は前記第１レンズ群の焦点距離である。
−ｆ１／ｆ ＞ ６．００
但し、ｆは全系の焦点距離、ｆ１は前記第１レンズ群の焦点距離である。
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、第２レンズ群は最も物体側に負屈折力のレンズ成分を有し、以下の条件式（１）を満足する構成である。
（１） −ｆ１／ｆ ＞ ６．００
但し、ｆは全系の焦点距離、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離である。
（１） −ｆ１／ｆ ＞ ６．００
但し、ｆは全系の焦点距離、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離である。
レトロフォーカスレンズでは、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、群どうしで互いに収差を打ち消しあうことが出来ず、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。そのため、群単独で出来る限り収差を補正しておく必要がある。そのためには、負屈折力の第１レンズ群の屈折力を弱くすることが有効だが、そうすると一眼レフレックスカメラでの使用ではバックフォーカスが不足してしまう。そこで、本実施形態に係る広角レンズは、収差補正とバックフォーカスのバランスで最も有効な範囲を規定する上記条件式（１）を満足する構成とした。
条件式（１）の下限値を下回ると、第１レンズ群の負のパワーが強すぎ、画面周辺の軸外主光線には正の像面湾曲、負のディストーションともに十分な補正が困難となる。
また、上記のように、本実施形態では第２レンズ群の最も物体側は負屈折力のレンズ成分となっていることが特徴である。これは、第２レンズ群、第３レンズ群の合成としても負レンズ成分が先頭に来ることでレトロフォーカスレンズの構成をとっている。これによってバックフォーカスを長くすることが出来、条件式（１）の下限値を大きくすることが可能となった。
また、条件式（１）を満足する第１レンズ群を通過した画面周辺の軸外主光線は、第２レンズ群に対して大きな角度を持って入射している。そのため、第２レンズ群の最も物体側に負屈折力を有するレンズ成分を配置することで、その負レンズ成分より像面側のレンズに対してより光軸に平行な光線を導くこととなり、軸外のコマ収差補正に有利となる。
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７．５０にすることが好ましい。
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、球面収差、コマ収差を良好に補正できる。
また、本実施形態に係る広角レンズは、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２） １．００ ＜ ｆ２／ｆ３ ＜ ２．００
但し、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。
（２） １．００ ＜ ｆ２／ｆ３ ＜ ２．００
但し、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。
条件式（２）は、正レンズ群の第２レンズ群と第３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（２）の上限値を上回ると、正屈折力が第３レンズ群に偏り、それに伴って第３レンズ群の屈折力が強まり、負の球面収差、コマ収差の補正が困難となり急激に悪化するので好ましくない。条件式（２）の下限値を下回ると、バックフォーカスの確保が困難になるため好ましくない。また、球面収差が悪化する。
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の上限値を１．９０にすることが好ましい。また、実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の下限値を１．３０にすることが好ましい。
また、本実施形態に係る広角レンズは、第２レンズ群の前記レンズ成分の最も物体側の面は、物体側に凹面であることが望ましい。
第２レンズ群では、軸上光束の入射高さが第１レンズ群より高くなるので、球面収差への関与が強くなる。そのため、負屈折力の第１レンズ群で発散光となっている軸上光束に対しては、レンズ面での偏角が大きいと球面収差が大きく発生してしまい好ましくない。その点では、第２レンズ群の前記レンズ成分の最も物体側のレンズ面が、物体側に凹面を向けた形状をしていることで、偏角を小さく押さえることが出来、大口径レンズにて問題となる球面収差の過剰補正を防止している。その結果、第２レンズ群、第３レンズ群でのレンズ枚数を減らすことが出来、全長を短くできる。また、周辺光束に対しても、第２レンズ群の前記レンズ成分の最も物体側のレンズ面が、物体側に凹面を向けた形状をしていることで、コマ収差、特にサジタルコマ収差を効果的に補正できる。その結果、フィルター径を大きくすることなく良好な収差補正を実現できる。
また、本実施形態に係る広角レンズは、第２レンズ群の前記レンズ成分の最も像側の面は、像側に凹面であることが望ましい。
この構成により、第２レンズ群の前記レンズ成分の最も像側の面と、その直後のレンズ成分とで球面収差、コマ収差を良好に補正できる。
また、本実施形態に係る広角レンズは、第１レンズ群は、物体側から順に負レンズ３枚を有することが望ましい。
この構成により、第１レンズ群で発生する負の歪曲収差やコマ収差、正の像面湾曲を低減できる。
また、本実施形態に係る広角レンズは、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３） ０．３０ ＜ ｆ／ｆ３ ＜ １．００
但し、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。
（３） ０．３０ ＜ ｆ／ｆ３ ＜ １．００
但し、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。
条件式（３）は、全系と第３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（３）の上限値を上回ると、第３レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、負の球面収差、コマ収差の補正が困難となり急激に悪化するので好ましくない。条件式（３）の下限値を下回ると、第３レンズ群の屈折力が弱くなりすぎその結果第２レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、上限値を超えた場合と同様な収差の悪化を招くか、もしくはバックフォーカスの確保が困難となり、結果第１レンズ群の負屈折力を強くすることになり正の像面湾曲、負のディストーションの悪化を招き好ましくない。
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式（３）の上限値を０．９０にすることが好ましい。また、実施形態の効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を０．４０にすることが好ましい。
また、本実施形態に係る広角レンズは、第１レンズ群中に以下の条件式（４），（５）をともに満足する正レンズを少なくとも１枚有することが望ましい。
（４） ｎ１ｐ ＞ １．８００
（５） ν１ｐ ＞ ２８．００
但し、ｎ１ｐは第１レンズ群に含まれる正レンズのｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）の屈折率の平均値、ν１ｐは第１レンズ群に含まれる正レンズのｄ線のアッベ数の平均値である。
（４） ｎ１ｐ ＞ １．８００
（５） ν１ｐ ＞ ２８．００
但し、ｎ１ｐは第１レンズ群に含まれる正レンズのｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）の屈折率の平均値、ν１ｐは第１レンズ群に含まれる正レンズのｄ線のアッベ数の平均値である。
条件式（４）と（５）は、第１レンズ群内の正レンズ硝材の特性を規定している。
レトロフォーカスレンズの負レンズ群において発生する負の歪曲収差、正の像面湾曲、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（４）の下限値を下回ると、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、像面湾曲、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（４）の下限値を１．８４０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１．９００にすることが更に好ましい。
条件式（５）の下限値を下回ると、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、像面湾曲やコマ収差の補正は容易になるが、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ので好ましくない。
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３０．００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３１．００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、前記フォーカシングに際して、第２レンズ群と第３レンズ群とが以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６） １．００ ≦ Δ３／Δ２ ＜ １．５０
但し、Δ３は第３レンズ群の移動量、Δ２は第２レンズ群の移動量である。
（６） １．００ ≦ Δ３／Δ２ ＜ １．５０
但し、Δ３は第３レンズ群の移動量、Δ２は第２レンズ群の移動量である。
条件式（６）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。
第１レンズ群を固定して正屈折力の第２レンズ群と第３レンズ群とを物体側に移動させて近距離物体へのフォーカシングを行う際、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（６）の下限値を下回ると、第２、第３レンズ群間隔がフォーカシングによって増大することになり、主に球面収差とコマ収差、非点収差を増大させてしまう。一方、条件式（６）の上限値を上回ると、第３レンズ群の移動が多くなりすぎ主に球面収差とコマ収差、非点収差を補正過剰としてしまい、かえって収差を悪化させる。
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式（６）の上限値を１．３０にすることが好ましい。また、実施形態の効果を確実にするために、条件式（６）の下限値を１．０５にすることが好ましい。
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レンズ群とが同じ移動量で物体側に移動することが望ましい。
この構成により、第２レンズ群と第３レンズ群の一体化が可能になり構成を簡略化できる。製造誤差に起因するフォーカシング時の収差変動を少なくすることができる。
（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、最も物体側に負屈折力のレンズ成分を有する正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳ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は共に物体方向へ移動する。その際、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を異なった速度で移動する。
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、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、両凸形状の正レンズＬ１４とから構成されており、負メニスカスレンズＬ１２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、両凹形状の負レンズＬ２１と、両凸形状の正レンズＬ２２と像面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３との接合レンズ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と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズと、両凸形状の正レンズ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Ｌ１４は、屈折率１．８００以上、アッベ数３０．００以上の正レンズである。
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
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ｄ線の焦点距離、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 67.18 2.60 1.804000 46.57
2 27.00 6.23
3 45.00 2.30 1.772499 49.60
4* 28.80 6.75
5 97.97 1.60 1.496999 81.54
6 47.69 7.40
7 62.34 6.10 1.903660 31.31
8 -167.37 （可変）
9 -101.31 1.20 1.804000 46.57
10 83.83 0.56
11 37.28 7.84 1.816000 46.62
12 -44.22 1.20 1.784723 25.68
13 -97.41 （可変）
14（絞り） ∞ 7.30
15 -20.21 1.20 1.805181 25.46
16 58.98 8.00 1.816000 46.62
17* -52.18 1.91
18 676.80 6.57 1.729157 54.68
19 -32.13 0.20
20 -56.11 4.21 1.729157 54.68
21 -32.58 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第4面
κ ＝ 0.00000E+00
A4 ＝ 1.49400E-06
A6 ＝ -4.07170E-09
A8 ＝ 1.23490E-11
A10 ＝ -2.37110E-14
A12 ＝ 1.08520E-17
第17面
κ ＝ 1.01920E+00
A4 ＝ 1.57740E-05
A6 ＝ 1.57400E-08
A8 ＝ -3.06580E-11
A10 ＝ 0.00000E+00
A12 ＝ 0.00000E+00
（各種データ）
f = 24.70
FNO = 1.44
2ω = 82.34
Y = 21.60
TL = 129.69
Bf = 38.10
（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 -0.033 -0.33
d8 9.00 8.26 2.30
d13 9.40 9.29 8.40
（条件式対応値）
（１） −ｆ１／ｆ＝１１．０５
（２） ｆ２／ｆ３＝１．７３
（３） ｆ／ｆ３＝０．５７
（４） ｎ１ｐ＝１．９０４
（５） ν１ｐ＝３１．３１
（６） Δ３／Δ２＝１．１５
（面データ）
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 67.18 2.60 1.804000 46.57
2 27.00 6.23
3 45.00 2.30 1.772499 49.60
4* 28.80 6.75
5 97.97 1.60 1.496999 81.54
6 47.69 7.40
7 62.34 6.10 1.903660 31.31
8 -167.37 （可変）
9 -101.31 1.20 1.804000 46.57
10 83.83 0.56
11 37.28 7.84 1.816000 46.62
12 -44.22 1.20 1.784723 25.68
13 -97.41 （可変）
14（絞り） ∞ 7.30
15 -20.21 1.20 1.805181 25.46
16 58.98 8.00 1.816000 46.62
17* -52.18 1.91
18 676.80 6.57 1.729157 54.68
19 -32.13 0.20
20 -56.11 4.21 1.729157 54.68
21 -32.58 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第4面
κ ＝ 0.00000E+00
A4 ＝ 1.49400E-06
A6 ＝ -4.07170E-09
A8 ＝ 1.23490E-11
A10 ＝ -2.37110E-14
A12 ＝ 1.08520E-17
第17面
κ ＝ 1.01920E+00
A4 ＝ 1.57740E-05
A6 ＝ 1.57400E-08
A8 ＝ -3.06580E-11
A10 ＝ 0.00000E+00
A12 ＝ 0.00000E+00
（各種データ）
f = 24.70
FNO = 1.44
2ω = 82.34
Y = 21.60
TL = 129.69
Bf = 38.10
（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 -0.033 -0.33
d8 9.00 8.26 2.30
d13 9.40 9.29 8.40
（条件式対応値）
（１） −ｆ１／ｆ＝１１．０５
（２） ｆ２／ｆ３＝１．７３
（３） ｆ／ｆ３＝０．５７
（４） ｎ１ｐ＝１．９０４
（５） ν１ｐ＝３１．３１
（６） Δ３／Δ２＝１．１５
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＝-0.033）、（ｃ）は至近距離合焦時（β＝-0.33）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、最も物体側に負屈折力のレンズ成分を有する正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳ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は共に物体方向へ移動する。その際、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を同じ速度で移動する。
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、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、両凸形状の正レンズＬ１４とから構成されており、負メニスカスレンズＬ１２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、両凹形状の負レンズＬ２１と、両凸形状の正レンズＬ２２と像面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３との接合レンズ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Ｌ１４は、屈折率１．８００以上、アッベ数３０．００以上の正レンズである。
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 72.00 2.60 1.804000 46.57
2 27.50 6.20
3 45.00 2.10 1.772499 49.60
4 34.10 0.20 1.553890 38.09
5* 28.60 7.50
6 64.43 1.60 1.496999 81.54
7 35.37 7.49
8 56.25 6.50 1.903660 31.31
9 -233.35 （可変）
10 -106.99 1.30 1.804000 46.57
11 86.24 0.20
12 35.91 7.54 1.816000 46.62
13 -56.08 1.30 1.860740 23.06
14 -98.62 9.33
15（絞り） ∞ 7.00
16 -20.59 1.30 1.846660 23.78
17 48.93 6.00 1.796680 45.34
18* -51.58 2.37
19 -941.51 5.07 1.804000 46.57
20 -37.73 0.20
21 -70.87 4.92 1.804000 46.57
22 -30.78 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第5面
κ ＝ 0.00000E+00
A4 ＝ -4.57380E-07
A6 ＝ -8.82940E-09
A8 ＝ 2.29950E-11
A10 ＝ -4.35790E-14
A12 ＝ 2.46620E-17
第18面
κ ＝ 1.01920E+00
A4 ＝ 1.71730E-05
A6 ＝ 1.89790E-08
A8 ＝ -3.90560E-11
A10 ＝ 0.00000E+00
A12 ＝ 0.00000E+00
（各種データ）
f = 24.70
FNO = 1.44
2ω = 82.34
Y = 21.60
TL = 127.49
Bf = 38.10
（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 -0.033 -0.25
d9 8.67 7.84 2.35
（条件式対応値）
（１） −ｆ１／ｆ＝１０．５３
（２） ｆ２／ｆ３＝１．６３
（３） ｆ／ｆ３＝０．５６
（４） ｎ１ｐ＝１．９０４
（５） ν１ｐ＝３１．３１
（６） Δ３／Δ２＝１．００
（面データ）
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 72.00 2.60 1.804000 46.57
2 27.50 6.20
3 45.00 2.10 1.772499 49.60
4 34.10 0.20 1.553890 38.09
5* 28.60 7.50
6 64.43 1.60 1.496999 81.54
7 35.37 7.49
8 56.25 6.50 1.903660 31.31
9 -233.35 （可変）
10 -106.99 1.30 1.804000 46.57
11 86.24 0.20
12 35.91 7.54 1.816000 46.62
13 -56.08 1.30 1.860740 23.06
14 -98.62 9.33
15（絞り） ∞ 7.00
16 -20.59 1.30 1.846660 23.78
17 48.93 6.00 1.796680 45.34
18* -51.58 2.37
19 -941.51 5.07 1.804000 46.57
20 -37.73 0.20
21 -70.87 4.92 1.804000 46.57
22 -30.78 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第5面
κ ＝ 0.00000E+00
A4 ＝ -4.57380E-07
A6 ＝ -8.82940E-09
A8 ＝ 2.29950E-11
A10 ＝ -4.35790E-14
A12 ＝ 2.46620E-17
第18面
κ ＝ 1.01920E+00
A4 ＝ 1.71730E-05
A6 ＝ 1.89790E-08
A8 ＝ -3.90560E-11
A10 ＝ 0.00000E+00
A12 ＝ 0.00000E+00
（各種データ）
f = 24.70
FNO = 1.44
2ω = 82.34
Y = 21.60
TL = 127.49
Bf = 38.10
（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 -0.033 -0.25
d9 8.67 7.84 2.35
（条件式対応値）
（１） −ｆ１／ｆ＝１０．５３
（２） ｆ２／ｆ３＝１．６３
（３） ｆ／ｆ３＝０．５６
（４） ｎ１ｐ＝１．９０４
（５） ν１ｐ＝３１．３１
（６） Δ３／Δ２＝１．００
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＝-0.033）、（ｃ）は至近距離合焦時（β＝-0.25）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、最も物体側に負屈折力のレンズ成分を有する正屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳ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は共に物体方向へ移動する。その際、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３を異なった速度で移動する。
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、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、両凸形状の正レンズＬ１４とから構成されており、負メニスカスレンズＬ１２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、両凹形状の負レンズＬ２１と、両凸形状の正レンズＬ２２と像面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３との接合レンズ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Ｌ１４は、屈折率１．８００以上、アッベ数３０．００以上の正レンズである。
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 70.00 2.60 1.804000 46.57
2 27.46 6.04
3 45.00 2.10 1.772499 49.60
4 33.68 0.20 1.553890 38.09
5* 28.60 6.50
6 71.73 1.60 1.496999 81.54
7 36.88 8.58
8 59.20 6.50 1.903660 31.31
9 -201.97 （可変）
10 -112.04 1.30 1.804000 46.57
11 85.44 0.20
12 35.99 7.58 1.816000 46.62
13 -54.18 1.30 1.860740 23.06
14 -100.10 （可変）
15（絞り） ∞ 7.00
16 -20.45 1.30 1.846660 23.78
17 59.55 6.00 1.796680 45.34
18* -53.33 2.11
19 -1673.35 5.20 1.772499 49.60
20 -36.24 0.20
21 -71.75 4.87 1.804000 46.57
22 -30.85 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第5面
κ ＝ 0.00000E+00
A4 ＝ -2.64810E-08
A6 ＝ -8.96440E-09
A8 ＝ 2.41970E-11
A10 ＝ -4.46660E-14
A12 ＝ 2.44010E-17
第18面
κ ＝ 1.01920E+00
A4 ＝ 1.72770E-05
A6 ＝ 1.78190E-08
A8 ＝ -4.07240E-11
A10 ＝ 0.00000E+00
A12 ＝ 0.00000E+00
（各種データ）
f = 24.70
FNO = 1.44
2ω = 82.34
Y = 21.60
TL = 127.44
Bf = 38.10
（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 -0.033 -0.30
d9 8.70 7.93 1.97
d14 9.48 9.40 8.47
（条件式対応値）
（１） −ｆ１／ｆ＝１０．５３
（２） ｆ２／ｆ３＝１．６２
（３） ｆ／ｆ３＝０．５５
（４） ｎ１ｐ＝１．９０４
（５） ν１ｐ＝３１．３１
（６） Δ３／Δ２＝１．１５
（面データ）
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 70.00 2.60 1.804000 46.57
2 27.46 6.04
3 45.00 2.10 1.772499 49.60
4 33.68 0.20 1.553890 38.09
5* 28.60 6.50
6 71.73 1.60 1.496999 81.54
7 36.88 8.58
8 59.20 6.50 1.903660 31.31
9 -201.97 （可変）
10 -112.04 1.30 1.804000 46.57
11 85.44 0.20
12 35.99 7.58 1.816000 46.62
13 -54.18 1.30 1.860740 23.06
14 -100.10 （可変）
15（絞り） ∞ 7.00
16 -20.45 1.30 1.846660 23.78
17 59.55 6.00 1.796680 45.34
18* -53.33 2.11
19 -1673.35 5.20 1.772499 49.60
20 -36.24 0.20
21 -71.75 4.87 1.804000 46.57
22 -30.85 (Bf)
像面 ∞
（非球面データ）
第5面
κ ＝ 0.00000E+00
A4 ＝ -2.64810E-08
A6 ＝ -8.96440E-09
A8 ＝ 2.41970E-11
A10 ＝ -4.46660E-14
A12 ＝ 2.44010E-17
第18面
κ ＝ 1.01920E+00
A4 ＝ 1.72770E-05
A6 ＝ 1.78190E-08
A8 ＝ -4.07240E-11
A10 ＝ 0.00000E+00
A12 ＝ 0.00000E+00
（各種データ）
f = 24.70
FNO = 1.44
2ω = 82.34
Y = 21.60
TL = 127.44
Bf = 38.10
（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 -0.033 -0.30
d9 8.70 7.93 1.97
d14 9.48 9.40 8.47
（条件式対応値）
（１） −ｆ１／ｆ＝１０．５３
（２） ｆ２／ｆ３＝１．６２
（３） ｆ／ｆ３＝０．５５
（４） ｎ１ｐ＝１．９０４
（５） ν１ｐ＝３１．３１
（６） Δ３／Δ２＝１．１５
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＝-0.033）、（ｃ）は至近距離合焦時（β＝-0.30）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、第３レンズ群を合焦レンズ群とするのが好ましい。
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２又は第３レンズ群の少なくとも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３レンズ群近傍に配置されるのが好ましいが、第２レンズ群近傍に配置することも可能であり、また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
Ｌ１１ 負メニスカスレンズ
Ｌ１２ 負メニスカスレンズ
Ｌ１３ 負メニスカスレンズ
Ｌ１４ 正レンズ
Ｌ２１ 負レンズ
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
Ｌ１１ 負メニスカスレンズ
Ｌ１２ 負メニスカスレンズ
Ｌ１３ 負メニスカスレンズ
Ｌ１４ 正レンズ
Ｌ２１ 負レンズ
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
１ カメラ
Claims (12)
- 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、
前記第２レンズ群は最も物体側に負屈折力のレンズ成分を有し、以下の条件を満足することを特徴とする広角レンズ。
−ｆ１／ｆ ＞ ６．００
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離 - 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群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。
- 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。
１．００ ＜ ｆ２／ｆ３ ＜ ２．００
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離 - 前記第２レンズ群の前記レンズ成分の最も物体側の面は、物体側に凹面であ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。
- 前記第２レンズ群の前記レンズ成分の最も像側の面は、像側に凹面であ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１レンズ群は、物体側から順に負レンズ３枚を有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。
- 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。
０．３０ ＜ ｆ／ｆ３ ＜ １．００
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離 - 前記第１レンズ群中に以下の条件をともに満足する正レンズを少なくとも１枚有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の広角レンズ。
ｎ１ｐ ＞ １．８００
ν１ｐ ＞ ２８．００
但し、
ｎ１ｐ：前記第１レンズ群に含まれる正レンズのｄ線の屈折率の平均値
ν１ｐ：前記第１レンズ群に含まれる正レンズのｄ線のアッベ数の平均値 - 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レンズ群とが以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の広角レンズ。
１．００ ≦ Δ３／Δ２ ＜ １．５０
但し、
Δ３：前記第３レンズ群の移動量
Δ２：前記第２レンズ群の移動量 - 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レンズ群とが同じ移動量で物体側に移動することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の広角レンズ。
- 請求項１から１０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、開口絞りと、正屈折力の第３レンズ群とを有し、
前記第２レンズ群は最も物体側に負屈折力のレンズ成分を有し、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。
−ｆ１／ｆ ＞ ６．００
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
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