JP5380811B2

JP5380811B2 - 広角レンズ、および撮像装置

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Publication number: JP5380811B2
Application number: JP2007254903A
Authority: JP
Inventors: 治夫佐藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: US20090086340A1; JP2009086221A; US7663816B2

Description

本発明はデジタル１眼レフカメラ、フィルムカメラ、ビデオカメラ等の撮影光学系に最適な広角レンズ、および撮像装置に関する。

従来、大口径広角レンズが提案されている（例えば、特許文献１）。
特開平６−３０８３８５号公報

しかしながら、従来の大口径広角レンズは、球面収差、光線の各波長による球面収差の形状のばらつき（色ごとの球面収差）、非点収差、サジタルコマフレアーに、更なる改良の余地があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高性能で、サジタルコマフレアーの少ない大口径広角レンズ、およびそれを用いた撮像装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、
物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群とにより実質的に２個のレンズ群からなり、
合焦時に前記第２レンズ群のみが移動し、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、負屈折力の第１１レンズ成分と、正屈折力の第１２レンズ成分とにより実質的に２個のレンズ成分からなり、
前記第１１レンズ成分は、負レンズからなり、
前記第１２レンズ成分は、負レンズと正レンズとの接合正レンズからなり、
前記第２レンズ群は、正屈折力の第２１レンズ成分と、負屈折力の第２２レンズ成分と、正屈折力の第２３レンズ成分と、正屈折力の第２４レンズ成分とにより実質的に４個のレンズ成分からなり、
前記第２１レンズ成分は、正レンズと負レンズとの接合正レンズからなり、
前記第２２レンズ成分は、単レンズもしくは接合レンズからなり、
前記第２３レンズ成分は、単レンズもしくは接合レンズからなり、
前記第２４レンズ成分は、単レンズもしくは接合レンズからなり、
以下の条件式を満足することを特徴とする広角レンズ。
１．００＜ｆ２３／ｆ２４＜５．００
ただし、
ｆ２３：前記第２３レンズ成分の焦点距離
ｆ２４：前記第２４レンズ成分の焦点距離

また、本発明の第１の態様によれば、前記第１レンズ群は、物体側から順に、負屈折力の第１１レンズ成分と、正屈折力の第１２レンズ成分とにより実質的に２個のレンズ成分からなり、前記第１１レンズ成分は、負レンズからなり、前記第１２レンズ成分は、負レンズと正レンズとの接合正レンズからなることが望ましい。

また、本発明の第１の態様によれば、前記第２４レンズ成分は、正レンズを有し、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２） −１．００＜（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２― ｒ１） ≦ ０．００
ただし、ｒ１は前記第２４レンズ成分中の前記正レンズの物体側の曲率半径、ｒ２は前記第２４レンズ成分中の前記正レンズの像側の曲率半径を示す。

また、本発明の第１の態様によれば、前記第２３レンズ成分が非球面を含むことが好ましい。

また、本発明の第１の態様によれば、前記第２３レンズ成分が接合レンズであることが望ましい。

また、本発明の第１の態様によれば、前記第２２レンズ成分は、負レンズを有し、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）１．５１＜ｎｄ＜１．８５
ただし、ｎｄは前記第２２レンズ成分中の前記負レンズのｄ線に対する屈折率を表す。

また、本発明の第１の態様によれば、前記第１レンズ群は、物体側より順に、負レンズよりなる第１１レンズ成分と、負レンズと正レンズとの接合正レンズよりなる第１２レンズ成分とにより実質的に２個のレンズ成分からなり、正の屈折力を持ち、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．０１２＜ｆ／ｆ１＜０．１００
ただし、ｆ１は前記第１レンズ群の焦点距離、ｆは全系の焦点距離である。

また、本発明の第１の態様によれば、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）０．３１＜Ｄｎ／Ｄ１＜０．５０
ただし、Ｄ１は前記第１レンズ群の光軸上の厚み、Ｄｎは前記第１２レンズ成分中の負レンズの光軸上の厚みを示す。

また、本発明の第１の態様によれば、前記第２４レンズ成分は、接合レンズであることが好ましい。

また、本発明の第１の態様によれば、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）１．０００＜ｎ２４Ｐ／ｎ２４Ｎ＜１．２００
ただし、ｎ２４Ｎは第２４レンズ成分中の負レンズのｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、ｎ２４Ｐは第２４レンズ成分中の正レンズのｄ線に対する屈折率を表す。

また、本発明の第１の態様によれば、前記第２レンズ群中の前記第２１レンズ成分と前記第２２レンズ成分との間に開口絞りを有することが望ましい。

また、本発明の第１の態様によれば、前記第２レンズ群は、前記開口絞りより物体側に正の屈折力を持つ前方群と、前記開口絞りより像側に正の屈折力を持つ後方群とにより実質的に２個の部分レンズ群からなり、近距離物体への合焦は、前記前方群と前記後方群とを異なる移動量で繰り出すことにより行うことが望ましい。

また、本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様に係る広角レンズを備えたことを特徴とする撮像装置を提供する。

本発明によれば、一眼レフ等の撮像装置に好適な、大口径の広角レンズレンズ、およびそれを用いた撮像装置を提供することができる。

以下、本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、正屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群とを有し、前記第２レンズ群は、合焦時に移動し、正屈折力の第２１レンズ成分と、負屈折力の第２２レンズ成分と、正屈折力の第２３レンズ成分と、正屈折力の第２４レンズ成分とを有し、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
（１）１．００＜ｆ２３／ｆ２４＜５．００
ただし、ｆ２３は前記第２３レンズ成分の焦点距離、ｆ２４は前記第２４レンズ成分の焦点距離を示す。

一般に、写真レンズを含む、対物光学系の設計で最も困難なことは、大画角化と同時に大口径化を行うことである。これはすなわちザイデル収差を余すところ無く補正することに他ならない。しかも、大口径になればなるほど、球面収差とサジタルコマフレアーの補正、非点収差の補正の両立が困難になる。また、全系を著しく大きくせず、十分な周辺光量を確保し、かつ高い光学性能、特に良好に補正された球面収差と球面収差の波長ごとの差（色ごとの球面収差）、非点収差、メリジオナルのコマ収差を増加させることなくサジタルコマフレアーの発生を減少させたところに特徴がある。

条件式（１）は、第２レンズ群Ｇ２中の第２３レンズ成分Ｌ２３と第２４レンズ成分Ｌ２４との焦点距離の比の適切な範囲を規定する。条件式（１）は、基本的にＬ２３よりＬ２４の屈折力が強いことが望ましいことを示している。また、球面収差の良好な補正、サジタルコマフレアー減少の効果の度合いを示している。

条件式（１）の上限を上回る場合、第２レンズ群中の正レンズ群の屈折力配置が著しくバランスを欠いた状態となり、結果的に球面収差の補正、メリジオナルのコマ収差が悪化する。

なお、条件式（１）の上限値を４．００以下に設定することにより球面収差、メリジオナルのコマ収差の補正が有利になる。さらに、条件式（１）の上限値を３．５０または３．００以下に抑える事によって、本発明の効果を最大限に発揮できる。

また、条件式（１）の下限を下回る場合、前記第２３レンズ成分Ｌ２３が前記第２４レンズ成分Ｌ２４よりも屈折力が高くなることを意味する。本実施形態のような構成の場合、球面収差、サジタルコマフレアーを減少させるためには、前記第２４レンズ成分Ｌ２４の強い正の屈折力が必要である。したがって、条件式（１）の下限値を下回る場合、球面収差およびサジタルコマフレアーを徹底的に小さくすることに対しては不利となり好ましくない。

なお、条件式（１）の下限値を１．１０以上に設定すると、よりサジタルコマフレアーの補正に効果がある。また、条件式（１）の下限値を１．１５または１．２０以上に設定することによって、本発明の効果を最大限に発揮できる。

また、前記第２３レンズ成分は、単レンズもしくは接合レンズからなることが好ましい。このような構成により小型化を達成することが出来る。

また、前記第２４レンズ成分は、単レンズもしくは接合レンズからなることが好ましい。このような構成により小型化を達成することが出来る。

また、前記第２１レンズ成分は、正レンズと負レンズとの接合正レンズからなることが好ましい、このような構成により、小型化を達成することができる。

また、第１レンズ群は、物体側より順に、負屈折力の第１１レンズ成分と、正屈折力の第１２レンズ成分とを有することが好ましい。このような構成により、第１レンズ群がアフォーカルかまたは若干正の屈折力を有するコンバーターを形成しているので、マスターレンズに入射する光束は発散することがなく、マスターレンズの著しい大型化を防いでいる。

また、第１１レンズ成分は、負レンズからなることが好ましい。このような構成により小型化を達成することが出来る。

また、第１２レンズ成分は、負レンズと正レンズとの接合正レンズからなることが好ましい。このような構成により小型化を達成することが出来る。

また、本実施形態の広角レンズでは、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２） −１．００＜（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２― ｒ１） ≦ ０．００
ただし、ｒ１は前記第２４レンズ成分の中の正レンズの物体側の曲率半径を、ｒ２は前記第２４レンズ成分の中の正レンズの像側の曲率半径を示す。

条件式（２）は、前記第２４レンズ成分Ｌ２４中の正レンズの形状因子（ｑファクター）の適正な範囲を規定する条件である。条件式（２）を形状で示せば、前記第２４レンズ成分Ｌ２４中の正レンズの形状は像側に凸面を向けた平凸レンズから両凸レンズの範囲で形成されることを条件としている。ベンディングによってｑファクターを変える事は、発生する収差が大きく変化することを意味し、本実施形態においても、主に球面収差、上方コマ収差、サジタルコマフレアーの補正に影響している。

条件式（２）の上限を上回る場合、前記正レンズ成分Ｌ２４中の正レンズの物体側の凸形状が像側の凸形状よりも強くなることを意味している。このような形状になると、主に上方コマ収差の補正が困難になる。

なお、条件式（２）の上限値を−０．１０以下に設定すると、より上方コマ収差の補正が有利になる。さらに、条件式（２）の上限値を−０．１５または−０．２０以下に抑える事によって、本発明の効果を最大限に発揮できる。

条件式（２）の下限値を下回る場合、第２４レンズ成分Ｌ２４中の正レンズの形状が像面側に凸面を向けたメニスカスレンズ形状になることを意味している。本実施形態のような構成の場合、特にサジタルコマフレアーの補正に不利となり好ましくない。また、球面収差の補正も悪化するので好ましくない。

なお、条件式（２）の下限値を−０．９６以上に設定すると、より球面収差の補正等に効果がある。また、条件式（２）の下限値を−０．９４または−０．８０以上に設定することによって、本発明の効果を最大限に発揮できる。

また、本実施形態の広角レンズでは、最小限の構成枚数で高性能な大口径広角レンズを実現させるために、非球面を使用することが望ましい。特に前記第２３レンズ成分Ｌ２３の物体側の凹面に設けることが、球面収差、上方コマ収差、サジタルコマフレアーの良好な補正に効果があり、望ましい。

また、本実施形態の広角レンズでは、前記第２３レンズ成分Ｌ２３を接合レンズとすることが望ましい。これにより、色収差を良好に補正することが可能となる。また、ガラスモールド非球面の場合は、ガラス材料に制限があるので、軸上、軸外の色収差補正にも好ましい。

また、本実施形態の広角レンズでは、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）１．５１＜ｎｄ＜１．８５
ただし、ｎｄは前記第２２レンズ成分の中の負レンズのｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を表す。

条件式（３）は前記第２２レンズ成分Ｌ２２の中の負レンズのｄ線に対する屈折率を最適な値に設定する条件である。

条件式（３）の上限を上回る場合、ペッツバール和が大きくなりすぎ、像面湾曲と非点収差の補正が困難になる。また、通常の光学ガラスでは、ｎｄ＝１．８５を超える場合、分散も著しく大きくなる場合が多い。したがって、デジタル写真で問題になる色ずれの原因の１つである色の球面収差（波長ごとの球面収差の補正形状）が発生し、特にｇ線に対する球面収差が大きくプラス方向に発生し好ましくない。

条件式（３）の下限値を下回る場合、前記第２２レンズ成分Ｌ２２中の負レンズの凹面の曲率が著しく強くなり、球面収差、サジタルコマフレアーを悪化させるので好ましくない。

なお、条件式（３）の下限値を１．６以上に設定すると、よりサジタルコマフレアーの発生が抑えられる。また、条件式（３）の下限値を１．６５または１．７０以上に設定することによって、本発明の効果を最大限に発揮できる。

また、本実施形態の広角レンズでは、前記第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、負レンズよりなる第１１レンズ成分Ｌ１１と、負レンズと正レンズとの接合正レンズよりなる第１２レンズ成分Ｌ１２を有し、正の屈折力を持ち、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．０１２＜ｆ／ｆ１＜０．１００
ただし、ｆ１は前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、ｆは全系の焦点距離を示す。

条件式（４）は、前記第１レンズ群Ｇ１の屈折力を全系の屈折力で正規化した値の適正な範囲を規定する条件式である。

条件式（４）の上限を上回る場合、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離が短くなり、すなわち第１レンズ群Ｇ１の屈折力が著しく強くなる。レトロフォーカスレンズのフロントコンバーターとして、正の屈折力が強くなるということは全系の焦点距離が長くなり、バックフォーカスが短くなるので好ましくない。また、下方コマ収差が悪化するので好ましくない。

なお、条件式（４）の上限値を０．０８以下に設定すると、十分なバックフォーカスの確保と軸外の収差補正が有利になる。さらに、条件式（４）の上限値を０．０５または０．０４以下に抑える事によって、本発明の効果を最大限に発揮できる。

条件式（４）の下限値を下回る場合、本実施形態の構成では最適な第１レンズ群Ｇ１の屈折力より弱い屈折力になることを意味する。この場合、第１レンズ群Ｇ１が第２レンズ群Ｇ２で発生する球面収差を補う作用が減少し、結果的に球面収差の補正が悪化し好ましくない。

なお、条件式（４）の下限値を０．０１４以上に設定すると、より球面収差の補正が良好にできる。また、条件式（４）の下限値を０．０１５または０．０１６以上に設定することによって、本発明の効果を最大限に発揮できる。

また、本実施形態の広角レンズでは、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）０．３１＜Ｄｎ／Ｄ１＜０．５０
ただし、Ｄ１は前記第１レンズ群の光軸上の厚み、Ｄｎは前記第１２レンズ成分中の負レンズの光軸上の厚みを示す。

条件式（５）は、第１２レンズ成分Ｌ１２中の負レンズの光軸上の厚みを第１レンズ群Ｇ１の厚みで正規化した条件である。この厚い負レンズは、入射瞳をより物体側に位置させることによって、レンズの小径化、フィルターサイズの小径化に有効である。また、収差補正上も非常に少ない構成枚数にもかかわらず、像面湾曲、歪曲等の軸外収差をバランスよく補正する効果がある。条件式（５）は、その厚い負レンズの最適な厚さを設定したものである。

条件式（５）の上限を上回る場合、全体の厚肉化によってレンズ全体が著しく重くなり好ましくない。また、研磨加工の難易度も上がりコストアップになり好ましくない。また、第１２レンズ群の正レンズの厚みが充分に取れなくなり、球面収差を良好に補正できない。

なお、条件式（５）の上限値を０．４８以下に設定すると、より軽量化され、コストも抑えられて好ましい。さらに、条件式（５）の上限値を０．４５または０．４４以下に抑える事によって、本発明の効果を最大限に発揮できる。

一方、条件式（５）の下限値を下回る場合、前記した効果が発揮できず、レンズ径の大型化、フィルターサイズの増大、構成枚数の増加をまねき好ましくない。

なお、条件式（５）の下限値を０．３３以上に設定すると、より前玉径の小径化が達成でき好ましい。また、条件式（５）の下限値を０．３５または０．３６以上に設定することによって、本発明の効果を最大限に発揮できる。

また、本実施形態の広角レンズでは、前記第２４レンズ成分は、接合レンズであることが望ましい。この構成により効果的にペッツバール和を最適化し、サジタルコマフレアーを補正することが可能となる。

また、本実施形態の広角レンズでは、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）１．０００＜ｎ２４Ｐ／ｎ２４Ｎ＜１．２００
ただし、ｎ２４Ｎは第２４レンズ成分中の負レンズのｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、ｎ２４Ｐは第２４レンズ成分中の正レンズのｄ線に対する屈折率を表す。

条件式（６）は、前記第２４レンズ成分中の正レンズと負レンズの屈折率の比の適正な範囲を規定している。条件式（６）を満足すると、さらに高性能で球面収差、光線の各波長による球面収差の形状のばらつき（色ごとの球面収差）、非点収差、サジタルコマフレアーの少ない大口径広角レンズを実現できる。

条件式（６）の上限値を上回る場合、球面収差が悪化するので好ましくない。

なお、条件式（６）の上限値を１．１５０以下に設定すると、ペッツバール和の最適化ができ、像面湾曲の補正が良好になり好ましい。さらに、条件式（６）の上限値を１．１００以下に抑える事によって、本発明の効果を最大限に発揮できる。

条件式（６）の下限値を下回る場合、ペッツバール和の最適化が難しくなる。その結果、像面湾曲および非点収差の補正が不利になる。

なお、条件式（６）の下限値を１．００５以上に設定すると、ペッツバール和の最適化ができ、像面湾曲の補正が良好になり好ましい。また、条件式（６）の下限値を１．０１０以上に設定することによって、本発明の効果を最大限に発揮できる。

また、第２レンズ群Ｇ２は、第２１レンズ成分と第２２レンズ成分との間に開口絞りＳを有し、開口絞りＳより物体側に正の屈折力を持つ前方群Ｇ２Ｆと、開口絞りＳより像側に正の屈折力を持つ後方群Ｇ２Ｒとを有している。

また、第２レンズ群Ｇ２には、下方コマ収差を有効にカットするために固定絞りを設けても良い。

また、本実施形態の広角レンズでは、無限遠から近距離物体への合焦は前記第１レンズ群Ｇ１を像面に対して固定し、比較的簡単な構成で構成枚数も少ない軽量な第２レンズ群Ｇ２を同時に繰り出しても良いが、本実施例では前方群Ｇ２Ｆと後方群Ｇ２Ｒを各々異なる移動量で繰り出して合焦している。合焦時の前方群Ｇ２Ｆと後方群Ｇ２Ｒとの移動比は、本発明の場合、１：１．１〜１．４程度にすると、近距離収差変動、特に像面湾曲と球面収差の変動を抑えることができ好ましい。

以下、各数値実施例に係る広角レンズを添付図面に基づいて説明する。

（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断面図である。第１実施例に係る広角レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２より構成され、前記第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、正の屈折力の前方群Ｇ２Ｆと、Ｆ値を決定する開口絞りＳ、正の屈折力の後方群Ｇ２Ｒとで構成される。前記第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負レンズからなる第１１レンズ成分Ｌ１１、両凹形状を持った厚肉負レンズと両凸形状を持った正レンズとの接合正レンズよりなる第１２レンズ成分Ｌ１２より構成される。前記前方群Ｇ２Ｆは、物体側から順に、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合正レンズよりなる第２１レンズ成分より構成される。前記後方群Ｇ２Ｒは、物体側から順に、両凹形状を持った負レンズからなる第２２レンズ成分Ｌ２２、物体側に凹面を向け、非球面を物体側の面に設けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合正レンズからなる第２３レンズ成分Ｌ２３、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸形状を持った正レンズの接合正レンズからなる第２４レンズ成分Ｌ２４により構成される。無限遠より近距離物体への合焦は、第１レンズ群Ｇ１を像面に対し固定し、前方群Ｇ２Ｆと後方群Ｇ２Ｒとを異なる移動量で繰り出すことによって行う。第１実施例では、合焦時の前方群Ｇ２Ｆと後方群Ｇ２Ｒの移動比は、１：１．１８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示す。

表中の（面データ）において、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）は可変面間隔、（絞り）は開口絞りＳ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）＝（ｙ^２／ｒ）／[１＋[１−κ（ｙ^２／ｒ^２）]^１／２] ＋Ａ３×｜ｙ｜^３
＋Ａ４×ｙ^４＋Ａ６×ｙ^６＋Ａ８×ｙ^８＋Ａ１０×ｙ^１０＋Ａ１２×ｙ^１２
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、ωは半画角（単位：度）、Ｙは像高、ＴＬはレンズ系の全長、Ｂｆはバックフォーカス、ｄｉは面番号ｉでの可変面間隔値をそれぞれ表している。

（可変面間隔データ）は、各合焦位置における撮影倍率、物面までの距離、可変面間隔をそれぞれ示す。

（レンズ群データ）は、各レンズ群の始面番号と、各レンズ群の焦点距離をそれぞれ示す。

（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、これら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
1 115.1525 2.0000 1.816000 46.62
2 31.1674 9.0000
3 -215.8440 15.8500 1.516800 64.12
4 38.1486 10.5000 1.816000 46.62
5 -101.0097 （可変）

6 39.4576 10.3000 1.882997 40.76
7 -52.1142 2.0000 1.717360 29.52
8 42.9666 （可変）

9（絞り） ∞ 5.0000
10 -28.2121 2.3000 1.728250 28.46
11 233.7456 1.6000
12＊ -224.2964 2.5000 1.743300 49.32
13 -1000.0000 5.5000 1.696800 55.52
14 -38.4371 0.1000
15 309.0744 1.8000 1.575010 41.49
16 53.8750 9.5000 1.603001 65.44
17 -30.9322 （可変）

（非球面データ）
第１２面
κ＝ 195.0000
A3＝ -0.20873E-06
A4＝ -1.24260E-05
A6＝ 2.79980E-09
A8＝ -5.17360E-11
A10＝ 1.79730E-13
A12＝ -0.89748E-16

（各種データ）
ｆ＝ 36.000
FNO＝ 1.45
ω＝ 31.53
Y＝ 21.6
TL＝ 131.135
Bf＝ 38.02909

（可変面間隔データ）
無限遠近距離１近距離２
倍率 0.00000 -0.03333 -0.19633
物面 ∞ 1062.6389 168.8648
d5 7.40434 6.32841 1.15510
d8 7.75179 7.55812 6.62693
d17(Bf) 38.02909 39.29868 45.40319

（レンズ群データ）
群始面焦点距離
G1 1 1063.59969
G2F 6 90.86801
G2R 10 56.15852

（条件式対応値）
（１）：ｆ２３／ｆ２４＝ 1.424
（２）：（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）＝ -0.271
（３）：ｎｄ＝ 1.728
（４）：ｆ／ｆ１＝ 0.03385
（５）：Ｄｎ／Ｄ１＝ 0.4244
（６）：ｎ２４Ｐ／ｎ２４Ｎ＝ 1.018

図２は、第１実施例に係る広角レンズの無限遠合焦時の諸収差を示す。

各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高、ｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）、およびｇはｇ線（波長λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示す。また非点収差において、実線はサジタル像面、点線はメリジオナル像面を示す。コマ収差における実線はメリジオナルコマ収差を示す。コマ収差における点線はサジタルコマ収差を示し、原点より右側の点線は、ｄ線に対してメリジオナル方向に発生するサジタルコマ収差、原点より左側の点線は、ｄ線に対してサジタル方向に発生するサジタルコマ収差を表している。

各諸収差図より、球面収差、サジタルコマフレアー等を含め諸収差が良好に補正され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断面図である。第２実施例は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とで構成され、前記第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、下方コマフレアーをカットする固定絞りＦＳ、正の屈折力の前方群Ｇ２Ｆと、Ｆ値を決定する開口絞りＳ、正の屈折力の後方群Ｇ２Ｒとで構成される。前記第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負レンズからなる第１１レンズ成分Ｌ１１、両凹形状を持った厚肉負レンズと両凸形状を持った正レンズとの接合正レンズよりなる第１２レンズ成分Ｌ１２より構成される。前記前方群Ｇ２Ｆは、物体側から順に、両凸形状を持った正レンズと両凹形状を持った負レンズとの接合正レンズよりなる第２１レンズ成分Ｌ２１により構成される。前記後方群Ｇ２Ｒは、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹形状との接合負レンズよりなる第２２レンズ成分Ｌ２２と、物体側に凹面を向け、非球面を物体側の面に設けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合正レンズからなる第２３レンズ成分Ｌ２３と、両凸形状を持った正レンズからなる第２４レンズ成分Ｌ２４とから構成される。無限遠から近距離物体への合焦は、第１レンズ群Ｇ１を像面に対し固定し、前方群Ｇ２Ｆと後方群Ｇ２Ｒを異なる移動量で繰り出すことによって行う。第２実施例では、合焦時の前方群Ｇ２Ｆと後方群Ｇ２Ｒの移動比は、１：１．２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示す。

（表２）
（面データ）
面番号 r d nd νd
1 368.3548 2.0000 1.804000 46.57
2 37.5033 10.2832
3 -451.8992 15.8500 1.516800 64.12
4 43.7784 9.5000 1.816000 46.62
5 -104.9084 （可変）

6(固定絞り) ∞ 0.0000
7 43.9953 10.3000 1.882997 40.76
8 -57.8881 2.0000 1.717360 29.52
9 68.4103 （可変）

10(絞り) ∞ 6.0000
11 -29.9403 3.0000 1.772499 49.60
12 -25.3086 2.3000 1.805180 25.43
13 140.9460 2.0000
14＊ -303.1323 2.5000 1.743300 49.32
15 -1000.0000 4.0000 1.748100 52.28
16 -55.7918 0.1000
17 283.4488 7.5000 1.748100 52.28
18 -31.6703 （可変）

（非球面データー）
第１４面
κ＝ 373.9935
A3＝ 0.00000E+00
A4＝ -1.03900E-05
A6＝ -5.42160E-09
A8＝ 3.20470E-11
A10＝ 0.00000E+00
A12＝ 0.00000E+00

（各種データ）
ｆ＝ 35.863
FNO＝ 1.45
ω＝ 31.63
Y＝ 21.6
TL＝ 130.580
Bf＝ 38.02972

（可変面間隔データ）
無限遠近距離１近距離２
倍率 0.00000 -0.03333 -0.19454
物面 ∞ 1058.1446 169.4204
ｄ5 7.35193 6.26188 1.08512
ｄ9 7.86480 7.64679 6.61144
d18(Bf) 38.02972 39.33778 45.54988

（レンズ群データ）
群始面焦点距離
G1 1 2089.68452
G2F 7 73.75304
G2R 11 61.50882

（条件式対応値）
（１）：ｆ２３／ｆ２４＝ 2.347
（２）：（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）＝ -0.799
（３）：ｎｄ＝ 1.805
（４）：ｆ／ｆ１＝ 0.01716
（５）：Ｄｎ／Ｄ１＝ 0.4212
（６）：ｎ２４Ｐ／ｎ２４Ｎ＝非対応

図４は、第２実施例に係る広角レンズの無限遠合焦時の諸収差を示す。

（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断面図である。第３実施例に係る広角レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とで構成され、前記第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、下方コマフレアーをカットする固定絞りＦＳ、正の屈折力の前方群Ｇ２Ｆと、Ｆ値を決定する開口絞りＳ、正の屈折力の後方群Ｇ２Ｒとで構成される。前記第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負レンズからなる第１１レンズ成分Ｌ１１と、両凹形状を持った厚肉負レンズと両凸形状を持った正レンズとの接合正レンズよりなる第１２レンズ成分Ｌ１２とで構成される。前記前方群Ｇ２Ｆは、物体側から順に、両凸形状を持った正レンズと両凹形状を持った負レンズとの接合正レンズよりなる第２１レンズ成分Ｌ２１で構成される。前記後方群Ｇ２Ｒは、物体側から順に、両凹形状の負レンズからなる第２２レンズ成分Ｌ２２と、物体側に凹面を向け、非球面を物体側の面に設けた正メニスカスレンズからなる第２３レンズ成分Ｌ２３と、両凸形状を持った正レンズからなる第２４レンズ成分Ｌ２４とで構成される。

無限遠から近距離物体への合焦は、第１レンズ群Ｇ１を像面に対し固定し、前方群Ｇ２Ｆと後方群Ｇ２Ｒを異なる移動量で繰り出すことによって行う。第３実施例では、合焦時の前方群Ｇ２Ｆと後方群Ｇ２Ｒの移動比は、１：１．２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示す。

（表３）
（面データ）
面番号 r d nd νd
1 288.3227 2.0000 1.804000 46.57
2 36.4653 10.2500
3 -529.3405 15.8500 1.516800 64.12
4 42.7147 10.5000 1.816000 46.62
5 -108.9838 (可変)

6(固定絞り) ∞ 0.0000
7 43.2020 10.3000 1.882997 40.76
8 -58.6098 2.0000 1.717360 29.52
9 65.8121 （可変）

10(絞り) ∞ 6.0000
11 -27.7348 2.3000 1.846660 23.78
12 131.7181 1.8000
13 -285.6600 7.3000 1.693500 53.18
14 -42.1982 0.1000
15 347.7121 7.5000 1.748100 52.28
16 -31.1227 (可変)

（非球面データー）
第１３面
κ＝ 323.5315
A3＝ 0.00000E+00
A4＝ -1.17610E-05
A6＝ -7.77510E-09
A8＝ 3.17450E-11
A10＝ 0.00000E+00
A12＝ 0.00000E+00

（各種データ）
ｆ＝ 35.863
FNO＝ 1.45
ω＝ 31.63
Y＝ 21.6
TL＝ 130.040
Bf＝ 38.02739

（可変面間隔データ）
無限遠近距離１近距離２
倍率 0.00000 -0.03333 -0.19377
物面 ∞ 1057.9657 169.9604
d5 7.33728 6.24723 1.09482
d9 8.77498 8.55697 7.52649
d16(Bf) 38.02739 39.33545 45.51834

（レンズ群データ）
群始面焦点距離
G1 1 2089.68452
G2F 7 73.75304
G2R 11 61.50882

（条件式対応値）
（１）：ｆ２３／ｆ２４＝ 1.831
（２）：（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）＝ -0.836
（３）：ｎｄ＝ 1.847
（４）：ｆ／ｆ１＝ 0.01716
（５）：Ｄｎ／Ｄ１＝ 0.4106
（６）：ｎ２４Ｐ／ｎ２４Ｎ＝非対応

図６は、第３実施例に係る広角レンズの無限遠合焦時の諸収差を示す。

（第４実施例）
図７は第４実施例に係る広角レンズの構成を示す断面図である。第４実施例に係る広角レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とで構成され、前記第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、下方コマフレアーをカットする固定絞りＦＳと、正の屈折力の前方群Ｇ２Ｆと、Ｆ値を決定する開口絞りＳと、正の屈折力の後方群Ｇ２Ｒとで構成される。前記第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負レンズからなる第１１レンズ成分Ｌ１１と、両凹形状を持った厚肉負レンズと両凸形状を持った正レンズとの接合正レンズよりなる第１２レンズ成分Ｌ１２から構成される。前記前方群Ｇ２Ｆは、物体側から順に、両凸形状を持った正レンズと両凹形状を持った負レンズとの接合正レンズからなる第２１レンズ成分Ｌ２１とで構成される。前記後方群Ｇ２Ｒは、物体側から順に、両凹形状の負レンズからなる第２２レンズ成分Ｌ２２と、物体側に凹面を向け、非球面を物体側の面に設けた負メニスカスレンズと像側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合正レンズよりなる第２３レンズ成分Ｌ２３と、両凸形状を持った正レンズからなる第２４レンズ成分Ｌ２４とで構成される。

無限遠から近距離物体への合焦は、第１レンズ群Ｇ１を像面に対し固定し、前方群Ｇ２Ｆと後方群Ｇ２Ｒを異なる移動量で繰り出すことによって行う。第４実施例では、合焦時の前方群Ｇ２Ｆと後方群Ｇ２Ｒの移動比は、１：１．２である。

以下の表４に第４実施例に係る広角レンズの諸元値を示す。

（表４）
（面データ）
面番号 r d nd νd
1 254.9621 2.0000 1.804000 46.57
2 36.2067 10.2500
3 -397.1159 15.8500 1.516800 64.12
4 42.6798 10.5000 1.816000 46.62
5 -107.3694 （可変）

6(固定絞り) ∞ 0.0000
7 43.7683 10.3000 1.882997 40.76
8 -62.1001 2.0000 1.717360 29.52
9 68.9057 (可変)

10(絞り) ∞ 6.0000
11 -28.8520 2.3000 1.846660 23.78
12 116.7762 2.0000
13* -316.3150 2.5000 1.743300 49.32
14 -1000.0000 5.0000 1.748100 52.28
15 -44.0819 0.1000
16 325.3134 7.8500 1.748100 52.28
17 -32.4616 (可変)

（非球面データー）
第１３面
κ＝ 392.0348
A3＝ 0.00000E+00
A4＝ -9.82060E-06
A6＝ -6.07170E-09
A8＝ 3.30230E-11
A10＝ 0.00000E+00
A12＝ 0.00000E+00

（各種データ）
ｆ＝ 35.863
FNO＝ 1.45
ω＝ 31.61
Y＝ 21.6
TL＝ 130.685
Bf＝ 38.02747

（可変面間隔データ）
無限遠近距離１近距離２
倍率 0.00000 -0.03333 -0.19433
物面 ∞ 1057.8421 169.3153
d5 7.33876 6.24871 1.07866
d9 8.66850 8.45049 7.41648
d17(Bf) 38.02747 39.33553 45.53958

（レンズ群データ）
群始面焦点距離
G1 1 2089.68452
G2F 7 73.75304
G2R 11 61.50882

（条件式対応値）
（１）：ｆ２３／ｆ２４＝ 1.698
（２）：（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）＝ -0.819
（３）：ｎｄ＝ 1.847
（４）：ｆ／ｆ１＝ 0.01716
（５）：Ｄｎ／Ｄ１＝ 0.4106
（６）：ｎ２４Ｐ／ｎ２４Ｎ＝非対応

図８は、第４実施例に係る広角レンズの無限遠合焦時の諸収差を示す。

以上の各実施例によれば、包括角２ω＝６３°を超え、さらにＦ１．４５程度の口径を有し、高性能で球面収差、光線の各波長による球面収差の形状のばらつき（色ごとの球面収差）、非点収差、サジタルコマフレアーの少ない大口径広角レンズが実現できる。

なお、本広角レンズの数値実施例として２群構成のものを示したが、広角レンズの群構成はこれに限られず、３群構成等の他の群構成にも適用可能である。

また、レンズ全系、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、前方群Ｇ２Ｆと後方群Ｇ２Ｒを合焦レンズ群とすることが好ましい。

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、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としても良い。特に第２レンズ群Ｇ２全体、または後方群Ｇ２Ｒを防振レンズ群とするのが好ましい。

また、各レンズ面を非球面としても良い。非球面は、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、前方群Ｇ２Ｆと後方群Ｇ２Ｒとの間に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用してもよい。

また、各レンズ面には、広い波長城で高い透過率を有する反射防止膜が施され、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。

図９は、第１実施例に係る広角レンズを備えた撮像装置（カメラ）の構成を示す図である。

本カメラ１は、図９に示すように撮影レンズ２として上記第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。

本カメラ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、撮影レンズ２で集光された不図示の被写体からの光は撮像素子７上に被写体像を形成する。これにより被写体からの光は、当該撮像素子７により撮像され、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、撮影者は本カメラ１による被写体の撮影を行うことができる。

ここで、本カメラ１に撮影レンズ２として搭載した上記第１実施例に係る広角レンズは、上記第１実施例において説明したように、その特徴的なレンズ構成によって、サジタルコマフレアーの少ない大口径広角レンズを実現している。これにより本カメラ１は、サジタルコマフレアーの少ない大口径広角撮影可能な撮像装置を実現することができる。

なお、上記実施例では第１実施例に係る広角レンズを撮影レンズ２として搭載してカメラ１を構成した例を示したが、上記第１実施例以外の実施例に係る広角レンズを搭載しても上記カメラ１と同様の効果を奏することは言うまでもない。
なお、上記各実施例は本発明の一具体例を示しているものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。

第１実施例に係る広角レンズの無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。第１実施例に係る広角レンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。第２実施例に係る広角レンズの無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。第２実施例に係る広角レンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。第３実施例に係る広角レンズの無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。第３実施例に係る広角レンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。第４実施例に係る広角レンズの無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。第４実施例に係る広角レンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。第１実施例に係る広角レンズを備えた撮像装置（カメラ）の構成を示す図である。

符号の説明

Ｇ１：第１レンズ群
Ｇ２：第２レンズ群
Ｇ２Ｆ：前方群
Ｇ２Ｒ：後方群
Ｌ１１：第１１レンズ成分
Ｌ１２：第１２レンズ成分
Ｌ２１：第２１レンズ成分
Ｌ２２：第２２レンズ成分
Ｌ２３：第２３レンズ成分
Ｌ２４：第２４レンズ成分
Ｓ：開口絞り
ＦＳ：固定絞り
Ｉ：像面
１：カメラ
２：撮影レンズ
３：クイックリターンミラー
４：焦点板
５：ペンタプリズム
６：接眼レンズ
７：撮像素子

Claims

物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群とにより実質的に２個のレンズ群からなり、
合焦時に前記第２レンズ群のみが移動し、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、負屈折力の第１１レンズ成分と、正屈折力の第１２レンズ成分とにより実質的に２個のレンズ成分からなり、
前記第１１レンズ成分は、負レンズからなり、
前記第１２レンズ成分は、負レンズと正レンズとの接合正レンズからなり、
前記第２レンズ群は、正屈折力の第２１レンズ成分と、負屈折力の第２２レンズ成分と、正屈折力の第２３レンズ成分と、正屈折力の第２４レンズ成分とにより実質的に４個のレンズ成分からなり、
前記第２１レンズ成分は、正レンズと負レンズとの接合正レンズからなり、
前記第２２レンズ成分は、単レンズもしくは接合レンズからなり、
前記第２３レンズ成分は、単レンズもしくは接合レンズからなり、
前記第２４レンズ成分は、単レンズもしくは接合レンズからなり、
以下の条件式を満足することを特徴とする広角レンズ。
１．００＜ｆ２３／ｆ２４＜５．００
ただし、
ｆ２３：前記第２３レンズ成分の焦点距離
ｆ２４：前記第２４レンズ成分の焦点距離
前記第２４レンズ成分は、正レンズを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の広角レンズ。
−１．００＜（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２― ｒ１） ≦ ０．００
ただし、
ｒ１：前記第２４レンズ成分中の前記正レンズの物体側の曲率半径
ｒ２：前記第２４レンズ成分中の前記正レンズの像側の曲率半径
前記第２３レンズ成分が非球面を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の広角レンズ。
前記第２３レンズ成分が接合レンズであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の広角レンズ。
前記第２２レンズ成分は、負レンズを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の広角レンズ。
１．５１＜ｎｄ＜１．８５
ただし、
ｎｄ：前記第２２レンズ成分中の前記負レンズのｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
前記第１レンズ群は、物体側より順に、負レンズよりなる第１１レンズ成分と、負レンズと正レンズとの接合正レンズよりなる第１２レンズ成分とにより実質的に２個のレンズ成分からなり、正の屈折力を持ち、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の広角レンズ。
０．０１２＜ｆ／ｆ１＜０．１００
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆ：全系の焦点距離
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の広角レンズ。
０．３１＜Ｄｎ／Ｄ１＜０．５０
ただし、
Ｄ１：前記第１レンズ群の光軸上の厚み
Ｄｎ：前記第１２レンズ成分中の前記負レンズの光軸上の厚み
前記第２４レンズ成分は、接合レンズであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の広角レンズ。
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項８記載の広角レンズ。
１．０００＜ｎ２４Ｐ／ｎ２４Ｎ＜１．２００
ただし、
ｎ２４Ｎ：第２４レンズ成分中の負レンズのｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
ｎ２４Ｐ：第２４レンズ成分中の正レンズのｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
前記第２レンズ群中の前記第２１レンズ成分と前記第２２レンズ成分との間に開口絞りを有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の広角レンズ。
前記第２レンズ群は、前記開口絞りより物体側に正の屈折力を持つ前方群と、前記開口絞りより像側に正の屈折力を持つ後方群とにより実質的に２個の部分レンズ群からなり、近距離物体への合焦は、前記前方群と前記後方群とを異なる移動量で繰り出すことにより行うことを特徴とする請求項１０記載の広角レンズ。
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と、実質的にパワーを有さないレンズを更に有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の広角レンズ。
請求項１から１２の何れか一項に記載の広角レンズを備えたことを特徴とする撮像装置。