JP6420082B2

JP6420082B2 - 広角レンズ，撮像光学装置及びデジタル機器

Info

Publication number: JP6420082B2
Application number: JP2014145219A
Authority: JP
Inventors: 泰成福田; 淳雄増井; 幸介町田
Original assignee: Nikon Corp; Konica Minolta Inc
Current assignee: Nikon Corp; Konica Minolta Inc
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2018-11-07
Anticipated expiration: 2034-07-15
Also published as: JP2016021011A

Description

本発明は広角レンズ，撮像光学装置及びデジタル機器に関するものであり、更に詳しくは、被写体の映像を撮像素子（例えば、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)型イメージセンサー，ＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)型イメージセンサー等の固体撮像素子）で取り込むレンズ交換式デジタルカメラに適したコンパクトで大口径の広角レンズと、その広角レンズ及び撮像素子で取り込んだ被写体の映像を電気的な信号として出力する撮像光学装置と、その撮像光学装置を搭載したデジタルカメラ等の画像入力機能付きデジタル機器と、に関するものである。

近年、レンズ交換式カメラとしてデジタルカメラが一般的になっている。デジタルカメラでは、ユーザーがモニターで等倍の撮影画像を見ることが可能であるため、ＭＴＦ(Modulation Transfer Function)性能の向上や色収差の低減がより一層求められるようになってきている。また、とりわけ夜景や星の撮影ではシャッタースピードを速めるため、Ｆ値の小さいレンズと共に、点光源（街灯や星等）を撮影した際に点像として結像することが求められている。こういった要求に応えるため、レンズ交換式デジタルカメラ用の交換レンズとして好適な広角レンズが、特許文献１，２で提案されている。

特開平０５−０３４５９２号公報特開平１１−２１１９７８号公報

特許文献１で提案されている広角レンズは、広い画角を実現する一方で、収差が補正不足であり、Ｆ値は２．８程度である。また、特許文献２で提案されている広角レンズは、１．４程度の明るいＦ値を実現しているものの、撮影画角は６５度程度と狭いものとなっている。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、撮影画角８０度を超える広画角と明るいＦ値を実現しながら色収差とコマ収差を低減し、画像全体で均一な画質が得られる広角レンズ，それを備えた撮像光学装置及びデジタル機器を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明の広角レンズは、物体側より順に、負パワーを有する第１群と、正パワーを有する第２群と、からなり、
前記第１群が、物体側から順に、負レンズを３枚連続して有し、
前記第１群内には正パワーを有する接合レンズを少なくとも１枚有し、
前記第１群の位置を固定した状態で前記第２群を物体側に移動させることにより、近距離物体へのフォーカシングを行い、
以下の条件式（１）〜（３）を満足し、前記第１群内の少なくとも１枚の負レンズが以下の条件式（７）を満足することを特徴とする。
０．４３≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜１．２ …（１）
Ｆｎｏ＜２．４ …（２）
ｆｏｖ＞８０° …（３）
νｄ＞７０ …（７）
ただし、
Ｒ２：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズの像側面の曲率半径、
Ｒ１：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズの物体側面の曲率半径、
Ｆｎｏ：開口Ｆ値、
ｆｏｖ：全画角、
νｄ：アッべ数、
である。
第２の発明の広角レンズは、物体側より順に、負パワーを有する第１群と、正パワーを有する第２群と、からなり、
前記第１群が、物体側から順に、負レンズを３枚連続して有し、
前記第１群内には正パワーを有する接合レンズを少なくとも１枚有し、
前記第１群の位置を固定した状態で前記第２群を物体側に移動させることにより、近距離物体へのフォーカシングを行い、
前記第２群において最も物体側のレンズが負レンズであり、
以下の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とする。
０．４３≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜１．２ …（１）
Ｆｎｏ＜２．４ …（２）
ｆｏｖ＞８０° …（３）
ただし、
Ｒ２：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズの像側面の曲率半径、
Ｒ１：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズの物体側面の曲率半径、
Ｆｎｏ：開口Ｆ値、
ｆｏｖ：全画角、
である。
第３の発明の広角レンズは、物体側より順に、負パワーを有する第１群と、正パワーを有する第２群と、からなり、
前記第１群が、物体側から順に、負レンズを３枚連続して有し、
前記第１群内には正パワーを有する接合レンズを少なくとも１枚有し、
前記第１群の位置を固定した状態で前記第２群を物体側に移動させることにより、近距離物体へのフォーカシングを行い、
以下の条件式（１ａ），（２）及び（３）を満足することを特徴とする。
０．７≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜１．２ …（１ａ）
Ｆｎｏ＜２．４ …（２）
ｆｏｖ＞８０° …（３）
ただし、
Ｒ２：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズの像側面の曲率半径、
Ｒ１：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズの物体側面の曲率半径、
Ｆｎｏ：開口Ｆ値、
ｆｏｖ：全画角、
である。

第４の発明の広角レンズは、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする。
−１０＜ｆ１／ｆ＜−１ …（４）
ただし、
ｆ１：第１群の焦点距離、
ｆ：全系の焦点距離、
である。

第５の発明の広角レンズは、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記第１群において、正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうちのいずれかの像側に正レンズを有することを特徴とする。

第６の発明の広角レンズは、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする。
１＜ｔｐ／ｔｎ＜８ …（５）
ただし、
ｔｐ：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズを構成する正レンズの光軸上の厚み、
ｔｎ：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズを構成する負レンズの光軸上の厚み、
である。

第７の発明の広角レンズは、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズに、以下の条件式（６）を満足するレンズを少なくとも１枚有することを特徴とする。
Ｎｄ＞１．８ …（６）
ただし、
Ｎｄ：ｄ線に関する屈折率、
である。

第８の発明の広角レンズは、上記第１〜第７のいずれか１つの発明において、前記第１群内の少なくとも１枚の負レンズが非球面を有することを特徴とする。

第９の発明の広角レンズは、上記第１〜第８のいずれか１つの発明において、前記第２群内に開口絞りを有し、前記第２群において、前記開口絞りの前後にレンズが存在することを特徴とする。

第１０の発明の広角レンズは、上記第１〜第９のいずれか１つの発明において、前記第２群内に開口絞りを有し、その開口絞りより像側に非球面を少なくとも１面有することを特徴とする。

第１１の発明の撮像光学装置は、上記第１〜第１０のいずれか１つの発明に係る広角レンズと、撮像面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の撮像面上に被写体の光学像が形成されるように前記広角レンズが設けられていることを特徴とする。

第１２の発明のデジタル機器は、上記第１１の発明に係る撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とする。

本発明によれば、撮影画角８０度を超える広画角と明るいＦ値を実現しながら色収差とコマ収差を低減し、画像全体で均一な画質が得られる広角レンズ及び撮像光学装置を実現することができる。その広角レンズ又は撮像光学装置をデジタル機器（例えばデジタルカメラ）に用いることによって、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能をコンパクトに付加することが可能となる。

第１の実施の形態（実施例１）のレンズ構成図。第２の実施の形態（実施例２）のレンズ構成図。第３の実施の形態（実施例３）のレンズ構成図。第４の実施の形態（実施例４）のレンズ構成図。第５の実施の形態（実施例５）のレンズ構成図。実施例１の縦収差図。実施例２の縦収差図。実施例３の縦収差図。実施例４の縦収差図。実施例５の縦収差図。実施例１の横収差図。実施例２の横収差図。実施例３の横収差図。実施例４の横収差図。実施例５の横収差図。撮像光学装置を搭載したデジタル機器の概略構成例を示す模式図。

以下、本発明に係る広角レンズ，撮像光学装置及びデジタル機器を説明する。本発明に係る広角レンズは、物体側より順に、負パワーを有する第１群と、正パワーを有する第２群と、からなり（パワー：焦点距離の逆数で定義される量）、前記第１群内には正パワーを有する接合レンズを少なくとも１枚有し、前記第１群の位置を固定した状態で前記第２群を物体側に移動させることにより、近距離物体へのフォーカシングを行い、以下の条件式（１）〜（３）、又は条件式（１ａ），（２）及び（３）を満足することを特徴としている。
０．４３≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜１．２ …（１）
０．７≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜１．２ …（１ａ）
Ｆｎｏ＜２．４ …（２）
ｆｏｖ＞８０° …（３）
ただし、
Ｒ２：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズの像側面の曲率半径、
Ｒ１：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズの物体側面の曲率半径、
Ｆｎｏ：開口Ｆ値、
ｆｏｖ：全画角、
である。

負正のパワー配置を有することにより、全系の焦点距離に比して比較的容易なレンズバックの確保が可能となる。さらに、第１群内に接合レンズを有することにより、色収差を効果的に補正することが可能となる。そして、上記条件式（２）と（３）を満たすような明るいＦ値を持ち、かつ、広画角となる撮像レンズにおいて、前記第１群内の正パワーを有する接合レンズが条件式（１）を満足することにより、諸収差の発生を抑えることができ、広角でありながら色収差の発生が小さく、画面中心から周辺まで均一な画質を達成することができるようになる。そして、条件式（１）の上限を下回ることで、球面収差及びコマ収差（特にサジタルコマ収差）の劣化を抑え、条件式（１）の下限を上回ることで、同様に球面収差及びコマ収差（特に画面中帯から周辺のメリジオナルコマ収差）の劣化を抑えることができるため、画面中心から画面周辺まで均一な画質を達成することができる。

上記特徴的構成によると、撮影画角８０度を超える広画角と明るいＦ値を実現しながら色収差とコマ収差を低減し、画像全体で均一な画質が得られる広角レンズ及び撮像光学装置を実現することができる。その広角レンズ又は撮像光学装置をデジタルカメラ等のデジタル機器に用いれば、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能を軽量・コンパクトに付加することが可能となり、デジタル機器のコンパクト化，低コスト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能，軽量・小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。

以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
−１０＜ｆ１／ｆ＜−１ …（４）
ただし、
ｆ１：第１群の焦点距離、
ｆ：全系の焦点距離、
である。

条件式（４）の下限を上回ることで、全系の焦点距離に比して第１群の負パワーが弱くなり過ぎないようにして、色収差の補正不足により画質の劣化を招くことを効果的に防止することができる。また、条件式（４）の上限を下回ることで、全系の焦点距離に比して第１群の負パワーが強くなり過ぎないようにして、第２群によるフォーカス時の収差変動を効果的に抑えることができる。

以下の条件式（４ａ）を満たすことが望ましく、条件式（４ｂ）を満たすことが更に望ましい。
−８＜ｆ１／ｆ＜−１．５ …（４ａ）
−５＜ｆ１／ｆ＜−２ …（４ｂ）
これらの条件式（４ａ），（４ｂ）は、前記条件式（４）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（４ａ）、更に好ましくは条件式（４ｂ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。

前記第１群において、正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうちのいずれかの像側に正レンズを有することが望ましい。このように構成すれば、接合レンズの正パワーの分割により、接合レンズの負担を低減することができる。したがって、諸収差の発生を低減させることが可能となる。

以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
１＜ｔｐ／ｔｎ＜８ …（５）
ただし、
ｔｐ：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズを構成する正レンズの光軸上の厚み、
ｔｎ：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズを構成する負レンズの光軸上の厚み、
である。

条件式（５）の下限を上回ることで、色収差を効果的に補正することが可能となる。また、条件式（５）の上限を下回ることで、正レンズが過剰に厚くなりすぎず、小型化が可能となる。

以下の条件式（５ａ）を満足することが更に望ましい。
３＜ｔｐ／ｔｎ＜５ …（５ａ）
この条件式（５ａ）は、前記条件式（５）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（５ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。

前記第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズに、以下の条件式（６）を満足するレンズを少なくとも１枚有することが望ましい。
Ｎｄ＞１．８ …（６）
ただし、
Ｎｄ：ｄ線に関する屈折率、
である。

条件式（６）を満たすことにより、対象レンズ面のパワーを小さくすることができるので、諸収差の発生を効果的に低減することが可能となる。

前記第１群は、物体側から順に、負レンズを３枚連続して有することが望ましい。このように構成すれば、大きな入射角で入射する高画角からの光束を３枚の負レンズで徐々に曲げることができるため、コマ収差の発生を効果的に抑えることが可能となる。また、最も物体側に位置する第１レンズを負レンズとすることで、レンズ径を小さくすることができるため、撮像レンズの小型化を効果的に達成することが可能となる。

前記第１群内の少なくとも１枚の負レンズが非球面を有することが望ましい。第１群内に負レンズを配置することで広角化が可能となるが、その一方で、大きな歪曲収差が発生して問題となるおそれがある。そこで、第１群内の負レンズに非球面を設ければ、負レンズで発生する歪曲収差を効果的に補正することができるようになる。

前記第１群内の少なくとも１枚の負レンズは、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
νｄ＞７０ …（７）
ただし、
νｄ：アッべ数、
である。

第１群内の少なくとも１枚の負レンズが条件式（７）を満たすことにより、倍率色収差を効果的に低減することできる。

前記第２群において最も物体側のレンズは負レンズであることが望ましい。第２群内の最も物体側のレンズを負レンズとすることで、像面湾曲を効果的に補正することができる。

前記第２群内に開口絞りを有し、前記第２群において、前記開口絞りの前後にレンズが存在することが望ましい。このように構成すれば、フォーカス群である第２群の光学的有効径を低減させることができ、小型化が可能となる。また、このことによりフォーカス時の静音化や高速化が可能となる。

前記第２群内に開口絞りを有し、その開口絞りより像側に非球面を少なくとも１面有することが望ましい。このように構成すれば、開口絞りより物体側で発生した球面収差やコマ収差を非球面で効果的に補正することが可能となる。

本発明に係る広角レンズは、画像入力機能付きデジタル機器（例えば、デジタルカメラ）用の撮像レンズとしての使用に適しており、これを撮像素子等と組み合わせることにより、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像光学装置を構成することができる。撮像光学装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成す光学装置であり、例えば、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の光学像を形成する広角レンズと、その広角レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えることにより構成される。そして、撮像素子の受光面（すなわち撮像面）上に被写体の光学像が形成されるように、前述した特徴的構成を有する広角レンズが配置されることにより、小型・低コストで高い性能を有する撮像光学装置やそれを備えたデジタル機器を実現することができる。

画像入力機能付きデジタル機器の例としては、デジタルカメラ，ビデオカメラ，監視カメラ，防犯カメラ，車載カメラ，テレビ電話用カメラ等のカメラが挙げられる。また、パーソナルコンピューター，携帯用デジタル機器（例えば、携帯電話，スマートフォン（高機能携帯電話），タブレット端末，モバイルコンピューター等），これらの周辺機器（スキャナー，プリンター，マウス等），その他のデジタル機器（ドライブレコーダー，防衛機器等）等に内蔵又は外付けによりカメラ機能が搭載されたものが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像光学装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像光学装置を搭載することによりカメラ機能を付加することが可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。

図１６に、画像入力機能付きデジタル機器の一例として、デジタル機器ＤＵの概略構成例を模式的断面で示す。図１６に示すデジタル機器ＤＵに搭載されている撮像光学装置ＬＵは、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の光学像（像面）ＩＭを形成する広角レンズＬＮ（ＡＸ：光軸）と、広角レンズＬＮにより受光面（撮像面）ＳＳ上に形成された光学像ＩＭを電気的な信号に変換する撮像素子ＳＲと、を備えており、必要に応じて平行平面板（例えば、撮像素子ＳＲのカバーガラス；必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター，赤外カットフィルター等の光学フィルター等に相当する。）も配置される。この撮像光学装置ＬＵで画像入力機能付きデジタル機器ＤＵを構成する場合、通常そのボディ内部に撮像光学装置ＬＵを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像光学装置ＬＵをデジタル機器ＤＵの本体に対して着脱可能又は回動可能に構成することが可能である。

広角レンズＬＮは、負正の２群からなる広角レンズであり、第１群の位置を固定した状態で第２群を光軸ＡＸに沿って物体側に移動させることにより、近距離物体へのフォーカシングを行い、撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上に光学像ＩＭを形成する構成になっている。撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ型イメージセンサー，ＣＭＯＳ型イメージセンサー等の固体撮像素子が用いられる。広角レンズＬＮは、撮像素子ＳＲの光電変換部である受光面ＳＳ上に被写体の光学像ＩＭが形成されるように設けられているので、広角レンズＬＮによって形成された光学像ＩＭは、撮像素子ＳＲによって電気的な信号に変換される。

デジタル機器ＤＵは、撮像光学装置ＬＵの他に、信号処理部１，制御部２，メモリー３，操作部４，表示部５等を備えている。撮像素子ＳＲで生成した信号は、信号処理部１で所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が必要に応じて施され、デジタル映像信号としてメモリー３（半導体メモリー，光ディスク等）に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号等に変換されたりして他の機器に伝送される（例えば携帯電話の通信機能）。制御部２はマイクロコンピューターからなっており、撮影機能（静止画撮影機能，動画撮影機能等），画像再生機能等の機能の制御；フォーカシング，手ぶれ補正等のためのレンズ移動機構の制御等を集中的に行う。例えば、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方を行うように、制御部２により撮像光学装置ＬＵに対する制御が行われる。表示部５は液晶モニター等のディスプレイを含む部分であり、撮像素子ＳＲによって変換された画像信号あるいはメモリー３に記録されている画像情報を用いて画像表示を行う。操作部４は、操作ボタン（例えばレリーズボタン），操作ダイヤル（例えば撮影モードダイヤル）等の操作部材を含む部分であり、操作者が操作入力した情報を制御部２に伝達する。

次に、広角レンズＬＮの第１〜第５の実施の形態を挙げて、その具体的な光学構成を更に詳しく説明する。図１〜図５は、第１〜第５の実施の形態を構成する広角レンズＬＮにそれぞれ対応するレンズ構成図であり、被写体無限遠状態でのレンズ配置を光学断面で示している。いずれも負正の２群構成になっており、フォーカシング時には、第１群Ｇｒ１の位置を固定した状態で第２群Ｇｒ２が光軸ＡＸに沿って物体側に移動する。つまり、フォーカス群である第２群Ｇｒ２が、矢印ｍＦで示すように、近距離物体へのフォーカシングにおいて物体側へ移動する。

第１の実施の形態の広角レンズＬＮ（図１）において、各群は以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、物体側から順に、３枚の像側に凹の負メニスカスレンズＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３と、両凸の正レンズＬ１４及び物体側に凹の負メニスカスレンズＬ１５からなる両凸で正パワーの接合レンズＬＳと、両凸の正レンズＬ１６及び物体側に凹の負メニスカスレンズＬ１７からなる両凸で正パワーの接合レンズと、で構成されており、負メニスカスレンズＬ１２の像側面が非球面である。第２群Ｇｒ２は、両凸の正レンズと、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズからなる接合レンズと、開口絞りＳＴと、物体側に凹の負メニスカスレンズと、両凸の正レンズ（両面非球面）と、像面側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。

第２の実施の形態の広角レンズＬＮ（図２）において、各群は以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、物体側から順に、３枚の像側に凹の負メニスカスレンズＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３と、両凸の正レンズＬ１４及び物体側に凹の負メニスカスレンズＬ１５からなる両凸で正パワーの接合レンズＬＳと、で構成されており、負メニスカスレンズＬ１２，Ｌ１３の各像側面が非球面である。第２群Ｇｒ２は、両凹の負レンズＬ２１と、両凸の正レンズと、両凸の正レンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズからなる接合レンズと、開口絞りＳＴと、両凹の負レンズと、両凸の正レンズ（両面非球面）と、両凹の負レンズ及び両凸の正レンズからなる接合レンズと、で構成されている。

第３の実施の形態の広角レンズＬＮ（図３）において、各群は以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、物体側から順に、３枚の像側に凹の負メニスカスレンズＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３と、像側に凹の負メニスカスレンズＬ１４及び両凸の正レンズＬ１５からなる両凸で正パワーの接合レンズＬＳと、で構成されており、負メニスカスレンズＬ１２の像側面が非球面である。第２群Ｇｒ２は、両凸の正レンズと、像側に凸の正メニスカスレンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズからなる接合レンズと、開口絞りＳＴと、像側に凹の負メニスカスレンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズと、両凸の正レンズ（両面非球面）と、両凹の負レンズ及び両凸の正レンズからなる接合レンズと、で構成されている。

第４の実施の形態の広角レンズＬＮ（図４）において、各群は以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、物体側から順に、２枚の像側に凹の負メニスカスレンズＬ１１，Ｌ１２と、両凹の負レンズＬ１３と、両凸の正レンズＬ１４及び物体側に凹の負メニスカスレンズＬ１５からなる両凸で正パワーの接合レンズＬＳと、物体側に凸の正メニスカスレンズＬ１６と、で構成されており、負メニスカスレンズＬ１２の像側面が非球面である。第２群Ｇｒ２は、像側に凹の負メニスカスレンズＬ２１と、両凸の正レンズと、像側に凸の正メニスカスレンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズからなる接合レンズと、開口絞りＳＴと、物体側に凹の負メニスカスレンズと、両凸の正レンズ（両面非球面）と、像側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。

第５の実施の形態の広角レンズＬＮ（図５）において、各群は以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、物体側から順に、３枚の像側に凹の負メニスカスレンズＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３と、像側に凹の負メニスカスレンズＬ１４及び両凸の正レンズＬ１５からなる両凸で正パワーの接合レンズＬＳと、で構成されており、負メニスカスレンズＬ１２の両面が非球面である。第２群Ｇｒ２は、像側に凹の負メニスカスレンズＬ２１と、両凸の正レンズと、像側に凸の正メニスカスレンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズからなる接合レンズと、開口絞りＳＴと、両凹の負レンズと、両凸の正レンズ（両面非球面）と、両凹の負レンズ及び両凸の正レンズからなる接合レンズと、で構成されている。

以下、本発明を実施した広角レンズの構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜５（ＥＸ１〜５）は、前述した第１〜第５の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第５の実施の形態を表すレンズ構成図（図１〜図５）は、対応する実施例１〜５の光学構成をそれぞれ示している。

各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号ｉ（ＳＴ：絞り），近軸における曲率半径ｒ（ｍｍ），軸上面間隔ｄ（ｍｍ），ｄ線（波長：５８７．５６ｎｍ）に関する屈折率ｎｄ，及びｄ線に関するアッベ数ｖｄを示す。面番号ｉに＊が付された面は非球面であり、その面形状は面頂点を原点とするローカルな直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用いた以下の式（ＡＳ）で定義される。非球面データとして、非球面係数等を示す。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してＥ−ｎ＝×１０^-nである。
ｚ＝（ｃ・ｈ²）／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）・ｃ²・ｈ²｝］＋Σ（Ａｊ・ｈ^j） …（ＡＳ）
ただし、
ｈ：ｚ軸（光軸ＡＸ）に対して垂直な方向の高さ（ｈ²＝ｘ²＋ｙ²）、
ｚ：高さｈの位置での光軸ＡＸ方向のサグ量（面頂点基準）、
ｃ：面頂点での曲率（曲率半径ｒの逆数）、
Ｋ：円錐定数、
Ａｊ：ｊ次の非球面係数、
である。

各種データとして、全系の焦点距離（ｆ，ｍｍ），バックフォーカス（ｆＢ，ｍｍ），Ｆナンバー（Ｆ），レンズ全長（ＴＬ，ｍｍ），撮像素子ＳＲの撮像面ＳＳの対角線長（２Ｙ’，ｍｍ；Ｙ’：最大像高），入射瞳位置（ＥＮＴＰ，第１面から入射瞳位置までの距離，ｍｍ），射出瞳位置（ＥＸＴＰ，撮像面ＳＳから射出瞳位置までの距離，ｍｍ），前側主点位置（Ｈ１，第１面から前側主点位置までの距離，ｍｍ），後側主点位置（Ｈ２，最終面から後側主点位置までの距離，ｍｍ）を示す。バックフォーカスｆＢは、平行平板ＰＴの像側面から像面ＩＭまでの距離を表すものとする。さらに、レンズ群データとして各群Ｇｒ１，Ｇｒ２の焦点距離（ｍｍ）を示す。また、表１に各実施例の条件式対応値を示す。

図６〜図１０は、実施例１〜実施例５（ＥＸ１〜ＥＸ５）にそれぞれ対応する縦収差図であり、（Ａ）は球面収差図、（Ｂ）は非点収差図、（Ｃ）は歪曲収差図である。球面収差図は、実線で示すｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する球面収差量、一点鎖線で示すＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）に対する球面収差量、破線で示すｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）に対する球面収差量を、それぞれ近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表しており、縦軸は瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値（すなわち相対瞳高さ）を表している。非点収差図において、破線Ｔはｄ線に対するタンジェンシャル（メリジオナル）像面、実線Ｓはｄ線に対するサジタル像面を、近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表しており、縦軸は像高（ＩＭＧＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。歪曲収差図において、横軸はｄ線に対する歪曲（単位：％）を表しており、縦軸は像高（ＩＭＧＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。なお、像高ＩＭＧＨＴの最大値は、像面ＩＭにおける最大像高Ｙ’（撮像素子ＳＲの受光面ＳＳの対角長の半分）に相当する。

図１１〜図１５は、実施例１〜実施例５（ＥＸ１〜ＥＸ５）にそれぞれ対応する横収差図である。図１１〜図１５のそれぞれにおいて、（Ａ）〜（Ｅ）はタンジェンシャル（メリジオナル）光束での横収差（ｍｍ）を示しており、（Ｆ）〜（Ｊ）はサジタル光束での横収差（ｍｍ）を示している。また、ＲＥＬＡＴＩＶＥＦＩＥＬＤＨＥＩＧＨＴで表されている像高比（半画角ω°）での横収差を、実線で示すｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、一点鎖線で示すＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）、破線で示すｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）について示している。なお像高比は、像高を最大像高Ｙ’で規格化した相対的な像高である。

実施例１
単位：mm
面データ
i r(mm) d(mm) Nd νd
1 57.886 2.00 1.72916 54.7
2 23.439 4.92
3 33.220 1.95 1.72916 54.7
4 25.603 0.08 1.51380 53.0
5* 20.473 7.72
6 87.334 1.90 1.49700 81.6
7 24.442 5.72
8 111.781 6.97 1.76182 26.6
9 -28.428 0.01 1.51400 42.8
10 -28.428 1.90 1.84666 23.8
11 -471.762 0.10
12 65.367 11.77 1.80000 29.8
13 -40.283 0.01 1.51400 42.8
14 -40.283 1.40 1.72916 54.7
15 -687.279 7.88
16 37.550 5.47 1.61800 63.4
17 -46.916 0.15
18 231.956 3.75 1.61800 63.4
19 -31.882 0.01 1.51400 42.8
20 -31.882 1.10 1.80000 29.8
21 55.213 2.20
22(ST) ∞ 5.16
23 -21.793 1.15 1.90366 31.3
24 -121.754 0.40
25* 312.500 4.88 1.74320 49.3
26* -26.653 2.76
27 -64.081 7.57 1.59282 68.6
28 -21.156 36.14
29 ∞ 2.00 1.51680 64.2
30 ∞

非球面データ
第5面
K=-0.45914E-01
A4=-0.13206E-04
A6=-0.46045E-07
A8= 0.10984E-09
A10=-0.72622E-12
A12= 0.19273E-14
A14=-0.26769E-17

非球面データ
第25面
K= 0
A4= 0.96369E-05
A6= 0.17691E-06
A8= 0.10120E-09

非球面データ
第26面
K=-0.10360E+01
A4= 0.26610E-04
A6= 0.14012E-06
A8= 0.64503E-09

各種データ
f = 20.6mm
fB = 1.00mm
F = 1.86
TL =128.07mm
2Y' = 43.2mm
ENTP= 23.89mm
EXTP=-31.79mm
H1 = 38.45mm
H2 = 17.86mm

レンズ群データ
群始面焦点距離(mm)
1 1 -75.931
2 16 38.535

実施例２
単位：mm
面データ
i r(mm) d(mm) Nd νd
1 53.489 2.11 1.77250 49.6
2 22.442 4.42
3 29.503 2.20 1.77250 49.6
4 22.246 0.08 1.51380 53.0
5* 18.235 5.02
6 28.818 1.90 1.49700 81.6
7 20.121 0.08 1.51380 53.0
8* 18.639 13.10
9 51.781 10.00 1.80610 33.3
10 -50.672 0.01 1.51400 42.8
11 -50.672 1.50 1.77250 49.6
12 -1557.668 7.97
13 -1617.135 1.45 1.77250 49.6
14 43.193 0.23
15 27.725 6.56 1.69680 55.5
16 -52.981 0.15
17 211.701 4.63 1.64769 33.8
18 -27.202 0.01 1.51400 42.8
19 -27.202 1.10 1.80518 25.5
20 -121.555 1.74
21(ST) ∞ 5.45
22 -21.825 1.19 1.90366 31.3
23 194.154 0.63
24* 196.429 4.34 1.69350 53.2
25* -27.322 1.22
26 -106.930 1.70 1.67270 32.2
27 178.017 0.01 1.51400 42.8
28 178.017 7.33 1.59282 68.6
29 -21.445 36.22
30 ∞ 2.00 1.51680 64.2
31 ∞

非球面データ
第5面
K=-0.10080E+01
A4=-0.17829E-05
A6=-0.14365E-08
A8= 0.67090E-10
A10=-0.33234E-12
A12= 0.10684E-14
A14=-0.12259E-17

非球面データ
第8面
K= 0
A4= 0.78014E-07
A6=-0.26526E-07
A8=-0.19602E-09
A10= 0.97499E-12
A12=-0.45670E-14
A14= 0.38118E-17

非球面データ
第24面
K= 0
A4= 0.13018E-04
A6= 0.91149E-07
A8= 0.34567E-09

非球面データ
第25面
K=-0.12363E+01
A4= 0.27799E-04
A6= 0.10203E-06
A8= 0.70258E-09

各種データ
f = 20.5mm
fB = 1.00mm
F = 1.86
TL =125.35mm
2Y' = 43.2mm
ENTP= 23.25mm
EXTP=-67.67mm
H1 = 37.63mm
H2 =-19.5mm

レンズ群データ
群始面焦点距離(mm)
1 1 -67.999
2 13 38.078

実施例３
単位：mm
面データ
i r(mm) d(mm) Nd νd
1 47.237 2.00 1.80610 33.3
2 22.794 4.40
3 30.367 1.95 1.77250 49.6
4 23.831 0.08 1.51380 53.0
5* 19.635 7.62
6 65.453 1.90 1.49700 81.6
7 23.090 10.17
8 47.609 2.99 1.77250 49.6
9 30.123 0.01 1.51400 42.8
10 30.123 10.00 1.72825 28.3
11 -270.528 8.17
12 54.190 5.33 1.65412 39.7
13 -37.601 0.35
14 -67.182 4.00 1.62280 57.1
15 -20.790 0.01 1.51400 42.8
16 -20.790 1.10 1.68893 31.2
17 -165.801 1.81
18(ST) ∞ 1.13
19 155.658 1.10 1.83400 37.4
20 90.825 4.74
21 -21.330 1.20 1.75520 27.5
22 -153.822 0.40
23* 312.500 4.89 1.69350 53.2
24* -26.893 1.62
25 -83.531 1.50 1.80610 33.3
26 68.633 0.01 1.51400 42.8
27 68.633 8.77 1.60311 60.7
28 -21.530 36.17
29 ∞ 2.00 1.51680 64.2
30 ∞

非球面データ
第5面
K=-0.19226E+01
A4= 0.21577E-04
A6=-0.96242E-07
A8= 0.65635E-09
A10=-0.29966E-11
A12= 0.68530E-14
A14=-0.62825E-17

非球面データ
第23面
K= 0
A4= 0.11703E-04
A6= 0.18459E-06
A8= 0.92494E-10

非球面データ
第24面
K=-0.12664E+01
A4= 0.27461E-04
A6= 0.14234E-06
A8= 0.62405E-09

各種データ
f = 20.6mm
fB = 1.00mm
F = 1.86
TL =126.42mm
2Y' = 43.2mm
ENTP= 23.57mm
EXTP=-74.94mm
H1 = 38.59mm
H2 =-19.6mm

レンズ群データ
群始面焦点距離(mm)
1 1 -61.399
2 12 38.246

実施例４
単位：mm
面データ
i r(mm) d(mm) Nd νd
1 44.748 2.05 1.72916 54.7
2 21.684 6.42
3 37.165 1.70 1.72916 54.7
4 21.292 0.08 1.51380 53.0
5* 17.396 10.52
6 -164.083 1.90 1.49700 81.6
7 41.317 2.75
8 73.126 5.75 1.80610 33.3
9 -50.534 0.01 1.51400 42.8
10 -50.534 1.89 1.84666 23.8
11 -217.291 0.15
12 55.437 9.28 1.80518 25.5
13 508.643 7.51
14 173.481 1.00 1.80420 46.5
15 40.958 0.20
16 26.018 6.47 1.63854 55.5
17 -45.032 0.15
18 -157.818 3.82 1.59282 68.6
19 -25.619 0.01 1.51400 42.8
20 -25.619 1.10 1.80610 33.3
21 -86.163 1.50
22(ST) ∞ 7.31
23 -18.136 1.10 1.90366 31.3
24 -663.566 0.40
25* 310.584 4.88 1.69350 53.2
26* -26.434 2.20
27 -106.408 5.85 1.61800 63.4
28 -20.279 36.31
29 ∞ 2.00 1.51680 64.2
30 ∞

非球面データ
第5面
K=-0.14701E+00
A4=-0.14200E-04
A6=-0.91344E-07
A8= 0.57092E-09
A10=-0.38761E-11
A12= 0.11697E-13
A14=-0.16800E-16

非球面データ
第25面
K= 0
A4= 0.16819E-04
A6= 0.11963E-06
A8= 0.53088E-09
A10=-0.71472E-12
A12=-0.18781E-13
A14= 0.76960E-16

非球面データ
第26面
K=-0.63616E+00
A4= 0.35114E-04
A6= 0.11816E-06
A8= 0.86824E-09
A10=-0.89067E-12
A12= 0.52841E-15
A14=-0.17693E-16

各種データ
f = 20.6mm
fB = 1.00mm
F = 1.86
TL =125.31mm
2Y' = 43.2mm
ENTP= 23.25mm
EXTP=-72.23mm
H1 = 38.14mm
H2 =-18.6mm

レンズ群データ
群始面焦点距離(mm)
1 1 -82.275
2 14 38.687

実施例５
単位：mm
面データ
i r(mm) d(mm) Nd νd
1 41.583 2.00 1.80610 33.3
2 21.320 5.02
3* 40.033 2.16 1.69350 53.2
4* 22.522 8.85
5 131.724 1.90 1.49700 81.6
6 27.852 9.00
7 49.576 4.40 1.74330 49.2
8 30.916 0.01 1.51400 42.8
9 30.916 5.66 1.71736 29.5
10 -122.863 7.91
11 103.141 1.45 1.83481 42.7
12 34.268 0.32
13 24.763 7.00 1.65844 50.9
14 -55.429 1.00
15 -86.824 4.14 1.61800 63.4
16 -22.722 0.01 1.51400 42.8
17 -22.722 1.10 1.67270 32.2
18 -65.922 1.95
19(ST) ∞ 5.32
20 -20.272 1.15 1.80610 33.3
21 540.320 0.51
22* 312.500 4.64 1.69350 53.2
23* -29.894 1.35
24 -186.897 1.50 1.80518 25.5
25 135.378 0.01 1.51400 42.8
26 135.378 7.39 1.59282 68.6
27 -22.169 36.23
28 ∞ 2.00 1.51680 64.2
29 ∞

非球面データ
第3面
K= 0.24480E+01
A4= 0.35939E-04
A6=-0.12663E-06
A8= 0.20699E-09
A10=-0.20556E-12
A12=-0.13151E-15
A14=-0.16385E-20

非球面データ
第4面
K= 0.36782E+00
A4= 0.35308E-04
A6=-0.12271E-06
A8=-0.63349E-10
A10= 0.52309E-12
A12=-0.18607E-14
A14= 0.10871E-18

非球面データ
第22面
K=-0.12777E+02
A4= 0.15107E-04
A6= 0.17749E-06
A8=-0.33563E-09
A10= 1.34967E-12
A12=-4.20527E-15

非球面データ
第23面
K=-0.85209E+00
A4= 0.30262E-04
A6= 0.16913E-06
A8= 0.12746E-09
A10= 1.66232E-12
A12=-8.25461E-15

各種データ
f = 20.6mm
fB = 1.00mm
F = 1.86
TL =124.98mm
2Y' = 43.2mm
ENTP= 23.65mm
EXTP=-66.59mm
H1 = 37.97mm
H2 =-19.6mm

レンズ群データ
群始面焦点距離(mm)
1 1 -72.351
2 11 39.243

ＤＵデジタル機器
ＬＵ撮像光学装置
ＬＮ広角レンズ
Ｇｒ１第１群
Ｇｒ２第２群
ＳＴ絞り（開口絞り）
ＳＲ撮像素子
ＳＳ受光面（撮像面）
ＩＭ像面（光学像）
ＡＸ光軸
１信号処理部
２制御部
３メモリー
４操作部
５表示部

Claims

物体側より順に、負パワーを有する第１群と、正パワーを有する第２群と、からなり、
前記第１群が、物体側から順に、負レンズを３枚連続して有し、
前記第１群内には正パワーを有する接合レンズを少なくとも１枚有し、
前記第１群の位置を固定した状態で前記第２群を物体側に移動させることにより、近距離物体へのフォーカシングを行い、
以下の条件式（１）〜（３）を満足し、前記第１群内の少なくとも１枚の負レンズが以下の条件式（７）を満足することを特徴とする広角レンズ；
０．４３≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜１．２ …（１）
Ｆｎｏ＜２．４ …（２）
ｆｏｖ＞８０° …（３）
νｄ＞７０ …（７）
ただし、
Ｒ２：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズの像側面の曲率半径、
Ｒ１：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズの物体側面の曲率半径、
Ｆｎｏ：開口Ｆ値、
ｆｏｖ：全画角、
νｄ：アッべ数、
である。
物体側より順に、負パワーを有する第１群と、正パワーを有する第２群と、からなり、
前記第１群が、物体側から順に、負レンズを３枚連続して有し、
前記第１群内には正パワーを有する接合レンズを少なくとも１枚有し、
前記第１群の位置を固定した状態で前記第２群を物体側に移動させることにより、近距離物体へのフォーカシングを行い、
前記第２群において最も物体側のレンズが負レンズであり、
以下の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とする広角レンズ；
０．４３≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜１．２ …（１）
Ｆｎｏ＜２．４ …（２）
ｆｏｖ＞８０° …（３）
ただし、
Ｒ２：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズの像側面の曲率半径、
Ｒ１：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズの物体側面の曲率半径、
Ｆｎｏ：開口Ｆ値、
ｆｏｖ：全画角、
である。
物体側より順に、負パワーを有する第１群と、正パワーを有する第２群と、からなり、
前記第１群が、物体側から順に、負レンズを３枚連続して有し、
前記第１群内には正パワーを有する接合レンズを少なくとも１枚有し、
前記第１群の位置を固定した状態で前記第２群を物体側に移動させることにより、近距離物体へのフォーカシングを行い、
以下の条件式（１ａ），（２）及び（３）を満足することを特徴とする広角レンズ；
０．７≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜１．２ …（１ａ）
Ｆｎｏ＜２．４ …（２）
ｆｏｖ＞８０° …（３）
ただし、
Ｒ２：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズの像側面の曲率半径、
Ｒ１：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズの物体側面の曲率半径、
Ｆｎｏ：開口Ｆ値、
ｆｏｖ：全画角、
である。
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の広角レンズ；
−１０＜ｆ１／ｆ＜−１ …（４）
ただし、
ｆ１：第１群の焦点距離、
ｆ：全系の焦点距離、
である。
前記第１群において、正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうちのいずれかの像側に正レンズを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の広角レンズ。
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の広角レンズ；
１＜ｔｐ／ｔｎ＜８ …（５）
ただし、
ｔｐ：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズを構成する正レンズの光軸上の厚み、
ｔｎ：第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズのうち、最も物体側の接合レンズを構成する負レンズの光軸上の厚み、
である。
前記第１群において正パワーを有する少なくとも１枚の接合レンズに、以下の条件式（６）を満足する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１〜６のいずれか１項に記載の広角レンズ；
Ｎｄ＞１．８ …（６）
ただし、
Ｎｄ：ｄ線に関する屈折率、
である。
前記第１群内の少なくとも１枚の負レンズが非球面を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の広角レンズ。
前記第２群内に開口絞りを有し、前記第２群において、前記開口絞りの前後にレンズが存在することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の広角レンズ。
前記第２群内に開口絞りを有し、その開口絞りより像側に非球面を少なくとも１面有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の広角レンズ。
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の広角レンズと、撮像面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の撮像面上に被写体の光学像が形成されるように前記広角レンズが設けられていることを特徴とする撮像光学装置。
請求項１１記載の撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とするデジタル機器。