WO2014041775A1 - 広角レンズおよび撮像装置 - Google Patents

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WO2014041775A1
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鈴木　隆
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富士フイルム株式会社
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    • G—PHYSICS
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    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B13/04—Reversed telephoto objectives
    • G—PHYSICS
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    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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    • G02B27/005—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration for correction of secondary colour or higher-order chromatic aberrations
    • G02B27/0062—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration for correction of secondary colour or higher-order chromatic aberrations by controlling the dispersion of a lens material, e.g. adapting the relative partial dispersion

Definitions

  • the present invention relates to a wide-angle lens and an image pickup apparatus, and more particularly to a wide-angle lens that can be suitably used for a digital camera or the like, and an image pickup apparatus including the wide-angle lens.
  • the retrofocus lens system is suitable for ensuring back focus, it has an asymmetrical structure with respect to the aperture as described above, and thus corrects aberrations related to the angle of view, particularly magnification chromatic aberration. Good correction becomes difficult.
  • the chromatic aberration of magnification is relatively well corrected.
  • better correction of the chromatic aberration of magnification may be required. In recent years, the required level has become higher.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a wide-angle lens having excellent optical performance with excellent lateral chromatic aberration correction, and an imaging device including the wide-angle lens. is there.
  • the rear group includes one biconvex positive lens and satisfies the following conditional expressions (3) and (4).
  • ⁇ gFr Partial dispersion ratio between g-line and F-line of biconvex positive lens
  • ⁇ dr Abbe number with respect to d-line of biconvex positive lens
  • the front group includes a cemented lens, and among the cemented lenses included in the front group, the cemented lens closest to the stop has a first positive lens having a positive refractive power and a second lens having a negative refractive power. It is preferable that a negative lens is included and the following conditional expressions (5) and (6) are satisfied.
  • Ndp refractive index of the first positive lens with respect to the d-line
  • Ndn refractive index of the second negative lens with respect to the d-line
  • ⁇ dp Abbe number of the first positive lens with respect to the d-line
  • ⁇ dn Abbe number of the second negative lens with respect to the d-line
  • conditional expression (6 ′) instead of the conditional expression (6), and it is even more preferable to satisfy the following conditional expression (6 ′′).
  • the front group includes a cemented lens, and among the cemented lenses included in the front group, the cemented lens closest to the stop has a first positive lens having positive refractive power and a second lens having negative refractive power. It is preferable that a negative lens is included and the following conditional expression (7) is satisfied. ⁇ dp ⁇ 33 (7) However, ⁇ dp: Abbe number for the d-line of the first positive lens
  • conditional expression (7 ′) instead of the conditional expression (7), and it is even more preferable to satisfy the following conditional expression (7 ′′).
  • the front group includes a cemented lens, and the cemented lens closest to the diaphragm among the cemented lenses included in the front group has a configuration in which a positive lens and a negative lens are cemented. It is preferable that the negative lens has a cemented surface with a concave surface facing the object side.
  • the image pickup apparatus includes the wide-angle lens according to the present invention.
  • substantially in the above “substantially composed of” means a lens having substantially no power other than the above-described components, and lenses other than lenses such as a diaphragm, a cover glass, and a filter. It is intended that an optical element, a lens flange, a lens barrel, an image pickup device, a mechanism portion such as a camera shake correction mechanism, and the like may be included.
  • the sign of the refractive power of the lens and the lens group, and the surface shape of the lens are considered in the paraxial region when the lens includes an aspherical surface.
  • FIGS. 5A to 5D are diagrams showing aberrations of the wide-angle lens according to the second embodiment of the present invention.
  • FIGS. 6A to 6D are diagrams showing aberrations of the wide-angle lens according to the third embodiment of the present invention.
  • the perspective view which shows the structure of the imaging device concerning embodiment of this invention.
  • the wide-angle lens according to the embodiment of the present invention is substantially composed of a front group GF, an aperture stop St, and a rear group GR having a positive refractive power in order from the object side.
  • the aperture stop St shown in FIGS. 1 to 3 does not necessarily indicate the size or shape, but indicates the position on the optical axis Z.
  • the front group GF includes, in order from the object side, a lens L1 that is a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a lens L2, a lens L3, and a lens that are three negative meniscus lenses having a convex surface facing the object side.
  • L4 a positive lens L5, a negative lens L6, a lens L7 which is a biconvex lens, and a lens L8 which is a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side.
  • the rear group GR includes, in order from the object side, a negative lens L9, a biconvex lens L10, a negative meniscus lens L11 having a convex surface facing the object side, a biconvex lens L12, and an image side.
  • the lens L13 is a negative meniscus lens having a convex surface
  • the lens L14 is a positive meniscus lens having a convex surface facing the image side.
  • the lens L7 and the lens L8 are cemented to form a cemented lens.
  • the lens L11, the lens L12, and the lens L13 are cemented to form a three-lens cemented lens.
  • the other lenses are single lenses that are not cemented. All lenses are spherical lenses.
  • the lens L1 and the lens L2 arranged first and second from the object side of the front group GF are a positive lens having a convex surface on the object side and a negative meniscus having a convex surface on the object side, respectively. It is configured to be a lens.
  • the wide-angle lens of the present embodiment is configured to satisfy the following conditional expressions (1) and (2) with respect to the lens L2 arranged second from the object side of the front group GF. 0.038 ⁇ gFf ⁇ 0.6415 + 0.001618 ⁇ ⁇ df (1) ⁇ df ⁇ 19 (2) However, ⁇ gFf: Partial dispersion ratio between the g-line and F-line of the lens located second from the object side in the front group ⁇ df: Abbe number for the d-line of the lens located second from the object side in the front group
  • Satisfying conditional expression (1) facilitates correction of higher-order chromatic aberration.
  • Satisfying conditional expression (2) facilitates good correction of lateral chromatic aberration.
  • conditional expressions (1) and (2) simultaneously, it becomes easy to correct lateral chromatic aberration, mainly the secondary spectrum of lateral chromatic aberration. If neither of the conditional expressions (1) and (2) is satisfied, the g-line tends to be over in the lateral chromatic aberration.
  • conditional expressions (3) and (4) When the conditional expressions (3) and (4) are satisfied at the same time, it becomes easy to correct lateral chromatic aberration, mainly the secondary spectrum of lateral chromatic aberration. If any one of conditional expressions (3) and (4) is not satisfied, the g-line tends to be over in the lateral chromatic aberration.
  • the front group GF includes a cemented lens.
  • the cemented lens closest to the aperture stop St includes one positive lens and one negative lens. It is preferable to include.
  • the cemented lens closest to the aperture stop St included in the front group GF is a lens in which a positive lens L7 and a negative lens L8 are cemented.
  • conditional expression ( 5) and (6) are preferably satisfied.
  • conditional expressions (5) and (6) are considered to be the same positive lens.
  • conditional expressions (5) and (6) are considered for the same negative lens.
  • Ndp refractive index of the first positive lens with respect to the d-line
  • Ndn refractive index of the second negative lens with respect to the d-line
  • ⁇ dp Abbe number of the first positive lens with respect to the d-line
  • ⁇ dn Abbe number of the second negative lens with respect to the d-line
  • conditional expressions (5) and (6) it is possible to satisfactorily correct the spherical aberration for each color and the curvature of field for each color. If any one of the lower limits of the conditional expressions (5) and (6) is not satisfied, the effect of correcting the chromatic aberration of the cemented surface of the cemented lens is reduced, the spherical aberration for each color is not uniform, and the field curvature of the g-line is reduced. Tends to be under. If either one of the upper limits of conditional expressions (5) and (6) is not satisfied, the amount of aberration generated on the cemented surface of the cemented lens increases. To suppress this, the refractive power of the cemented surface is decreased. In this case, the effect of correcting the chromatic aberration of the joint surface is reduced, the spherical aberration for each color is not uniform, and the field curvature of the g-line tends to be under.
  • conditional expression (7) makes it easy to correct both axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration in a balanced manner. If the conditional expression (7) is not satisfied, if the axial chromatic aberration is corrected satisfactorily, the g-line tends to be over in the lateral chromatic aberration, and it is difficult to correct both the axial chromatic aberration and the lateral chromatic aberration in a balanced manner.
  • conditional expression (5 ′) it is more preferable to satisfy the following conditional expression (5 ′) instead of the conditional expression (5), and it is even more preferable to satisfy the following conditional expression (5 ′′).
  • conditional expression (7 ′) it is more preferable to satisfy the following conditional expression (7 ′) instead of the conditional expression (7), and it is even more preferable to satisfy the following conditional expression (7 ′′).
  • conditional expression (7 ′) it is more preferable to satisfy the following conditional expression (7 ′) instead of the conditional expression (7), and it is even more preferable to satisfy the following conditional expression (7 ′′).
  • the cemented lens closest to the aperture stop St among the cemented lenses included in the front group GF preferably has a configuration in which a positive lens and a negative lens are cemented in this order from the object side.
  • the cemented lens included in the front group GF includes two lenses, a positive lens L7 and a negative lens L8.
  • a negative lens L6, a positive lens L7, and a negative lens L8 are assumed. Even in the case where the three-piece joining is formed, the above-described effect of good correction of the field curvature for each color, particularly good correction of the g-line field curvature, can be obtained.
  • the cemented lens closest to the aperture stop St among the cemented lenses included in the front group GF has a configuration in which a positive lens and a negative lens are cemented
  • the cemented surface of the positive lens and the negative lens has a concave surface facing the object side. It is preferable to use a different shape. By making the shape of this joint surface a concave surface facing the object side, it is possible to perform better correction of curvature of field for each color, particularly correction of curvature of field of g-line.
  • the wide angle lens of the present embodiment preferably has a full angle of view of 80 degrees or more in order to realize a wide angle.
  • the preferred configurations described above can be arbitrarily combined and are preferably selectively adopted as appropriate according to the specifications required for the wide-angle lens.
  • the wide-angle lens of this embodiment can be suitably applied to, for example, a lens system that has a full field angle of about 80 ° or more and an F number of about 4.8 and needs to properly correct lateral chromatic aberration.
  • Example 1 A lens cross-sectional view of the wide-angle lens of Example 1 is shown in FIG. Since the method of illustration is as described above, duplicate explanation is omitted here.
  • the rear group GR includes, in order from the object side, a biconcave lens L9, a biconvex L10, a negative meniscus lens L11 having a convex surface facing the object side, a biconvex lens L12, and an image side.
  • the lens L7 and the lens L8 are cemented.
  • the lens L11, the lens L12, and the lens L13 are cemented to form a three-lens cemented lens.
  • the other lenses are single lenses that are not cemented. All lenses are spherical lenses.
  • Table 1 shows lens data of the wide-angle lens of Example 1
  • Table 2 shows corresponding values of conditional expressions (1) to (7) of the wide-angle lens of Example 1.
  • F on the frame in Table 1 is the focal length of the entire system
  • BF is the back focus (air equivalent distance)
  • 2 ⁇ is the total angle of view
  • Y is the maximum image height, both of which relate to the d line.
  • the d-line (wavelength: 587.56 nm) of the j-th (j 1, 2, 3,...) Optical element that sequentially increases toward the image side with the most object-side component as the first.
  • the column of ⁇ dj indicates the Abbe number of the j-th optical element with respect to the d-line
  • the column of ⁇ gFj indicates the partial dispersion ratio between the g-line and the F-line of the j-th optical element.
  • the column of ⁇ gFj shows only the lens related to the present invention, that is, the second lens from the object side and one biconvex lens included in the rear group GR.
  • Table 1 also shows the aperture stop St and the optical member PP, and the surface number and the phrase (St) are described in the surface number column of the surface corresponding to the aperture stop St.
  • Example 2 A lens cross-sectional view of the wide-angle lens of Example 2 is shown in FIG.
  • the schematic configuration of the wide-angle lens of Example 2 is the same as that of Example 1.
  • Tables 3 and 4 show the lens data of the wide-angle lens of Example 2 and the corresponding values of conditional expressions (1) to (7), respectively.
  • 5A to 5D show aberration diagrams of the wide-angle lens of Example 2.
  • FIG. 1 A lens cross-sectional view of the wide-angle lens of Example 2 is shown in FIG.
  • Tables 3 and 4 show the lens data of the wide-angle lens of Example 2 and the corresponding values of conditional expressions (1) to (7), respectively.
  • 5A to 5D show aberration diagrams of the wide-angle lens of Example 2.
  • Example 3 A lens cross-sectional view of the wide-angle lens of Example 3 is shown in FIG.
  • the schematic configuration of the wide-angle lens of Example 3 is the same as that of Example 1.
  • Tables 5 and 6 show the lens data of the wide-angle lens of Example 3 and the corresponding values of conditional expressions (1) to (7), respectively.
  • 6A to 6D show aberration diagrams of the wide-angle lens of Example 3.
  • FIG. 1 A lens cross-sectional view of the wide-angle lens of Example 3 is shown in FIG.
  • Tables 5 and 6 show the lens data of the wide-angle lens of Example 3 and the corresponding values of conditional expressions (1) to (7), respectively.
  • 6A to 6D show aberration diagrams of the wide-angle lens of Example 3.
  • the wide-angle lenses of Examples 1 to 4 have a total of 14 lenses, an F-number of 4.95, and a wide angle of view of approximately 104 °.
  • various aberrations including lateral chromatic aberration are corrected well, and high optical performance is achieved.
  • FIG. 7 shows a perspective view of an example of a camera to which the wide-angle lens of the embodiment of the present invention is applied.
  • a camera 10 shown in FIG. 7 is a digital single-lens reflex camera, and includes a camera body 11, a wide-angle lens 12 mounted on the front side of the camera body 11, a flash light emitting device 13 provided on the upper side of the camera body 11, and a shutter.
  • a button 14 and a mode dial 15 are provided.
  • the camera 10 also includes an image sensor 16 such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) that converts an optical image formed by the wide-angle lens 12 into an electric signal inside the camera body 11.
  • an image sensor 16 such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) that converts an optical image formed by the wide-angle lens 12 into an electric signal inside the camera body 11.
  • the wide-angle lens 12 is according to the embodiment of the present invention, and FIG. 7 shows only the most object-side surface.
  • the imaging element 16 is arranged so that its imaging surface coincides with the image plane of the wide-angle lens 12, and captures an optical image formed by the wide-angle lens 12 and converts it into an electrical signal.
  • the present invention has been described with reference to the embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made.
  • the values of the radius of curvature, the surface spacing, the refractive index, the Abbe number, etc. of each lens are not limited to the values shown in the above numerical examples, but can take other values.
  • the imaging device in the embodiment of the camera, the example applied to the digital single-lens reflex camera is shown and described.
  • the present invention is not limited to this application. It can also be applied to a film camera, a movie camera, and the like.

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Abstract

広角レンズにおいて、倍率色収差を良好に補正して高い光学性能を実現する。 広角レンズは、物体側から順に、前群（ＧＦ）、絞り、正の後群（ＧＲ）からなる。前群（ＧＦ）の物体側から１、２番目に各々、物体側に凸面を向けた正のレンズ（Ｌ１）、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズ（Ｌ２）が配置される。この負メニスカス形状のレンズ（Ｌ２）のｄ線に対するアッベ数をνｄｆ、ｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦｆとしたとき、条件式（１）：０．０３８＜θｇＦｆ－０．６４１５＋０．００１６１８×νｄｆ、条件式（２）：νｄｆ＜１９を満足する。

Description

広角レンズおよび撮像装置
　本発明は、広角レンズおよび撮像装置に関し、より詳しくは、デジタルカメラ等に好適に使用可能な広角レンズ、およびこの広角レンズを備えた撮像装置に関するものである。
　従来、一眼レフカメラ用の広角レンズでは、バックフォーカスを十分に確保する必要があるため、物体側から順に、負のレンズ群、正のレンズ群を配置し、絞りに対して非対称なレトロフォーカス型のレンズ系が多用されていた。このようなレトロフォーカス型のレンズ系としては、例えば下記特許文献１に記載のものが知られている。
特開２００４－２１９６１０号公報
　しかしながら、レトロフォーカス型のレンズ系は、バックフォーカスを確保するには適しているが、前述のように絞りに対して非対称な構成であるため、画角に関係する収差の補正、特に倍率色収差の良好な補正が困難となる。特許文献１に記載されたレンズ系は、比較的、倍率色収差が良好に補正されているが、フィルムに代わるデジタルバックなどの装着時に、より良好な倍率色収差の補正が要求されることがあり、近年ではその要求レベルがさらに高いものとなってきている。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、倍率色収差が良好に補正されて優れた光学性能を有する広角レンズ、およびこの広角レンズを備えた撮像装置を提供することにある。
　本発明の広角レンズは、物体側から順に、前群と、絞りと、正の屈折力を有する後群とから実質的に構成され、前群の最も物体側には物体側に凸面を向けた正レンズが配置され、前群の物体側から２番目には物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズが配置され、下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とするものである。
　　０．０３８＜θｇＦｆ－０．６４１５＋０．００１６１８×νｄｆ　…　（１）
　　νｄｆ＜１９　…　（２）
ただし、
θｇＦｆ：負メニスカスレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
νｄｆ：負メニスカスレンズのｄ線に対するアッベ数
　本発明の広角レンズにおいては、後群が１つの両凸形状の正レンズを含み、下記条件式（３）、（４）を満足することが好ましい。
　　０．０２０＜θｇＦｒ－０．６４１５＋０．００１６１８×νｄｒ　…　（３）
　　νｄｒ＞７５　…　（４）
ただし、
θｇＦｒ：両凸形状の正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
νｄｒ：両凸形状の正レンズのｄ線に対するアッベ数
　本発明の広角レンズにおいては、前群が接合レンズを含み、前群が含む接合レンズのうち絞りに最も近い接合レンズが正の屈折力を有する第１正レンズと負の屈折力を有する第２負レンズを含み、下記条件式（５）、（６）を満足することが好ましい。
　　０．０２＜Ｎｄｐ－Ｎｄｎ＜０．２５　…　（５）
　　０．２＜νｄｐ－νｄｎ＜５　…　（６）
ただし、
Ｎｄｐ：第１正レンズのｄ線に対する屈折率
Ｎｄｎ：第２負レンズのｄ線に対する屈折率
νｄｐ：第１正レンズのｄ線に対するアッベ数
νｄｎ：第２負レンズのｄ線に対するアッベ数
　本発明の広角レンズにおいては、上記条件式（５）に代えて下記条件式（５’）を満足することがより好ましく、下記条件式（５’’）を満足することがさらにより好ましい。
　　０．０３＜Ｎｄｐ－Ｎｄｎ＜０．１２　…　（５’）
　　０．０３＜Ｎｄｐ－Ｎｄｎ＜０．０７　…　（５’’）
　本発明の広角レンズにおいては、上記条件式（６）に代えて下記条件式（６’）を満足することがより好ましく、下記条件式（６’’）を満足することがさらにより好ましい。
　　０．７＜νｄｐ－νｄｎ＜２．５　…　（６’）
　　０．７＜νｄｐ－νｄｎ＜１．５　…　（６’’）
　本発明の広角レンズにおいては、前群が接合レンズを含み、前群が含む接合レンズのうち絞りに最も近い接合レンズが正の屈折力を有する第１正レンズと負の屈折力を有する第２負レンズを含み、下記条件式（７）を満足することが好ましい。
　　νｄｐ＜３３　…　（７）
ただし、
νｄｐ：第１正レンズのｄ線に対するアッベ数
　本発明の広角レンズにおいては、上記条件式（７）に代えて下記条件式（７’）を満足することがより好ましく、下記条件式（７’’）を満足することがさらにより好ましい。
　　νｄｐ＜３０　…　（７’）
　　νｄｐ＜２７　…　（７’’）
　本発明の広角レンズにおいては、前群が接合レンズを含み、前群が含む接合レンズのうち絞りに最も近い接合レンズが、正レンズおよび負レンズを物体側からこの順に接合した構成を有することが好ましい。
　本発明の広角レンズにおいては、前群が接合レンズを含み、前群が含む接合レンズのうち絞りに最も近い接合レンズが、正レンズおよび負レンズを接合した構成を有し、この正レンズとこの負レンズの接合面が物体側に凹面を向けた形状であることが好ましい。
　本発明の広角レンズにおいては、全画角が８０度以上であることが好ましい。
　本発明の撮像装置は、本発明の広角レンズを備えたことを特徴とするものである。
　なお、上記の「～とから実質的に構成され」の「実質的に」とは、挙げた構成要素以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラスやフィルタ等のレンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手ぶれ補正機構等の機構部分、等を含んでもよいことを意図するものである。
　なお、あるレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比θｇＦとは、そのレンズのｇ線、Ｆ線、Ｃ線の屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、ＮＣとしたとき、θｇＦ＝（Ｎｇ－ＮＦ）／（ＮＦ－ＮＣ）で定義されるものである。
　なお、上記の本発明の広角レンズにおけるレンズやレンズ群の屈折力の符号、レンズの面形状は、非球面が含まれているものについては近軸領域で考えることとする。
　本発明によれば、前群の物体側から１、２番目のレンズの構成を好適に設定し、特に前群の物体側から２番目のレンズの材質を好適に設定しているため、広い画角を確保しながら倍率色収差が良好に補正されて高い光学性能を有する広角レンズ、およびこの広角レンズを備えた撮像装置を提供することができる。
本発明の実施例１の広角レンズの構成を示す断面図 本発明の実施例２の広角レンズの構成を示す断面図 本発明の実施例３の広角レンズの構成を示す断面図 図４（Ａ）～図４（Ｄ）は本発明の実施例１の広角レンズの各収差図 図５（Ａ）～図５（Ｄ）は本発明の実施例２の広角レンズの各収差図 図６（Ａ）～図６（Ｄ）は本発明の実施例３の広角レンズの各収差図 本発明の実施形態にかかる撮像装置の構成を示す斜視図
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１～図３は、本発明の実施形態にかかる広角レンズの構成を示す断面図であり、それぞれ後述の実施例１～３に対応している。図１～図３においては、左側が物体側、右側が像側であり、無限遠の距離にある物体からの軸上光束２、最大像高の光束３も合わせて示している。図１～図３に示す例の基本構成や図示方法は同じため、以下では主に、図１に示す構成例を代表的に参照しながら説明する。
　本発明の実施形態にかかる広角レンズは、物体側から順に、前群ＧＦと、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する後群ＧＲとから実質的に構成される。なお、図１～図３に示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。
　この広角レンズが撮像装置に搭載される際には、撮像素子を保護するためのカバーガラスや、撮像装置の仕様に応じたローパスフィルタや赤外線カットフィルタ等の各種フィルタを適宜備えるように撮像装置を構成することが考えられるため、図１ではこれらを想定した平行平板状の光学部材ＰＰを最も像側のレンズ面と像面Ｓｉｍとの間に配置した例を示している。しかし、光学部材ＰＰの位置は図１に示すものに限定されないし、光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。
　図１に示す例の各レンズ群を構成するレンズの構成は以下のようになっている。すなわち、前群ＧＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであるレンズＬ１と、３枚の物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであるレンズＬ２、レンズＬ３、レンズＬ４と、正のレンズＬ５と、負のレンズＬ６と、両凸レンズであるレンズＬ７と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズであるレンズＬ８とからなる。後群ＧＲは、物体側から順に、負のレンズＬ９と、両凸レンズであるＬ１０と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであるレンズＬ１１と、両凸レンズであるレンズＬ１２と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズであるレンズＬ１３と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズであるレンズＬ１４とからなる。レンズＬ７とレンズＬ８は接合されて接合レンズを構成している。レンズＬ１１とレンズＬ１２とレンズＬ１３は接合されて３枚接合レンズを構成している。その他のレンズは接合されていない単レンズである。全てのレンズが球面レンズである。
　本実施形態の広角レンズでは、前群ＧＦの物体側から１、２番目に配置されるレンズＬ１、レンズＬ２がそれぞれ、物体側に凸面を向けた正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとなるように構成される。全系の物体側から１、２番目のレンズをこのような組合せとすることで、全系の最も物体側のレンズの径の小型化を図りながらディストーションを良好に補正することができる。
　また、本実施形態の広角レンズでは、前群ＧＦの物体側から２番目に配置されるレンズＬ２に関して、下記条件式（１）、（２）を満足するように構成される。
　　０．０３８＜θｇＦｆ－０．６４１５＋０．００１６１８×νｄｆ　…　（１）
　　νｄｆ＜１９　…　（２）
ただし、
θｇＦｆ：前群の物体側から２番目に位置するレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
νｄｆ：前群の物体側から２番目に位置するレンズのｄ線に対するアッベ数
　条件式（１）を満足することで、高次の色収差の補正が容易となる。条件式（２）を満足することで、倍率色収差の良好な補正が容易となる。条件式（１）、（２）を同時に満足することで、倍率色収差、主に倍率色収差の２次スペクトルの補正が容易となる。条件式（１）、（２）のいずれか一方でも満足しない場合、倍率色収差においてｇ線がオーバー傾向となる。
　さらに、本実施形態の広角レンズは、後群ＧＲが１つの両凸形状の正レンズを含み、この１つの両凸形状の正レンズに関して、下記条件式（３）、（４）を満足することが好ましい。なお、後群ＧＲが２つ以上の両凸形状の正レンズを含む場合は、下記条件式（３）、（４）は同一のレンズについて考えるものとする。
　　０．０２０＜θｇＦｒ－０．６４１５＋０．００１６１８×νｄｒ　…　（３）
　　νｄｒ＞７５　…　（４）
ただし、
θｇＦｒ：後群を含む両凸形状の正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
νｄｒ：後群を含む両凸形状の正レンズのｄ線に対するアッベ数
　条件式（３）、（４）を同時に満足することで、倍率色収差、主に倍率色収差の２次スペクトルの補正が容易となる。条件式（３）、（４）のいずれか一方でも満足しない場合、倍率色収差においてｇ線がオーバー傾向となる。
　例えば、後群ＧＲ内に両凸レンズと負レンズを含む接合レンズを配置し、この接合レンズに含まれる両凸レンズが条件式（３）、（４）を満足するように構成してもよく、このようにした場合は倍率色収差の２次スペクトルの補正がより容易となる。その場合、倍率色収差のより良好な補正のためにはさらに、条件式（３）、（４）を満足する両凸レンズを含む接合レンズが３枚接合レンズであることがより好ましく、その３枚接合レンズは負レンズと両凸レンズと負レンズが接合されたものであることがさらにより好ましい。
　また、本実施形態の広角レンズは、前群ＧＦが接合レンズを含むことが好ましく、前群ＧＦが含む接合レンズのうち開口絞りＳｔに最も近い接合レンズが１つの正レンズと１つの負レンズを含むことが好ましい。例えば図１に示す例では、前群ＧＦが含む開口絞りＳｔに最も近い接合レンズは、正のレンズＬ７と負のレンズＬ８が接合されたものである。
　そして、前群ＧＦが含む開口絞りＳｔに最も近い接合レンズに含まれる１つの正レンズと１つの負レンズをそれぞれ第１正レンズ、第２負レンズと呼称したとき、これらに関して、下記条件式（５）、（６）を満足することが好ましい。なお、前群ＧＦが含む開口絞りＳｔに最も近い接合レンズが２つ以上の正レンズを含む場合は、下記条件式（５）、（６）は同一の正レンズについて考えるものとし、同様に上記接合レンズが２つ以上の負レンズを含む場合も、下記条件式（５）、（６）は同一の負レンズについて考えるものとする。
　　０．０２＜Ｎｄｐ－Ｎｄｎ＜０．２５　…　（５）
　　０．２＜νｄｐ－νｄｎ＜５　…　（６）
ただし、
Ｎｄｐ：第１正レンズのｄ線に対する屈折率
Ｎｄｎ：第２負レンズのｄ線に対する屈折率
νｄｐ：第１正レンズのｄ線に対するアッベ数
νｄｎ：第２負レンズのｄ線に対するアッベ数
　条件式（５）、（６）を同時に満足することで、色毎の球面収差、色毎の像面湾曲の補正を良好に行うことができる。条件式（５）、（６）の下限のいずれか一方でも満足しない場合、上記接合レンズの接合面の色収差補正の効果が低くなり、色毎の球面収差が揃わなくなり、ｇ線の像面湾曲がアンダー傾向となる。条件式（５）、（６）の上限のいずれか一方でも満足しない場合、上記接合レンズの接合面での収差発生量が増加し、それを抑制するためには接合面の屈折力を弱くしなければならず、そうすると接合面の色収差補正の効果が低くなり、色毎の球面収差が揃わなくなり、ｇ線の像面湾曲がアンダー傾向となる。
　さらに、上記νｄｐに関して、下記条件式（７）を満足することが好ましい。
　　νｄｐ＜３３　…　（７）
　条件式（７）を満足することで、軸上色収差と倍率色収差の両方をバランス良く補正することが容易になる。条件式（７）を満足しない場合、軸上色収差を良好に補正しようとすると倍率色収差においてｇ線がオーバー傾向となり、軸上色収差と倍率色収差の両方をバランス良く補正することが困難になる。
　条件式（５）、（６）、（７）を同時に満足する場合は、色毎の球面収差、色毎の像面湾曲の補正をより良好に行うことができる。
　さらに良好な収差補正のためには、上記条件式（５）に代えて、下記条件式（５’）を満足することがより好ましく、下記条件式（５’’）を満足することがさらにより好ましい。
　　０．０３＜Ｎｄｐ－Ｎｄｎ＜０．１２　…　（５’）
　　０．０３＜Ｎｄｐ－Ｎｄｎ＜０．０７　…　（５’’）
　さらに良好な収差補正のためには、上記条件式（６）に代えて、下記条件式（６’）を満足することがより好ましく、下記条件式（６’’）を満足することがさらにより好ましい。
　　０．７＜νｄｐ－νｄｎ＜２．５　…　（６’）
　　０．７＜νｄｐ－νｄｎ＜１．５　…　（６’’）
　さらに良好な収差補正のためには、上記条件式（７）に代えて、下記条件式（７’）を満足することがより好ましく、下記条件式（７’’）を満足することがさらにより好ましい。
　　νｄｐ＜３０　…　（７’）
　　νｄｐ＜２７　…　（７’’）
　本実施形態の広角レンズでは、前群ＧＦが含む接合レンズのうち開口絞りＳｔに最も近い接合レンズは、正レンズおよび負レンズを物体側からこの順に接合した構成を有することが好ましい。このような構成を採ることで、色毎の像面湾曲の補正、特にｇ線の像面湾曲の補正を良好に行うことができる。これは接合レンズを構成するレンズ枚数に関わらない。図１に示す例では、前群ＧＦが含む接合レンズは正のレンズＬ７と負のレンズＬ８の２枚から構成されているが、仮に、負のレンズＬ６、正のレンズＬ７、負のレンズＬ８の３枚を接合した３枚接合が構成されている場合でも、上述した、色毎の像面湾曲の良好な補正、特にｇ線の像面湾曲の良好な補正という効果を得ることができる。
　また、前群ＧＦが含む接合レンズのうち開口絞りＳｔに最も近い接合レンズが正レンズおよび負レンズを接合した構成を有する場合、この正レンズとこの負レンズの接合面は物体側に凹面を向けた形状とすることが好ましい。この接合面の形状を物体側に凹面を向けた形状とすることで、色毎の像面湾曲の補正、特にｇ線の像面湾曲の補正をより良好に行うことができる。
　また、本実施形態の広角レンズは、広角化を実現するために全画角が８０度以上であることが好ましい。
　上述した好ましい構成は、任意の組合せが可能であり、広角レンズに要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。好ましい構成を適宜採用することで、より良好な光学性能やより高い仕様に対応可能な光学系を実現することができる。本実施形態の広角レンズは、例えば、全画角が約８０°以上、Ｆナンバーが４．８程度で、倍率色収差を良好に補正する必要のあるレンズ系に好適に適用可能である。
　次に、本発明の広角レンズの数値実施例について説明する。
［実施例１］
　実施例１の広角レンズのレンズ断面図は図１に示したものである。その図示方法については上述したとおりであるので、ここでは重複説明を省略する。
　実施例１の広角レンズの概略構成は以下のようになっている。すなわち、物体側から順に、前群ＧＦと、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する後群ＧＲとからなる。前群ＧＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ３と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ４と、両凸形状のレンズＬ５と、両凹形状のレンズＬ６と、両凸形状のレンズＬ７と、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ８とからなる。後群ＧＲは、物体側から順に、両凹形状のレンズＬ９と、両凸形状のＬ１０と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ１１と、両凸形状のレンズＬ１２と、像側に凸面を向けた負メニスカス形状のレンズＬ１３と、像側に凸面を向けた正メニスカス形状のレンズＬ１４とからなる。レンズＬ７とレンズＬ８は接合されている。レンズＬ１１とレンズＬ１２とレンズＬ１３は接合されて３枚接合レンズを構成している。その他のレンズは接合されていない単レンズである。全てのレンズが球面レンズである。
　表１に実施例１の広角レンズのレンズデータを示し、表２に実施例１の広角レンズの条件式（１）～（７）の対応値を示す。
　表１の枠上のｆは全系の焦点距離、ＢＦはバックフォーカス（空気換算距離）、２ωは全画角、ＦＮｏ．はＦナンバー、Ｙは最大像高であり、いずれもｄ線に関するものである。
　表１の枠内のＳｉの欄は最も物体側の構成要素の物体側の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄はｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄はｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示している。曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。
　表１のＮｄｊの欄は最も物体側の構成要素を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の光学要素のｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄はｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数を示し、θｇＦｊの欄はｊ番目の光学要素のｇ線とＦ線間の部分分散比を示している。ただし、θｇＦｊの欄は本願発明に関係するレンズ、すなわち物体側から２番目のレンズと後群ＧＲに含まれる１つの両凸レンズについてのみ示している。なお、表１には開口絞りＳｔと光学部材ＰＰも含めて示しており、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号と（Ｓｔ）という語句を記載している。
　以下に示す各表では、角度の単位には度を用い、長さの単位にはｍｍを用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることも可能である。また、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　図４（Ａ）～図４（Ｄ）にそれぞれ、実施例１の広角レンズの球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差（倍率の色収差）の各収差図を示す。球面収差の図のＦＮｏ．はＦナンバーを意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。各収差図には、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）を基準波長とした収差を示すが、球面収差図には、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）についての収差も示し、倍率色収差図ではＣ線、ｇ線についての収差を示している。非点収差図ではサジタル方向については実線で、タンジェンシャル方向については点線で示している。図４（Ａ）～図４（Ｄ）は物体距離が無限遠のときのものである。
　上記の実施例１のものに関する図示方法、各表中の記号、意味、記載方法は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様であるため、以下では重複説明を省略する。
［実施例２］
　実施例２の広角レンズのレンズ断面図は図２に示したものである。実施例２の広角レンズの概略構成は、実施例１のものと同様である。表３、表４にそれぞれ実施例２の広角レンズのレンズデータ、条件式（１）～（７）の対応値を示す。図５（Ａ）～図５（Ｄ）に実施例２の広角レンズの各収差図を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
［実施例３］
　実施例３の広角レンズのレンズ断面図は図３に示したものである。実施例３の広角レンズの概略構成は、実施例１のものと同様である。表５、表６にそれぞれ実施例３の広角レンズのレンズデータ、条件式（１）～（７）の対応値を示す。図６（Ａ）～図６（Ｄ）に実施例３の広角レンズの各収差図を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　以上のデータからわかるように、実施例１～４の広角レンズは、全系が１４枚のレンズからなり、Ｆナンバーが４．９５であり、全画角が約１０４°と広い画角を達成しつつ、倍率色収差を含めた諸収差が良好に補正されて高い光学性能を有する。
　次に、図７を参照しながら本発明にかかる撮像装置の一実施形態について説明する。図７に、本発明の実施形態の広角レンズが適用されるカメラの一例の斜視図を示す。図７に示すカメラ１０は、デジタル一眼レフカメラであり、カメラボディ１１と、カメラボディ１１の前側に装着される広角レンズ１２と、カメラボディ１１の上側に設けられた閃光発光装置１３と、シャッターボタン１４と、モードダイヤル１５とを備えている。また、カメラ１０は、カメラボディ１１の内部に広角レンズ１２により形成される光学像を電気信号に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子１６を備えている。広角レンズ１２は本発明の実施形態にかかるものであり、図７ではその最も物体側の面のみ図示している。撮像素子１６は、その撮像面が広角レンズ１２の像面に一致するように配置され、広角レンズ１２により形成される光学像を撮像して電気信号に変換する。
　以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。
　また、撮像装置の実施形態では、カメラの実施形態では、デジタル一眼レフカメラに適用した例について図を示して説明したが、本発明はこの用途に限定されるものではなく、例えば、ビデオカメラや、フィルムカメラ、映画撮影用カメラ等にも適用可能である。

Claims (12)

  1. 　物体側から順に、前群と、絞りと、正の屈折力を有する後群とから実質的に構成され、
    　前記前群の最も物体側には物体側に凸面を向けた正レンズが配置され、
    　前記前群の物体側から２番目には物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズが配置され、
    　下記条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする広角レンズ。
    　　０．０３８＜θｇＦｆ－０．６４１５＋０．００１６１８×νｄｆ　…　（１）
    　　νｄｆ＜１９　…　（２）
    ただし、
    θｇＦｆ：前記負メニスカスレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
    νｄｆ：前記負メニスカスレンズのｄ線に対するアッベ数
  2. 　前記後群が１つの両凸形状の正レンズを含み、
    　下記条件式（３）、（４）を満足することを特徴とする請求項１記載の広角レンズ。
    　　０．０２０＜θｇＦｒ－０．６４１５＋０．００１６１８×νｄｒ　…　（３）
    　　νｄｒ＞７５　…　（４）
    ただし、
    θｇＦｒ：前記両凸形状の正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比
    νｄｒ：前記両凸形状の正レンズのｄ線に対するアッベ数
  3. 　前記前群が接合レンズを含み、該前群が含む該接合レンズのうち前記絞りに最も近い接合レンズが正の屈折力を有する第１正レンズと負の屈折力を有する第２負レンズを含み、
    　下記条件式（５）、（６）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の広角レンズ。
    　　０．０２＜Ｎｄｐ－Ｎｄｎ＜０．２５　…　（５）
    　　０．２＜νｄｐ－νｄｎ＜５　…　（６）
    ただし、
    Ｎｄｐ：前記第１正レンズのｄ線に対する屈折率
    Ｎｄｎ：前記第２負レンズのｄ線に対する屈折率
    νｄｐ：前記第１正レンズのｄ線に対するアッベ数
    νｄｎ：前記第２負レンズのｄ線に対するアッベ数
  4. 　前記前群が接合レンズを含み、該前群が含む該接合レンズのうち前記絞りに最も近い接合レンズが正の屈折力を有する第１正レンズと負の屈折力を有する第２負レンズを含み、
    　下記条件式（７）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項記載の広角レンズ。
    　　νｄｐ＜３３　…　（７）
    ただし、
    νｄｐ：前記第１正レンズのｄ線に対するアッベ数
  5. 　前記前群が接合レンズを含み、該前群が含む該接合レンズのうち前記絞りに最も近い接合レンズが、正レンズおよび負レンズを物体側からこの順に接合した構成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項記載の広角レンズ。
  6. 　前記前群が接合レンズを含み、該前群が含む該接合レンズのうち前記絞りに最も近い接合レンズが、正レンズおよび負レンズを接合した構成を有し、該正レンズと該負レンズの接合面が物体側に凹面を向けた形状であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の広角レンズ。
  7. 　全画角が８０度以上であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の広角レンズ。
  8. 　前記前群が接合レンズを含み、該前群が含む該接合レンズのうち前記絞りに最も近い接合レンズが正の屈折力を有する第１正レンズと負の屈折力を有する第２負レンズを含み、
    　下記条件式（５’）、（６’）を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の広角レンズ。
    　　０．０３＜Ｎｄｐ－Ｎｄｎ＜０．１２　…　（５’）
    　　０．７＜νｄｐ－νｄｎ＜２．５　…　（６’）
    ただし、
    Ｎｄｐ：前記第１正レンズのｄ線に対する屈折率
    Ｎｄｎ：前記第２負レンズのｄ線に対する屈折率
    νｄｐ：前記第１正レンズのｄ線に対するアッベ数
    νｄｎ：前記第２負レンズのｄ線に対するアッベ数
  9. 　前記前群が接合レンズを含み、該前群が含む該接合レンズのうち前記絞りに最も近い接合レンズが正の屈折力を有する第１正レンズと負の屈折力を有する第２負レンズを含み、
    　下記条件式（７’）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項記載の広角レンズ。
    　　νｄｐ＜３０　…　（７’）
    ただし、
    νｄｐ：前記第１正レンズのｄ線に対するアッベ数
  10. 　前記前群が接合レンズを含み、該前群が含む該接合レンズのうち前記絞りに最も近い接合レンズが正の屈折力を有する第１正レンズと負の屈折力を有する第２負レンズを含み、
    　下記条件式（５’’）、（６’’）を満足することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の広角レンズ。
    　　０．０３＜Ｎｄｐ－Ｎｄｎ＜０．０７　…　（５’’）
    　　０．７＜νｄｐ－νｄｎ＜１．５　…　（６’’）
    ただし、
    Ｎｄｐ：前記第１正レンズのｄ線に対する屈折率
    Ｎｄｎ：前記第２負レンズのｄ線に対する屈折率
    νｄｐ：前記第１正レンズのｄ線に対するアッベ数
    νｄｎ：前記第２負レンズのｄ線に対するアッベ数
  11. 　前記前群が接合レンズを含み、該前群が含む該接合レンズのうち前記絞りに最も近い接合レンズが正の屈折力を有する第１正レンズと負の屈折力を有する第２負レンズを含み、
    　下記条件式（７’’）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項記載の広角レンズ。
    　　νｄｐ＜２７　…　（７’’）
    ただし、
    νｄｐ：前記第１正レンズのｄ線に対するアッベ数
  12. 　請求項１記載の広角レンズを備えたことを特徴とする撮像装置。
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