(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側に向かって順次に、全体で正の屈折力を有する第１レンズ群と、絞りと、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群とで構成される光学系において、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズから構成され、
無限遠から近接の物体に合焦するとき、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群は独立に光軸方向に異なる移動量で移動する構成とし、
無限遠におけるレンズ全系の焦点距離Ｆ、無限遠における最も像面側のレンズ面から像面までの距離ＢＦ、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面と前記第１レンズ群の最も像面側のレンズ面との距離Ｄ１、前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面と前記第２レンズ群の最も像面側のレンズ面との距離Ｄ２が、
下記条件式（１）（２）：
４．０      ＞    ＢＦ  ／  Ｆ                                （１）
１．０    ＜    Ｄ１  ／  Ｄ２    ＜    １．２５              （２）
を満足することを特徴とする広角レンズ。
【請求項２】
物体側から像側に向かって順に、単レンズと、接合レンズと、単レンズと、接合レンズと、単レンズとを配置してなることを特徴とする請求項１に記載の広角レンズ。
【請求項３】
前記第１レンズ群の焦点距離Ｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離Ｆ２が、
下記条件式（３）：
０．６  ＜  Ｆ１  ／  Ｆ２  ＜  １．１                        （３）
を満足する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。
【請求項４】
前記第２レンズ群の焦点距離Ｆ２、無限遠に置けるレンズ全系の焦点距離Ｆが、
下記条件式（４）：
１．８  ＜  Ｆ２  ／  Ｆ  ＜  ２．３                          （４）
を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の広角レンズ。
【請求項５】
光学系全長Ｌ、像面サイズの対角の長さＹが、
下記条件式（５）：
０．１    ＜    Ｙ  ／  Ｌ    ＜    ０．８                    （５）
を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の広角レンズ。
【請求項６】
光学系として、請求項１乃至請求項５のうちのいずれか１項に記載の広角レンズを含むことを特徴とする撮像レンズユニット。
【請求項７】
撮影用光学系として、請求項１乃至請求項５のうちのいずれか１項に記載の広角レンズを含むことを特徴とするカメラ。
【請求項８】
撮影用光学系として、請求項１乃至請求項５のうちのいずれか１項に記載の広角レンズを用いることを特徴とする情報装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる銀塩カメラを含む各種のカメラ、特に、ディジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、携帯情報端末装置等に用いられ、特に、フローティングを利用した広角レンズ、撮像レンズユニット、カメラおよび情報装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、銀塩フィルム方式のカメラに代わって、ＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子やＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）撮像素子等の固体撮像素子を使用する撮像装置として、ディジタルスチルカメラやディジタルビデオカメラが普及してきている。その中でも、携帯時の利便性の向上に関しては、解決すべき技術的課題として優先順位が高く、これを実現するために、カメラレンズの小型化、利便性の追求がされ続けている。
そして、これと並行して、より高性能化、高機能化を追及するために技術開発も行われている。
レトロフォーカス型の広角レンズは、合焦する際にフォーカシングレンズを繰り出すと収差のバランスが崩れ、像性能に影響を及ぼしやすい。発生した収差を補正する為には、フォーカス群とは独立に動くフローティングレンズ群を採用した広角レンズが知られている。その一例として、特許文献１（特開２００３−１２１７３５号公報）に開示されたもの等がある。
従来、２群構成の広角レンズは、全体で負の屈折力を有する第１レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群とに配置されるレンズ構成が多く発明されている。また、交換レンズ方式である一眼レフカメラは、カメラの内部にミラーが設置されているため、その分バックフォーカスを長くする必要があった。
【０００３】
２群構成の広角レンズとしては、上記特許文献１（特開２００３−１２１７３５号公報）に記載の「超広角レンズ」、レトロフォーカスの広角レンズである特許文献２（特許第３４９５６３１号公報）記載の「広角レンズ」、特許文献３（特許第３３５２２６４号公報）記載の「レトロフォーカス型レンズ」がそれぞれ提案されている。
また、特許文献４（特許第３５００４７３号公報）に記載の「広角レンズ」、特許文献５（特開２００８−１５１９４９号公報）に記載の「広角レンズ」、特許文献６（特開２００８−８９９９７号公報）に記載の「撮影光学系」等の広角レンズもある。
しかしながら、特許文献１（特開２００３−１２１７３５号公報）の光学系は、レンズ１１枚の２群構成からなるレンズであるが、レンズ枚数が多く、全長も大きいため小型化に不利である。
また、特許文献２（特許第３４９５６３１号公報）、特許文献４（特許第３５００４７３号公報）、特許文献５（特開２００８−１５１９４９号公報）、特許文献６（特開２００８−８９９９７号公報）の各光学系は、高性能であるが、バックフォーカスが長いため、小型化に不利である。
さらに、特許文献３（特許第３３５２２６４号公報）の光学系は、レンズ１０枚の２群構成とされており、レトロフォーカス型のF１．８程度のレンズであるが、バックフォーカスが焦点距離よりも長いため小型化に不利である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、良好なる光学性能を有し、無限遠物体から至近距離物体へのフォーカシングの際に生じる収差をフローティングにより良好に補正し、正・正の２群構成で、小型で高性能な広角レンズを提供することにある。
請求項１に記載の発明の目的は、フローティングフォーカスタイプの２つの群で構成された小型で高性能な広角レンズを提供することにある。
請求項２に記載の発明の目的は、小型で高性能な広角レンズを提供することにある。
請求項３に記載の発明の目的は、小型で高性能な広角レンズを提供することにある。
請求項４に記載の発明の目的は、小型で高性能な広角レンズを提供することにある。
請求項５に記載の発明の目的は、高性能な広角レンズを提供することにある。
請求項６に記載の発明の目的は、小型、高性能である広角レンズを有する撮影レンズユニットを提供することにある。
請求項７に記載の発明の目的は、小型、高性能である広角レンズを有するカメラを提供することにある。
請求項８に記載の発明の目的は、小型、高性能である広角レンズを有する情報装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載した発明に係る広角レンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から像側に向かって順次に、全体で正の屈折力を有する第１レンズ群と、絞りと、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群とで構成される光学系において、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズから構成され、
無限遠から近接の物体に合焦するとき、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群は独立に光軸方向に異なる移動量で移動する構成とし、
無限遠におけるレンズ全系の焦点距離Ｆ、無限遠における最も像面側のレンズ面から像面までの距離ＢＦ、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面と前記第１レンズ群の最も像面側のレンズ面との距離Ｄ１、前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面と前記第２レンズ群の最も像面側のレンズ面との距離Ｄ２が、
下記条件式（１）（２）：
４．０      ＞    ＢＦ  ／  Ｆ                                  （１）
１．０    ＜    Ｄ１  ／  Ｄ２    ＜    １．２５                （２）
を満足することを特徴としている。
【０００６】
請求項２に記載した発明に係る広角レンズは、請求項１の広角レンズであって、
物体側から像側に向かって順に、単レンズと、接合レンズと、単レンズと、接合レンズと、単レンズとを配置してなることを特徴としている。
請求項３に記載した発明に係る広角レンズは、請求項１または２の広角レンズであって、
前記第１レンズ群の焦点距離Ｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離Ｆ２が、
下記条件式（３）：
０．６  ＜  Ｆ１  ／  Ｆ２  ＜  １．１                          （３）
を満足することを特徴としている。
請求項４に記載した発明に係る広角レンズは、請求項１乃至３のいずれか１項の広角レンズであって、
前記第２レンズ群の焦点距離Ｆ２、無限遠に置けるレンズ全系の焦点距離Ｆが、
下記条件式（４）：
１．８  ＜  Ｆ２  ／  Ｆ  ＜  ２．３                            （４）
を満足することを特徴としている。
【０００７】
請求項５に記載した発明に係る広角レンズは、請求項１乃至４のいずれか１項の広角レンズであって、
光学系全長Ｌ、像面サイズの対角の長さＹが、
下記条件式（５）：
０．１    ＜    Ｙ  ／  Ｌ    ＜    ０．８                      （５）
を満足することを特徴としている。
請求項６に記載した発明に係る撮像レンズユニットは、撮影用光学系として、請求項１乃至請求項５のうちのいずれか１項の広角レンズを含むことを特徴としている。
請求項７に記載した発明に係るカメラは、撮影用光学系として、請求項１乃至請求項５のうちのいずれか１項の広角レンズを含むことを特徴としている。
請求項８に記載した発明に係る情報装置は、撮影用光学系として、請求項１乃至請求項５のうちのいずれか１項の広角レンズを用いることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、良好なる光学性能を有し、無限遠物体から至近距離物体へのフォーカシングの際に生じる収差をフローティングにより良好に補正し、２群で群構成が正、正である、小型で高性能な広角レンズを提供することができる。
すなわち本発明の請求項１に記載の広角レンズによれば、
物体側から像側に向かって順次に、全体で正の屈折力を有する第１レンズ群と、絞りと、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群とで構成される光学系において、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズから構成され、
無限遠から近接の物体に合焦するとき、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群は独立に光軸方向に異なる移動量で移動する構成とし、
無限遠におけるレンズ全系の焦点距離Ｆ、無限遠における最も像面側のレンズ面から像面までの距離ＢＦ、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面と前記第１レンズ群の最も像面側のレンズ面との距離Ｄ１、前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面と前記第２レンズ群の最も像面側のレンズ面との距離Ｄ２が、
下記条件式（１）（２）：
４．０      ＞    ＢＦ  ／  Ｆ                                  （１）
１．０    ＜    Ｄ１  ／  Ｄ２    ＜    １．２５                （２）
を満足することにより、小型で高性能な広角レンズを得ることが可能となる。
【０００９】
この条件式（１）は、小型で高性能の広角レンズを得るための条件式である。条件式（１）を満たさない場合、バックフォーカスが長くなるため、全長が大きくなる傾向となり望ましくない。
上記条件式（２）は、小型で高性能な広角レンズを得るための条件式であり、条件式（２）の上限を超える場合は、非点収差、歪曲収差が過剰補正傾向となり、下限を下回る場合は、非点収差が過剰補正の傾向となり望ましくない。
また、本発明の請求項２に記載の広角レンズによれば、
請求項１の広角レンズにおいて、物体側から順に、単レンズと接合レンズと単レンズと接合レンズと単レンズとを配置してなることによって、球面収差、コマ収差、色収差の発生をバランス良く抑えることが出来る。
また、本発明の請求項３に記載の広角レンズによれば、
請求項１または２の広角レンズにおいて、
前記第１レンズ群の焦点距離Ｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離Ｆ２が、
下記条件式（３）：
０．６  ＜  Ｆ１  ／  Ｆ２  ＜  １．１                          （３）
を満足することにより、小型で高性能な広角レンズを得ることが可能となる。
【００１０】
ただし、条件式（３）の上限を超える場合は、球面収差、非点収差が過剰補正傾向となり、下限を下回る場合は、球面収差、非点収差の補正不足の傾向となり望ましくない。
即ち、条件式（３）の範囲外となる場合、小型で高性能な広角レンズを得ることが困難となる。
また、本発明の請求項４に記載の広角レンズによれば、
請求項１乃至３のいずれか１項の広角レンズにおいて、
前記第２レンズ群の焦点距離Ｆ２、無限遠に置けるレンズ全系の焦点距離Ｆが、
下記条件式（４）：
１．８  ＜  Ｆ２  ／  Ｆ  ＜  ２．３                            （４）
を満足することによって、小型で高性能な広角レンズを得ることが可能となる。
上記条件式（４）の上限を超える場合、球面収差、非点収差補正不足となり望ましくない。下限を下回る場合、非点収差過剰補正、軸上色収差増大となる為、小型で高性能な広角レンズを得ることが困難となる。
また、本発明の請求項５に記載の広角レンズによれば、
請求項１乃至４のいずれか１項の広角レンズにおいて、
光学系全長Ｌ、像面サイズの対角の長さＹが、
下記条件式（５）：
０．１    ＜    Ｙ  ／  Ｌ    ＜    ０．８                      （５）
を満足することによって、高性能な広角レンズを得ることが可能となる。
【００１１】
条件式（５）の上限を超える場合は、像面の周辺部で高性能な光学特性を持ったレンズを得ることが困難となり望ましくない。下限を下回る場合は、像面に対して光学系全長が長くなり、小型なレンズを得ることが困難となる。
また、本発明の請求項６に記載の撮像レンズユニットによれば、
請求項１乃至請求項５のうちのいずれか１項の広角レンズを含むことにより小型、高性能である広角レンズを撮影光学系として利用して、高画質の撮影レンズユニットを提供することができる。
また、本発明の請求項７に記載のカメラによれば、光学系として、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項の広角レンズを含むことにより、小型、高性能な広角レンズを撮影光学系として利用した、高画質の撮像を可能とするカメラを提供することができる。
また、本発明の請求項８に記載の情報装置によれば、光学系として、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項の広角レンズを含むことにより、小型、高性能な広角レンズを撮影光学系として利用した、高画質の撮像を可能とする情報装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１に係る広角レンズの無限遠における断面構成を示す光軸に沿った断面図である。
【図２】図１に示す本発明の実施例１による広角レンズが無限遠物体に合焦した状態における球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差曲線図である。
【図３】図１に示す本発明の実施例１による広角レンズが、無限遠物体に合焦した状態におけるコマ収差を示す収差曲線図である。
【図４】本発明の実施例２に係る広角レンズの無限遠における構成を示す光軸に沿った断面図である。
【図５】図４に示す本発明の実施例２による広角レンズが無限遠物体に合焦した状態における球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差曲線図である。
【図６】図４に示す本発明の実施例２による広角レンズが、無限遠物体に合焦した状態におけるコマ収差を示す収差曲線図である。
【図７】本発明に係る情報装置としてのディジタルカメラの一つの実施の形態の外観構成を模式的に示す物体側から見た斜視図であり、（ａ）は本発明に係る結像レンズを用いて構成した撮像レンズがディジタルカメラのボディー内に沈胴埋没している状態、（ｂ）は撮像レンズがディジタルカメラのボディーから突出している状態をそれぞれ示している。
【図８】図７のディジタルカメラの外観構成を模式的に示す撮影者側から見た斜視図である。
【図９】図７および図８のディジタルカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係る広角レンズ、撮像レンズユニット、カメラおよび情報装置を詳細に説明する。
すなわち、図１は、本発明の第１の実施の形態に係る広角レンズは、同時に具体的数値に基づく実施例１でもある。
具体的な数値を含む実施例について説明する前に、先ず、本発明の原理的な実施の形態を説明する。
すなわち、本発明の第１の実施の形態に係る広角レンズは、図１に示すように、２群構成となっており、物体側から像側へ向かって、順次、全体で正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とを配置して物体の光学像を結像させる光学系を構成している。
フォーカシング、すなわち合焦操作、に際しては、前記第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とを異なる繰出量（移動量）で移動させて有限距離の物体に合焦させる。
第１レンズ群Ｇ１は、負の屈折力を有し、凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズＬ１と正の屈折力を有し、この場合両凸レンズからなる第２レンズＬ２と、負の屈折力を有し、両凹レンズからなる第３レンズＬ３とで構成され、このうち、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３は、互いに密接して貼り合わせて一体に接合し、２枚接合レンズからなるＬ２−Ｌ３接合レンズを形成している。
【００１４】
第２レンズ群Ｇ２は、正の屈折力を有し、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであって両面に非球面を形成してなる第４レンズＬ４と、負の屈折力を有し、物体側に強い曲率の凹面を向けた両凹レンズからなる第５レンズＬ５と、正の屈折力を有し、像面側に強い曲率の凸面を向けた両凸レンズからなる第６レンズＬ６と、正の屈折力を有し、像面側に強い曲率の凸面を向けた両凸レンズからなる第７レンズＬ７とで構成され、このうち、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は、互いに密接して貼り合せて一体に接合し、２枚接合レンズＬ５−Ｌ６接合レンズを形成している。また、第７レンズＬ７の像側面を非球面としている。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間には、光学絞りＡＰが配置されており第２レンズ群Ｇ２の後方には、バック挿入ガラスＢＧが配置されている。
フォーカシング、すなわち合焦操作に際しては、第１レンズＬ１から第３レンズＬ３までの第１レンズ群Ｇ１と、第４レンズＬ４から第７のレンズＬ７までの第２レンズ群Ｇ２とを、図１において矢印をもって示すように、無限遠物体から至近距離物体に合焦するとき、互いに異なる別々の繰り出し量で物体側に繰り出して移動させる。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２は、各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、フォーカシング等に際しては、各群毎に一体的に動作する。この場合、光学絞りＡＰは、第１レンズ群Ｇ１と一体に動作する。
【００１５】
本発明に係る広角レンズは、無限遠におけるレンズ全系の焦点距離Ｆ、無限遠におけるバックフォーカスＢＦ、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面と前記第１レンズ群の最も像面側のレンズ面との距離Ｄ１、前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面と前記第２レンズ群の最も像面側のレンズ面との距離Ｄ２が、
下記条件式（１）（２）：
４．０      ＞    ＢＦ  ／  Ｆ                                    （１）
１．０    ＜    Ｄ１  ／  Ｄ２    ＜    １．２５                  （２）
を満足するように構成する（請求項１に対応する）。
このような構成とすることにより、良好な光学性能を有し、無限遠物体から至近距離物体へのフォーカシングの際に生じる収差を、フローティングにより良好に補正し、２群で、群構成が正・正である、小型で高性能な広角レンズを得ることができる。
条件式（１）は、小型で高性能の広角レンズを得るための条件式であり、この条件を満たさない場合、バックフォーカスが長くなるため、全長が大きくなる傾向となり望ましくない。
【００１６】
上記条件式（２）は、小型で高性能な広角レンズを得るための条件式であり、条件式（２）の上限を超える場合は、非点収差、歪曲収差が過剰補正傾向となり、下限を下回る場合は、非点収差が過剰補正の傾向となり望ましくない。
また、本発明に係る広角レンズによれば、
物体側から順に、単レンズと、接合レンズと、単レンズと、接合レンズと、単レンズとを配置してなる（請求項２に対応する）。このことによって、球面収差、コマ収差、色収差の発生をバランス良く抑えることが出来る。
また、本発明に係る広角レンズによれば、
負の屈折力のレンズを少なくとも１枚有する第１レンズ群は正の屈折力を有し、第２レンズ群は正の屈折力を有し、以下の条件式（３）：
０．６  ＜  Ｆ１  ／  Ｆ２  ＜  １．１                            （３）
を満足するように構成する（請求項３に対応する）。この条件式（３）を満たすことにより、小型で高性能な広角レンズを得ることが可能となる。ただし、Ｆ１は第１レンズ群の焦点距離、Ｆ２は第２レンズ群の焦点距離を表わしており、この条件式（３）の上限を超える場合は、球面収差、非点収差が過剰補正傾向となり、下限を下回る場合は、球面収差、非点収差の補正不足の傾向となり望ましくない。
【００１７】
この条件式（３）の範囲外となる場合、小型で高性能な広角レンズを得ることが困難となる。
また、本発明に係る広角レンズによれば、
正の屈折力を有するレンズを少なくとも１枚有する第２レンズ群は正の屈折力を有し、以下の条件式（４）：
１．８  ＜  Ｆ２  ／  Ｆ  ＜  ２．３                          （４）
を満足するように構成する（請求項４）。この条件式（４）を満足するように構成することによって、小型で高性能な広角レンズを得ることが可能となる。ただし、Ｆ２は第２群の焦点距離、Ｆは無限遠に置けるレンズ全系の焦点距離を表わしており、上記条件式（４）の上限を超える場合、球面収差、非点収差補正が不足となり望ましくない。下限を下回る場合、非点収差過剰補正、軸上色収差増大となる為、小型で高性能な広角レンズを得ることが困難となる。
【００１８】
また、本発明に係る広角レンズによれば、
以下の条件式（５）：
０．１    ＜    Ｙ  ／  Ｌ    ＜    ０．８                    （５）
を満足するように構成する（請求項５に対応する）。このように構成することによって、高性能な広角レンズを得ることが可能となる。ただし、Ｌは光学系全長、Ｙは像面のサイズの対角の長さを表しており、条件式（５）の上限を超える場合は、像面の周辺部で高性能な光学特性を持ったレンズを得ることが困難となり望ましくなく、下限を下回る場合は、像面に対して光学系全長が長くなり、小型なレンズを得ることが困難となる。
また、本発明に係る撮像レンズユニットによれば、
小型、高性能である広角レンズを撮影光学系として利用することにより、高画質の撮影レンズユニットを提供することができる。（請求項６に対応する）。
また、本発明に係るカメラによれば、
上述した広角レンズで、小型、高性能な広角レンズを撮影光学系として利用することにより、高画質の撮像を可能とする小型のカメラを提供することができる（請求項７に対応する）。
また、撮影用光学系として、上述した広角レンズを用いることによって、小型で高性能な撮像用光学系を用いた高画質の撮像を可能とする小型の情報装置を提供することができる（請求項８に対応する）。
【実施例１】
【００１９】
次に、上述した本発明の第１の実施の形態に基づく、具体的な実施例（数値実施例という場合がある）を詳細に説明する。第１の実施の形態および第２の実施の形態に対応する実施例１および実施例２は、本発明に係る広角レンズの具体的数値例による具体的構成の実施例であり、第３の実施の形態は、実施例１および実施例２に示されるような広角レンズを有して構成した撮像レンズユニットを撮像用光学系として用いた本発明に係るカメラまたは情報装置の一つの実施の形態である。
実施例１および実施例２の各広角レンズにおける収差は、図２、図３および図５および図６に示されるように、高いレベルで補正されており、球面収差、非点収差、像面湾曲およびコマ収差も充分に補正され、歪曲収差も絶対値で２．０％程度となっている。これら本発明の実施例１および実施例２のような広角レンズを構成することにより、半画角が３７度前後と広角で、且つＦ値（Ｆナンバ）が２．５程度と大口径でありながら、非常に良好な結像性能を確保し得ることは、各実施例より明らかである。
実施例１および実施例２に共通の記号の意味は、次の通りである。
Ｆ：光学系全体の焦点距離
Ｆｎｏ：Ｆ値（Ｆナンバ、すなわち開口数）
Ｒ：曲率半径（非球面については近軸曲率半径）
Ｄ：面間隔
Ｎｄ：屈折率
νｄ：アッベ数
ω：半画角（度）
また、非球面に関しては、面の頂点を基準としたときの光軸からの高さＨの位置での光軸方向の変位Ｘが、円錐係数をｋ、４次、６次、８次、１０次、…の非球面係数をそれぞれＣ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、…とし、近軸曲率半径をＲ（ｃ＝１／Ｒ）として、次の式（６）で定義される。
【００２０】
【数１】
0005601584.tif 000002
【００２１】
図１は、本発明の実施例１（第１の実施の形態）に係る広角レンズの光学系の無限遠合焦時における縦断面のレンズ構成を示している。
すなわち、本発明の実施例１に係わる広角レンズの光学系は、図１に示すように、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、光学絞りＡＰ、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、そしてバック挿入ガラスＢＧを具備しており、これらを図示のように、物体側から像面側に向かって、順次配置し、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３は、Ｌ２−Ｌ３接合レンズ、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は、Ｌ５−Ｌ６接合レンズを構成して、５群７枚構成となっている。図１には、各光学面の面番号も示している。なお、図１に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、後述する図４と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
第１レンズＬ１は、負の屈折力を有し、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズである。第２レンズＬ２は、正の屈折力を有する両凸レンズである。そして、第３レンズＬ３は、負の屈折力を有するレンズであり、この場合強い曲率を持つ凹面を物体側に向けた両凹レンズである。第２レンズＬ２と第３レンズＬ３は、互いに密接して貼り合せて一体に接合し、２枚接合レンズからなるＬ２−Ｌ３接合レンズを構成している。これら第１レンズＬ１、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３は、第１レンズ群Ｇ１を構成している。
【００２２】
第４レンズＬ４は、正の屈折力を有するレンズで、この場合正メニスカスレンズであり、両面に非球面を形成してある。第５レンズＬ５は、負の屈折力を有する両凹レンズである。第６レンズＬ６は、正の屈折力を有し、像面側に曲率の強い凸面を向けた両凸レンズであり、これら第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は、互いに密接して貼り合わせて一体に接合し、２枚接合レンズからなるＬ５−Ｌ６接合レンズを形成している。第７レンズＬ７は、正の屈折力を有し、像面側に強い曲率の凸面を向けた両凸レンズであり、像面側に非球面を形成してある。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間には、光学絞りＡＰが配置されており、第２レンズ群Ｇ２の後方には、バック挿入ガラスＢＧが配置されている。ディジタルカメラのように、ＣＭＯＳ撮像素子またはＣＣＤ撮像素子等の固体撮像素子を用いるタイプの撮像光学系においては、第２レンズ群Ｇ２の後方に、バック挿入ガラス、ローパスフィルタ、赤外カットガラスおよび固体撮像素子受光面を保護するためのカバーガラス等の少なくとも何れかを介挿する。ここでは、第２レンズ群Ｇ２の後方に介挿されるバック挿入ガラス等を、バック挿入ガラスＢＧとして代表しており、実施例１および実施例２の各実施例においては、例えば、１枚の平行平面板として示している。
【００２３】
フォーカシング、すなわち合焦操作に際しては、第１レンズＬ１から第３レンズＬ３までの第１レンズ群Ｇ１と、第４レンズＬ４から第７レンズＬ７までの第２レンズ群Ｇ２とを、図１において矢印をもって示すように、無限遠物体から至近距離物体に合焦するとき、互いに異なる別々の繰り出し量で物体側に繰り出して移動させる。第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２は、各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、フォーカシング等に際しては各群毎に一体的に動作する。また、この場合、光学絞りＡＰは、第１レンズ群Ｇ１と一体に動作する。
この実施例１においては、全系の焦点距離Ｆ、開放Ｆ値Ｆｎｏおよび半画角ωが、それぞれＦ＝１９．２ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５１およびω＝３６．５度であり、この実施例１における各光学要素における光学面の曲率半径（非球面については近軸曲率半径）Ｒ、隣接する光学面の面間隔Ｄ、屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄ等の光学特性は、表１の通りである。
【００２４】
【表１】
0005601584.tif 000003
【００２５】
表１において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、「ＩＮＦ」は、無限大（∞）をあらわしている。これは、実施例２についても同様である。
すなわち、表１においては、「＊」が付された第７面、第８面および第１３面の各光学面が非球面であり、式（６）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第４レンズＬ４の物体側の面（第７面）の非球面係数
Ｋ  ＝  ０．０００００
Ｃ４  ＝  ５．１８６９５ｅ−００５
Ｃ６  ＝  −６．０４８８４ｅ−００７
Ｃ８  ＝  ３．２９１５２ｅ−００９
Ｃ１０  ＝６．０９０９１３ｅ−０１０
第４レンズＬ４の像側の面（第８面）の非球面係数
Ｋ  ＝  ０．０００００
Ｃ４  ＝  ８．４７９５４ｅ−００５
Ｃ６  ＝  −１．００１０１ｅ−００６
Ｃ８  ＝  ３．５５３８９ｅ−００８
Ｃ１０  ＝  ０
Ｃ１２  ＝  ０
Ｃ１４  ＝  ０
Ｃ１６  ＝  ０
第７レンズＬ７の像側の面（第１３面）の非球面係数
Ｋ  ＝  ０．０００００
Ｃ４  ＝  ５．０７２５４ｅ−００５
Ｃ６  ＝  −２．１２１５７ｅ−００７
Ｃ８  ＝  ６．９７０２３ｅ−００９
Ｃ１０  ＝  −３．１０９５３ｅ−０１１
Ｃ１２  ＝  −３．３４９３９ｅ−０１３
Ｃ１４  ＝  ３．４５６１３ｅ−０１５
Ｃ１６  ＝  −６．１２７０６ｅ−０１８
表１における光学絞りＡＰと第４レンズＬ４との間の可変間隔Ｄ１、そして第７レンズＬ７とバック挿入ガラスＢＧとの間の可変間隔Ｄ２は、物体距離が、無限遠および３００ｍｍに変化した際に、次表の通りに変化する。
【００２６】
【表２】
0005601584.tif 000004
【００２７】
また、この実施例１における先に述べた条件式（１）〜条件式（５）に対応する値は、それぞれ次の通りとなる。
（１）ＢＦ  ／  Ｆ  ＝  １．０３
（２）Ｄ１  ／  Ｄ２  ＝  １．０９２
（３）Ｆ１  ／  Ｆ２  ＝  ０．９６５
（４）Ｆ２  ／  Ｆ  ＝  １．８８２
（５）Ｙ  ／  Ｌ  ＝  ０．５３４
したがって、この実施例１における先に述べた条件式（１）〜条件式（５）に係る数値は、それぞれ各条件式の範囲内であり、条件式（１）〜条件式（５）を満足している。
また、図２に、実施例１に係る広角レンズが無限遠物体に合焦した状態における球面収差、非点収差および歪曲収差の各収差曲線図をそれぞれ示しており、図３にコマ収差の収差曲線図を示している。
【００２８】
なお、これらの収差曲線図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。これらは、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
【実施例２】
【００２９】
図４は、本発明の実施例２に係る広角レンズの光学系の無限遠合焦時における縦断面のレンズ構成を模式的に示している。
すなわち、本発明の実施例２に係わる広角レンズの光学系は、図４に示すように、２群構成となっており、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、光学絞りＡＰ、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、そしてバック挿入ガラスＢＧを具備しており、これらを図示のように、物体側から像面側に向かって、順次配置し、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３は、Ｌ２−Ｌ３接合レンズ、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は、Ｌ５−Ｌ６接合レンズを構成している。図４には、各光学面の面番号も示している。なお、先に述べたように、図４に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため、図１と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
第１レンズＬ１は、負の屈折力を有し、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズである。第２レンズＬ２は、正の屈折力を有するレンズであり、この場合両凸レンズである。そして、第３レンズＬ３は、負の屈折力を有するレンズであり、この場合物体側に強い曲率の凹面を向けてなる両凹レンズである。これら第１レンズＬ１、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３は、第１レンズ群Ｇ１を構成している。
【００３０】
第４レンズＬ４は、正の屈折力を有するレンズで、この場合両凸レンズである。第５レンズＬ５は、負の屈折力を有するレンズで、この場合両凹レンズであり、第６レンズＬ６は、正の屈折力を有するレンズで、この場合、両凸レンズであって、これら第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は、互いに密接して貼り合わせて一体に接合し、２枚接合レンズからなるＬ５−Ｌ６接合レンズを形成している。
第７レンズＬ７は、正の屈折力を有するレンズで、この場合正メニスカスレンズである。これら第４レンズＬ４、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６（Ｌ５−Ｌ６接合レンズ）および第７レンズＬ７は、第２レンズ群Ｇ２を構成している。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間には、光学絞りＡＰが配置されており、第２レンズ群Ｇ２の後方には、バック挿入ガラスＢＧが配置されている。
フォーカシング、すなわち合焦操作に際しては、第１レンズＬ１から第３レンズＬ３までの第１レンズ群Ｇ１と、第４レンズＬ４から第７レンズＬ７までの第２レンズ群Ｇ２とを、互いに異なる別々の繰り出し量で物体側に繰り出して移動させる。第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２は、各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、無限遠物体から至近距離物体へのフォーカシング等に際しては図４に矢印をもって示すように、各群毎に独立して光軸方向に動作する。また、この場合、光学絞りＡＰは、第１レンズ群Ｇ１と一体に動作する。
【００３１】
この実施例２においては、全系の焦点距離Ｆ、開放Ｆ値Ｆｎｏおよび半画角ωが、それぞれＦ＝１９．１ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．５１およびω＝３６．８度であり、この実施例２における各光学要素における光学面の曲率半径（非球面については近軸曲率半径）Ｒ、隣接する光学面の面間隔Ｄ、屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄ等の光学特性は、次表３の通りである。
表３において面番号にアスタリスク「＊」を付した第７面、第８面および第１３面の各光学面が非球面である。
【００３２】
【表３】
0005601584.tif 000005
【００３３】
すなわち、表３においては、「＊」が付された第７面、第８面および第１３面の各光学面が非球面であり、式（６）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第４レンズＬ４の物体側の面（第７面）の非球面係数
Ｋ  ＝  ０．０００００
Ｃ４  ＝  ０．０００１５
Ｃ６  ＝  −７．２７９３８ｅ−００７
Ｃ８  ＝−１．０６１５３ｅ−００８
Ｃ１０  ＝  ５．００９６５ｅ−０１０
第４レンズＬ４の像側の面（第８面）の非球面係数
Ｋ  ＝  ０．０００００
Ｃ４  ＝  ０．０００１７
Ｃ６  ＝  −５．９１７２７ｅ−００７
Ｃ８  ＝  ０
Ｃ１０  ＝  ０
第７レンズＬ７の像面側の面（第１３面）の非球面係数
Ｋ    ＝  ０．０００００
Ｃ４  ＝  ３．５３１０４ｅ−００５
Ｃ６  ＝  −１．５４０５６ｅ−００７
Ｃ８  ＝  ５．１２６５６ｅ−００９
Ｃ１０  ＝  −１．４４７６６ｅ−０１１
表３における光学絞りＡＰと第４レンズＬ４との間の可変間隔Ｄ１、そして第７レンズＬ７とバック挿入ガラスＢＧとの間の可変間隔Ｄ２は、物体距離が、無限遠および３００ｍｍに変化した際に、次表の通りに変化する。
【００３４】
【表４】
0005601584.tif 000006
【００３５】
また、この実施例２における先に述べた条件式（１）〜条件式（５）に対応する値は、それぞれ次の通りとなる。
実施例２に係わる、条件式（１）〜（５）の係数は、以下の通りである。
（１）ＢＦ  ／  Ｆ  ＝  １．０８４
（２）Ｄ１  ／  Ｄ２  ＝  １．１６３
（３）Ｆ１  ／  Ｆ２  ＝  ０．６５８
（４）Ｆ２  ／  Ｆ  ＝  ２．２３１
（５）Ｙ  ／  Ｌ  ＝  ０．５２５
したがって、この実施例２における先に述べた条件式（１）〜条件式（５）に係る数値は、それぞれ各条件式の範囲内であり、条件式（１）〜条件式（５）を満足している。
また、図５に、実施例２に係る結像レンズが無限遠物体に合焦した状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を、そして、図６に、コマ収差の各収差曲線図をそれぞれ示している。
【００３６】
次に、上述した実施例１および実施例２に示されたような本発明に係る広角レンズを撮像用光学系として採用して情報装置、例えば、いわゆるディジタルカメラを構成した本発明の第３の実施の形態について図７（ａ），（ｂ）〜図９を参照して説明する。図７（ａ），（ｂ）は、物体、すなわち被写体側である前面側から見たディジタルカメラの外観をそれぞれ示す斜視図、図８は、撮影者側である背面側から見たディジタルカメラの外観を示す斜視図であり、図９は、ディジタルカメラの機能構成を示すブロック図である。なお、ここでは、情報装置としてのディジタルカメラについて説明しているが、ビデオカメラおよびフィルムカメラ等を含む主として撮像専用の撮像装置だけでなく、携帯電話機や、ＰＤＡ（personal data assistant）などと称される携帯情報端末装置、さらにはこれらの機能を組み合わせた携帯端末装置を含む種々の情報装置にディジタルカメラ等に相当する撮像機能が組み込まれることが多い。このような情報装置も外観は、若干異にするもののディジタルカメラ等と実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような情報装置に本発明に係る広角レンズを採用してもよい。  
【００３７】
図７および図８に示すように、ディジタルカメラは、撮影レンズ１０１、シャッタボタン１０２、ズームレバー１０３、ファインダ１０４、ストロボ１０５、液晶モニタ１０６、操作ボタン１０７、電源スイッチ１０８、メモリカードスロット１０９および通信カードスロット１１０等を備えている。さらに、図１７に示すように、ディジタルカメラは、受光素子１１１、信号処理装置１１２、画像処理装置１１３、中央演算装置（ＣＰＵ）１１４、半導体メモリ１１５および通信カード等１１６も備えている。
ディジタルカメラは、撮影レンズ１０１とＣＭＯＳ(相補型金属酸化物半導体)撮像素子やＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子１１１を有しており、撮像用光学系である撮影レンズ（広角レンズ）１０１によって形成される撮影対象となる物体、つまり被写体、の像を受光素子１１１によって読み取るように構成されている。この撮影レンズ１０１として、実施例１および実施例２において説明した本発明に係る広角レンズを用いている（請求項７または請求項８に対応する）。
【００３８】
受光素子１１１の出力は、中央演算装置１１４によって制御される信号処理装置１１２によって処理され、ディジタル画像情報に変換される。信号処理装置１１２によってディジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置１１４によって制御される画像処理装置１１３において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ１１５に記録される。この場合、半導体メモリ１１５は、メモリカードスロット１０９に装填されたメモリカードでもよく、ディジタルカメラ本体に内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ１０６には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ１１５に記録されている画像を表示することもできる。
また、半導体メモリ１１５に記録した画像は、通信カードスロット１１０に装填した通信カード等１１６を介して外部へ送信することも可能である。
撮影レンズ１０１は、ディジタルカメラの携帯時には図７の（ａ）に示すように沈胴状態にあってディジタルカメラのボディー内に埋没しており、ユーザが電源スイッチ１０８を操作して電源を投入すると、図７の（ｂ）に示すように鏡胴が繰り出され、ディジタルカメラのボディーから突出する構成とする。ズームレバー１０３を操作することによって、被写体画像の切り出し範囲を変更して擬似的に変倍するいわゆるディジタルズーム方式のズーミングを行うこともできる。このとき、ファインダ１０４の光学系も有効画角の変化に連動して変倍するようにすることが望ましい。
【００３９】
多くの場合、シャッタボタン１０２の半押し操作により、フォーカシングがなされる。
シャッタボタン１０２をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
半導体メモリ１１５に記録した画像を液晶モニタ１０６に表示させたり、通信カード等１１６を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン１０７を所定のごとく操作する。半導体メモリ１１５および通信カード等１１６は、メモリカードスロット１０９および通信カードスロット１１０等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
なお、撮影レンズ１０１が沈胴状態にあるときには、結像レンズの各群は必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。例えば、沈胴時に第２レンズ群Ｇ２が光軸上から退避して、第１レンズ群Ｇ１と並列的に収納されるような機構とすれば、ディジタルカメラのさらなる薄型化を実現することができる。
【符号の説明】
【００４０】
Ｇ１  第１レンズ群
Ｇ２  第２レンズ群
Ｌ１〜Ｌ７  第１レンズ〜第７レンズ
ＡＰ  光学絞り
ＢＧ  バック挿入ガラス等
１０１  撮影レンズ
１０２  シャッタボタン
１０３  ズームレバー
１０４  ファインダ
１０５  ストロボ
１０６  液晶モニタ
１０７  操作ボタン
１０８  電源スイッチ
１０９  メモリカードスロット
１１０  通信カードスロット
１１１  受光素子（エリアセンサ）
１１２  信号処理装置
１１３  画像処理装置
１１４  中央演算装置（ＣＰＵ）
１１５  半導体メモリ
１１６  通信カード等
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４１】
【特許文献１】特開２００３−１２１７３５号公報
【特許文献２】特許第３４９５６３１号公報
【特許文献３】特許第３３５２２６４号公報
【特許文献４】特許第３５００４７３号公報
【特許文献５】特開２００８−１５１９４９号公報
【特許文献６】特開２００８−８９９９７号公報
【図１】
0005601584.tif 000007
【図２】
0005601584.tif 000008
【図３】
0005601584.tif 000009
【図４】
0005601584.tif 000010
【図５】
0005601584.tif 000011
【図６】
0005601584.tif 000012
【図７】
0005601584.tif 000013
【図８】
0005601584.tif 000014
【図９】
0005601584.tif 000015