(57)【要約】【課題】Ｆナンバーが２．８程度で半画角が４０°を超えるデジタルカメラ用の小型で高性能な超広角レンズ系を得る。【解決手段】物体側から順に、負の焦点距離を有する前群と、正の焦点距離を有する後群からなる超広角レンズ系において、前群を、物体側から順に、第１正レンズ、第２負レンズ、第３負レンズ、及び第４正レンズから構成し、次の条件式（１）及び（２）を満足させた超広角レンズ系。（１）０＜ｆ／ｆ1-2＜０．１（２）０＜ＳＦ１＜３．０但し、ｆ；全系の焦点距離、ｆ1-2；第１正レンズの像側の面の焦点距離、（ｆ1-2＝ｒ2／（１−ｎ1））ｒ2；第１正レンズの像側の面の曲率半径、ｎ1；第１正レンズの屈折率、ＳＦ１；第１正レンズのシェーピング・ファクター、（ＳＦ１＝（ｒ1＋ｒ2）／（ｒ1−ｒ2））ｒ1；第１正レンズの物体側の面の曲率半径。【選択図】図１
2006285026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、負の焦点距離を有する前群と、正の焦点距離を有する後群とからなる超広角レンズ系において、
前群は、物体側から順に、第１正レンズ、第２負レンズ、第３負レンズ、及び第４正レンズからなり、
次の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする超広角レンズ系。
（１）０＜ｆ／ｆ1-2＜０．１
（２）０＜ＳＦ１＜３．０
但し、
ｆ；全系の焦点距離、
ｆ1-2；第１正レンズの像側の面の焦点距離、
（ｆ1-2＝ｒ2／（１−ｎ1））
ｒ2；第１正レンズの像側の面の曲率半径、
ｎ1；第１正レンズの屈折率、
ＳＦ１；第１正レンズのシェーピング・ファクター、
（ＳＦ１＝（ｒ1＋ｒ2）／（ｒ1−ｒ2））
ｒ1；第１正レンズの物体側の面の曲率半径。
【請求項２】
請求項１記載の超広角レンズ系において、上記後群は、フォーカスレンズ群である超広角レンズ系。
【請求項３】
請求項１または２記載の超広角レンズ系において、次の条件式（３）を満足する超広角レンズ系。
（３）ｆ／｜ｆF｜＜０．４５
但し、
ｆF；前群の焦点距離（ｆF＜０）。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の超広角レンズ系において、次の条件式（４）及び（５）を満足する超広角レンズ系。
（４）１．０＜ＳＦ２＜５．０
（５）１．０＜ＳＦ３＜５．０
但し、
ＳＦ２；第２負レンズのシェーピング・ファクター、
（ＳＦ２＝（ｒ3＋ｒ4）／（ｒ3−ｒ4））
ｒ3；第２負レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ4；第２負レンズの像側の面の曲率半径、
ＳＦ３；第３負レンズのシェーピング・ファクター、
（ＳＦ３＝（ｒ5＋ｒ6）／（ｒ5−ｒ6））
ｒ5；第３負レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ6；第３負レンズの像側の面の曲率半径。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の超広角レンズ系において、後群中に絞りが位置している超広角レンズ系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ用に好適な超広角レンズ系に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラ用の広角レンズ系は、半画角が約３０°程度までであった。半画角が４０°を超えるフィルムカメラ用の超広角レンズとしては、特開平５−３４５９２号公報などが知られているが、周辺光量が少なく、またテレセントリック性に考慮が払われていないためデジタルカメラ用としては適当でない。
【特許文献１】特開平５-３４５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、Ｆナンバーが２．８程度で半画角が４０°を超えるデジタルカメラ用の小型で高性能な超広角レンズ系を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、物体側から順に、負の焦点距離を有する前群と、正の焦点距離を有する後群からなる超広角レンズ系において、前群を、物体側から順に、第１正レンズ、第２負レンズ、第３負レンズ、及び第４正レンズから構成し、次の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴としている。
（１）０＜ｆ／ｆ1-2＜０．１
（２）０＜ＳＦ１＜３．０
但し、
ｆ；全系の焦点距離、
ｆ1-2；第１正レンズの像側の面の焦点距離、
（ｆ1-2＝ｒ2／（１−ｎ1））
ｒ2；第１正レンズの像側の面の曲率半径、
ｎ1；第１正レンズの屈折率、
ＳＦ１；第１正レンズのシェーピング・ファクター、
（ＳＦ１＝（ｒ1＋ｒ2）／（ｒ1−ｒ2））
ｒ1；第１正レンズの物体側の面の曲率半径、
である。
【０００５】
本発明の超広角レンズ系の後群は、フォーカスレンズ群であることが好ましい。
【０００６】
本発明の超広角レンズ系は、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
（３）ｆ／｜ｆF｜＜０．４５
但し、
ｆF；前群の焦点距離（ｆF＜０）、
である。
【０００７】
また、次の条件式（４）及び（５）を満足することが好ましい。
（４）１．０＜ＳＦ２＜５．０
（５）１．０＜ＳＦ３＜５．０
但し、
ＳＦ２；第２負レンズのシェーピング・ファクター、
（ＳＦ２＝（ｒ3＋ｒ4）／（ｒ3−ｒ4））
ｒ3；第２負レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ4；第２負レンズの像側の面の曲率半径、
ＳＦ３；第３負レンズのシェーピング・ファクター、
（ＳＦ３＝（ｒ5＋ｒ6）／（ｒ5−ｒ6））
ｒ5；第３負レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ6；第３負レンズの像側の面の曲率半径、
である。
【０００８】
絞りは、フォーカスレンズ群である後群中に配置することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、Ｆナンバーが２．８で半画角が４０°を超える高性能で小型軽量なデジタルカメラ用に適した超広角レンズ系を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本実施形態の超広角レンズ系は、図１、図３、図５及び図７の各実施例のレンズ構成図に示すように、物体側から順に、負の焦点距離を有する前群１０、及び正の焦点距離を有する後群２０からなっている。前群１０は、物体側から順に、像側に凸の第１正レンズ、物体側に凸の第２負メニスカスレンズ、物体側に凸の第３負メニスカスレンズ、及び第４正レンズからなる。後群２０中には、絞りＳが配置されており、フォーカシングは、後群２０で行う。
【００１１】
本超広角レンズ系は、その前群の構成に特徴があり、後群の構成については自由度がある。これは、超広角レンズ系にとって、広画角を達成するためには、物体側のレンズ（群）の構成が重要であり、後群については正のパワーを有するという条件を満たせば種々の構成が採りうることによる。
【００１２】
条件式（１）は、前群中の特に第１正レンズの像側の面の面パワーに関する条件式である。前群の第１正レンズの像側の面は、像面側に凸形状である。条件式（１）の上限を越えると、高次の歪曲収差が発生して、中間画角から対角にかけて歪曲収差が戻るようになり、樽型と糸巻き型の組み合わさったいわゆる陣笠型の歪曲収差量が増大する。条件式（１）の下限を越えると、第１正レンズの像側の面が凹面になり、歪曲収差の補正が困難になる。すなわち、第１正レンズの像側の面は、像側に凸であることが必須である。
【００１３】
条件式（２）は、第１正レンズのシェーピング・ファクターに関する条件式である。条件式（２）の上限を越えると、歪曲収差の戻り量が増大する。条件式（２）の下限を越えると、歪曲収差の補正が困難になる。
【００１４】
条件式（３）は、前群の負のパワーに関する条件式である。条件式（３）の上限を越えると、フォーカシング時の収差の変動が増大する。
【００１５】
本超広角レンズ系は、前群中の第２負レンズと第３負レンズの形状も重要な要素である。条件式（４）は、第２負レンズの形状に関する条件式である。条件式（４）の上限を越えると、半画角が４０°を越えることができない（超広角レンズ系にならない）。条件式（４）の下限を越えると、非点収差が増大し、非点収差の補正が困難になる。
【００１６】
条件式（５）は、前群中の第３負レンズの形状に関する条件式である。条件式（５）の上限を越えると、半画角が４０°を越えることができない（超広角レンズ系にならない）。条件式（５）の下限を越えると、非点収差が増大し、非点収差の補正が困難になる。
【００１７】
次に具体的な実施例を示す。諸収差図及び表中、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条件、球面収差で表される色収差（軸上色収差）図及び倍率色収差図中のｄ線、ｇ線、Ｃ線はそれぞれの波長に対する収差、ｙは像高、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、ＦはＦナンバー、fは全系の焦点距離、mは全系の横倍率、Ｗは半画角（°）、fBはバックフォーカス、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折率、νはアッベ数を示す。
【実施例１】
【００１８】
図１および図２と表１は本発明による超広角レンズ系の実施例１を示している。図１はレンズ構成図（無限遠物体撮影時）、図２はその諸収差図、表１はその数値データである。表中に複数の表記がある欄は、無限遠物体撮影時／最短撮影距離物体撮影時の順の値である。負の前群１０は、物体側から順に、像側に凸の第１正レンズ、物体側に凸の第２負メニスカスレンズ、物体側に凸の第３負メニスカスレンズ、及び像側に凸のメニスカスレンズからなる第４正レンズからなり、後群２０は、物体側から順に、物体側の正レンズと像側の負レンズの貼合せレンズ、物体側に凸の負レンズ、正レンズ、正レンズ、絞りＳ、負レンズ、正レンズ、及び正レンズからなる。後群２０の後方には、ＣＣＤ（撮像素子）の前方に位置するカバーガラス（フィルタ類）Ｃ（２枚）が位置している。絞りＳは、第１８面の極から前方1.24にある。
（表１）
F    =  1:  2.8 
f    =  4.00
m    =  0.000  / -0.071
W    = 43.4
fB   =  0.00  /  0.00
面NO.     ｒ         ｄ            Ｎd         ν
1     -500.000      1.50        1.69680      55.5
2     -127.316      0.10           -           -
3       12.067      0.90        1.72916      54.7
4        5.908      1.61           -           -
5       12.539      0.80        1.78590      44.2
6        5.093      2.24           -           -
7      -55.462      1.70        1.84666      23.8
8      -13.494      1.00-0.69      -           -
9       18.286      3.00        1.48749      70.2
10      -4.323      0.80        1.69100      54.8
11      -6.122      0.10           -           -
12      10.849      0.80        1.80400      46.6
13       2.694      0.73           -           -
14       9.159      1.50        1.80518      25.4
15     -80.878      0.43           -           -
16      -4.329      1.70        1.48749      70.2
17      -3.749      1.80           -           -
18     -15.997      1.42        1.78472      25.7
19      11.712      0.15           -           -
20      18.831      1.70        1.49700      81.6
21      -4.502      0.10           -           -
22      23.869      1.50        1.48749      70.2
23     -10.955      8.54-8.85     -            -
24         ∞       0.90        1.51633      64.1
25         ∞       1.00           -           -
26         ∞       0.50        1.51633      64.1
27         ∞        -             -           -
【実施例２】
【００１９】
図３および図４と表２は本発明による超広角レンズ系の実施例２を示している。図３はレンズ構成図（無限遠物体撮影時）、図４はその諸収差図、表２はその数値データである。基本的なレンズ構成は実施例１と同様である。絞りＳは、第１８面の極から前方1.24にある。
（表２）
F    =  1:  2.8
f    =   4.00
m    =   0.000  / -0.071
W    =  43.4                                                             
fB   =   0.00   /  0.00
面NO.     ｒ         ｄ            Ｎd          ν
1         ∞        1.50        1.69680       55.5
2     -153.570      0.10           -            -
3       12.493      0.90        1.72916       54.7
4        5.929      1.61           -            -
5       13.502      0.80        1.78590       44.2
6        5.196      2.24           -            -
7      -55.037      1.70        1.84666       23.8
8      -13.258      1.06-0.74      -            -
9       16.344      3.00        1.48749       70.2
10      -4.350      0.80        1.69100       54.8
11      -6.185      0.10           -            -
12      11.373      0.80        1.80400       46.6                      
13       2.702      0.73           -            -
14       9.129      1.50        1.80518       25.4                      
15     -91.656      0.43           -            -
16      -4.423      1.70        1.48749       70.2
17      -3.805      1.80           -            -
18     -15.641      1.42        1.78472       25.7
19      11.936      0.15           -            -
20      19.566      1.70        1.49700       81.6
21      -4.474      0.10           -            -
22      23.693      1.50        1.48749       70.2
23     -11.068      8.66-8.98      -            -
24        ∞        0.90        1.51633       64.1
25        ∞        1.00           -            -
26        ∞        0.50        1.51633       64.1
27        ∞         -             -            -
【実施例３】
【００２０】
図５および図６と表３は本発明による超広角レンズ系の実施例３を示している。図５はレンズ構成図（無限遠物体撮影時）、図６はその諸収差図、表３はその数値データである。基本的なレンズ構成は実施例１と同様である。絞りＳは、第１８面の極から後方1.24にある。
（表３）
F    =  1:  2.8
f    =   4.00
m    =   0.000  / -0.071
W    =  43.4                                                             
fB   =   0.00   /  0.00
面NO.     ｒ         ｄ            Ｎd        ν
1     1000.000      1.50        1.69680      55.5
2     -173.383      0.10           -           -
3       12.545      0.90        1.72916      54.7
4        5.945      1.61           -           -
5       13.408      0.80        1.78590      44.2
6        5.157      2.24           -           -
7      -57.714      1.70        1.84666      23.8
8      -13.369      1.05-0.74      -           -
9       16.637      3.00        1.48749      70.2
10      -4.327      0.80        1.69100      54.8
11      -6.150      0.10           -           -
12      11.245      0.80        1.80400      46.6
13       2.702      0.73           -           -
14       9.143      1.50        1.80518      25.4
15     -89.964      0.43           -           -
16      -4.406      1.70        1.48749      70.2
17      -3.796      1.80           -           -
18     -15.740      1.42        1.78472      25.7
19      11.906      0.15           -           -
20      19.438      1.70        1.49700      81.6
21      -4.479      0.10           -           -
22      23.667      1.50        1.48749      70.2
23     -11.111      8.64-8.95      -           -
24        ∞        0.90        1.51633      64.1
25        ∞        1.00           -           -
26        ∞        0.50        1.51633      64.1
27        ∞         -             -           -
【実施例４】
【００２１】
図７および図８と表４は本発明による超広角レンズ系の実施例４を示している。図７はレンズ構成図（無限遠物体撮影時）、図８はその諸収差図、表４はその数値データである。基本的なレンズ構成は実施例１と同様である。絞りＳは、第１８面の極から前方1.24にある。
（表４）
F    =  1:  2.8
f    =  4.00                                                            
m    =  0.000  /  -0.071
W    = 43.4                                                             
fB   =  0.00   /  0.00
面NO.     ｒ        ｄ             Ｎd       ν
1      500.000      1.50        1.69680     55.5
2     -198.547      0.10           -          -
3       12.444      0.90        1.72916     54.7
4        5.964      1.61           -          -
5       13.068      0.80        1.78590     44.2
6        5.068      2.24           -          -
7      -65.969      1.70        1.84666     23.8
8      -13.689      1.02-0.70      -          -
9       17.820      3.00        1.48749     70.2
10      -4.292      0.80        1.69100     54.8
11      -6.085      0.10           -          -
12      10.907      0.80        1.80400     46.6
13       2.701      0.73           -          -
14       9.213      1.50        1.80518     25.4
15     -88.770      0.43           -          -
16      -4.357      1.70        1.48749     70.2
17      -3.776      1.80           -          -
18     -15.922      1.42        1.78472     25.7
19      11.807      0.15           -          -
20      18.815      1.70        1.49700     81.6
21      -4.500      0.10           -          -
22      23.625      1.50        1.48749     70.2
23     -11.094      8.60-8.92      -          -
24        ∞        0.90        1.51633     64.1
25        ∞        1.00           -          -
26        ∞        0.50        1.51633     64.1
27        ∞         -             -          -
【００２２】
各実施例の各条件式に対する値を表５に示す。
（表５）
実施例１  実施例２  実施例３  実施例４
条件式（１） 0.022     0.018     0.016     0.014 
条件式（２） 1.683     1.000     0.704     0.432 
条件式（３） 0.300     0.303     0.304     0.303 
条件式（４） 2.918     2.807     2.802     2.841
条件式（５） 2.368     2.251     2.250     2.267
【００２３】
表５から明らかなように、実施例１ないし４は条件式（１）〜（５）を満足しており、また諸収差図から明らかなように諸収差も比較的よく補正されている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による超広角レンズ系の実施例１のレンズ構成図である。
【図２】図１の構成における諸収差図である。
【図３】本発明による超広角レンズ系の実施例２のレンズ構成図である。
【図４】図３の構成における諸収差図である。
【図５】本発明による超広角レンズ系の実施例３のレンズ構成図である。
【図６】図５の構成における諸収差図である。
【図７】本発明による超広角レンズ系の実施例４のレンズ構成図である。
【図８】図７の構成における諸収差図である。
【図１】
2006285026.tif 000003
【図２】
2006285026.tif 000004
【図３】
2006285026.tif 000005
【図４】
2006285026.tif 000006
【図５】
2006285026.tif 000007
【図６】
2006285026.tif 000008
【図７】
2006285026.tif 000009
【図８】
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