(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群、開口絞り、及び正の屈折力の第２レンズ群からなる超広角レンズ系において、
第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズ、及び正レンズの３枚のレンズからなり、
第２レンズ群は、物体側から順に、物体側から順に位置する負レンズと正レンズの接合レンズ、及び正レンズの３枚のレンズからなり、
次の条件式（１）、（２）、（３）及び（４）を満足することを特徴とする超広角レンズ系。
（１）−１．４５＜ｆ１２／ｆ＜−１．１５
（２）１．４＜ＳＦ２＜２．４
（３）１．７５＜ｎｄ１
（４）−０．５＜ＳＦ６＜０．１
但し、
ｆ１２：第１レンズ群中の２枚の負メニスカスレンズの合成焦点距離、
ｆ：全系の焦点距離、
ＳＦ２：第１レンズ群中の像側の負メニスカスレンズのシェーピングファクタ、
ＳＦ２＝（ｒ２１＋ｒ２２）／（ｒ２１−ｒ２２）
ｒ２１：第１レンズ群中の像側の負メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ２２：第１レンズ群中の像側の負メニスカスレンズの像側の面の曲率半径、
ｎｄ１：第１レンズ群中の物体側の負メニスカスレンズのｄ線に対する屈折率、
ＳＦ６：第２レンズ群中の像側の正レンズのシェーピングファクタ、
ＳＦ６＝（ｒ６１＋ｒ６２）／（ｒ６１−ｒ６２）
ｒ６１：第２レンズ群中の像側の正レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ６２：第２レンズ群中の像側の正レンズの像側の面の曲率半径。
【請求項２】
請求項１記載の超広角レンズ系において、次の条件式（５）を満足する超広角レンズ系。
（５）０．９＜ｆＧ１／ｆＧ２＜１．８
但し、
ｆＧ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆＧ２：第２レンズ群の焦点距離。
【請求項３】
物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群、開口絞り、及び正の屈折力の第２レンズ群からなる超広角レンズ系において、
第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズ、及び正レンズの３枚のレンズからなり、
第２レンズ群は、物体側から順に、物体側から順に位置する負レンズと正レンズの接合レンズ、及び正レンズの３枚のレンズからなり、
次の条件式（１）、（２）、（４）及び（５）を満足することを特徴とする超広角レンズ系。
（１）−１．４５＜ｆ１２／ｆ＜−１．１５
（２）１．４＜ＳＦ２＜２．４
（４）−０．５＜ＳＦ６＜０．１
（５）０．９＜ｆＧ１／ｆＧ２＜１．８
但し、
ｆ１２：第１レンズ群中の２枚の負メニスカスレンズの合成焦点距離、
ｆ：全系の焦点距離、
ＳＦ２：第１レンズ群中の像側の負メニスカスレンズのシェーピングファクタ、
ＳＦ２＝（ｒ２１＋ｒ２２）／（ｒ２１−ｒ２２）
ｒ２１：第１レンズ群中の像側の負メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ２２：第１レンズ群中の像側の負メニスカスレンズの像側の面の曲率半径、
ＳＦ６：第２レンズ群中の像側の正レンズのシェーピングファクタ、
ＳＦ６＝（ｒ６１＋ｒ６２）／（ｒ６１−ｒ６２）
ｒ６１：第２レンズ群中の像側の正レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ６２：第２レンズ群中の像側の正レンズの像側の面の曲率半径、
ｆＧ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆＧ２：第２レンズ群の焦点距離。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ファインダー用分岐ミラーを省略したミラーレスのレンズ交換式カメラ、コンパクトカメラ、携帯電話用カメラ、監視用カメラ、車載カメラなどに用いて好適な超広角レンズ系に関する。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフカメラ用の超広角レンズ系では、レンズ系と撮像面との間に位置する光学ファインダー用分岐ミラーとの干渉を避けるため、焦点距離に対して長めのバックフォーカスを確保することが必要である（バックフォーカスの条件が厳しい）。
【０００３】
これに対し、ミラーレスのレンズ交換式カメラ用の超広角レンズ系では、光学ファインダー用分岐ミラーを省略しているため、焦点距離に対して長めのバックフォーカスを確保する必要がない（バックフォーカスの条件が緩い）。このタイプの超広角レンズ系では、高性能化を狙ってレンズ枚数を増やすと、レンズ系の大型化と高価格化が進んでしまう。一方、小型化と低価格化を狙ってレンズ枚数を（例えば４枚以下に）減らすと、レンズ系の光学性能が劣化してしまう。また、ワイドアタッチメントを用いると、レンズ系が大型化するとともに、像性能が低下して光学性能が劣化してしまう。
【０００４】
従来、焦点距離に対して長めのバックフォーカスを確保する必要がない（バックフォーカスの条件が緩い）タイプの超広角レンズ系として、負の屈折力の第１レンズ群と正の屈折力の第２レンズ群からなり、負の屈折力の第１レンズ群を負負正の３枚構成とし、正の屈折力の第２レンズ群を負正正の３枚構成としたものが知られている（特許文献１−３）。
【０００５】
しかし、特許文献１の超広角レンズ系は、負の屈折力の第１レンズ群中の２枚の負レンズのパワーが小さく、画角を広げにくい。また、球面収差のアンダー成分によって高周波物体に対する最適像面と低周波物体に対する最適像面との位置ずれ（ピークずれ）や像面湾曲とのバランスの関係から、高画素の撮像素子に用いるには光学性能が足りない。
【０００６】
特許文献２、３の超広角レンズ系は、２〜３枚程度のプラスチックレンズを使用しているため、非球面によって設計性能は高く、また安価なプラスチックレンズによってコスト的には優れている。しかし、プラスチックレンズの温度変化によるピント移動が大きく、それによる光学性能のばらつきの発生や耐久性不足の問題などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−６８３０７号公報
【特許文献２】特開２００３−２３２９９８号公報
【特許文献３】特開２００５−２２１９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の問題意識に基づいてなされたものであり、焦点距離に対して長めのバックフォーカスを確保する必要がない（バックフォーカスの条件が緩い）タイプであって、小型、低価格でありながら設計性能が高いだけでなく、実使用に際しても高性能が維持できる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】
【０００９】
本発明の超広角レンズ系は、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群、開口絞り、及び正の屈折力の第２レンズ群からなる超広角レンズ系において、第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズ、及び正レンズの３枚のレンズからなり、第２レンズ群は、物体側から順に、物体側から順に位置する負レンズと正レンズの接合レンズ、及び正レンズの３枚のレンズからなり、次の条件式（１）、（２）、（３）及び（４）を満足することを特徴としている。
（１）−１．４５＜ｆ１２／ｆ＜−１．１５
（２）１．４＜ＳＦ２＜２．４
（３）１．７５＜ｎｄ１
（４）−０．５＜ＳＦ６＜０．１
但し、
ｆ１２：第１レンズ群中の２枚の負メニスカスレンズの合成焦点距離、
ｆ：全系の焦点距離、
ＳＦ２：第１レンズ群中の像側の負メニスカスレンズのシェーピングファクタ、
ＳＦ２＝（ｒ２１＋ｒ２２）／（ｒ２１−ｒ２２）
ｒ２１：第１レンズ群中の像側の負メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ２２：第１レンズ群中の像側の負メニスカスレンズの像側の面の曲率半径、
ｎｄ１：第１レンズ群中の物体側の負メニスカスレンズのｄ線に対する屈折率、
ＳＦ６：第２レンズ群中の像側の正レンズのシェーピングファクタ、
ＳＦ６＝（ｒ６１＋ｒ６２）／（ｒ６１−ｒ６２）
ｒ６１：第２レンズ群中の像側の正レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ６２：第２レンズ群中の像側の正レンズの像側の面の曲率半径、
である。
【００１０】
本発明の超広角レンズ系は、次の条件式（５）を満足することが好ましい。
（５）０．９＜ｆＧ１／ｆＧ２＜１．８
但し、
ｆＧ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆＧ２：第２レンズ群の焦点距離、
である。
【００１１】
本発明の超広角レンズ系は、別の態様では、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群、開口絞り、及び正の屈折力の第２レンズ群からなる超広角レンズ系において、第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ、物体側に凸の負メニスカスレンズ、及び正レンズの３枚のレンズからなり、第２レンズ群は、物体側から順に、物体側から順に位置する負レンズと正レンズの接合レンズ、及び正レンズの３枚のレンズからなり、次の条件式（１）、（２）、（４）及び（５）を満足することを特徴としている。
（１）−１．４５＜ｆ１２／ｆ＜−１．１５
（２）１．４＜ＳＦ２＜２．４
（４）−０．５＜ＳＦ６＜０．１
（５）０．９＜ｆＧ１／ｆＧ２＜１．８
但し、
ｆ１２：第１レンズ群中の２枚の負メニスカスレンズの合成焦点距離、
ｆ：全系の焦点距離、
ＳＦ２：第１レンズ群中の像側の負メニスカスレンズのシェーピングファクタ、
ＳＦ２＝（ｒ２１＋ｒ２２）／（ｒ２１−ｒ２２）
ｒ２１：第１レンズ群中の像側の負メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ２２：第１レンズ群中の像側の負メニスカスレンズの像側の面の曲率半径、
ＳＦ６：第２レンズ群中の像側の正レンズのシェーピングファクタ、
ＳＦ６＝（ｒ６１＋ｒ６２）／（ｒ６１−ｒ６２）
ｒ６１：第２レンズ群中の像側の正レンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ６２：第２レンズ群中の像側の正レンズの像側の面の曲率半径、
ｆＧ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆＧ２：第２レンズ群の焦点距離、
である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、焦点距離に対して長めのバックフォーカスを確保する必要がない（バックフォーカスの条件が緩い）タイプであって、小型、低価格でありながら設計性能が高いだけでなく、実使用に際しても高性能が維持できる超広角レンズ系が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による超広角レンズ系の数値実施例１の無限遠物体合焦時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数値実施例２の無限遠物体合焦時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数値実施例３の無限遠物体合焦時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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本実施形態の超広角レンズ系は、図１、図３、及び図５の各数値実施例１−３に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、及び光学フィルタＯＰからなる。Ｉは像面である。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ１１、物体側に凸の負メニスカスレンズ１２、及び両凸正レンズ１３の３枚のレンズからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側から順に位置する両凹負レンズ２１と両凸正レンズ２２の接合レンズ、及び両凸正レンズ２３の３枚のレンズからなる。
【００１６】
本実施形態の超広角レンズ系は、第１レンズ群Ｇ１を、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ１１、物体側に凸の負メニスカスレンズ１２、及び両凸正レンズ１３の３枚のレンズで構成することで、物体側の２枚の負メニスカスレンズ１１、１２で発生した諸収差を像側の両凸正レンズ１３で良好に補正することができる。また、第２レンズ群Ｇ２を、物体側から順に、物体側から順に位置する両凹負レンズ２１と両凸正レンズ２２の接合レンズ、及び両凸正レンズ２３の３枚のレンズで構成することで、色収差を良好に補正するとともに、テレセントリック性を良好に維持して優れた光学性能を得ている。
【００１７】
本実施形態の超広角レンズ系は、第１レンズ群Ｇ１中の２枚の負メニスカスレンズ１１、１２の合成焦点距離、及び負メニスカスレンズ１２の形状（シェーピングファクタ）を適切に設定することで、より小型、低価格かつ高性能な超広角レンズ系を得ることができる。また、最も物体側に位置する負メニスカスレンズ１１と最も像側に位置する両凸正レンズ２３の形状（シェーピングファクタ）をそれぞれ適切に設定することで、非球面レンズを用いなくても球面収差、コマ収差を良好に補正して優れた光学性能を得ることができる。非球面レンズが不要となるので、樹脂非球面レンズの環境温度変化による性能劣化が無い。またガラスモールド非球面レンズによるコストアップも無い。
【００１８】
条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１中の２枚の負メニスカスレンズ１１、１２の合成焦点距離と、全系の焦点距離との比を規定している。条件式（１）を満足することで、１６０°程度の画角を確保した上で、コマ収差、像面湾曲を良好に補正して優れた光学性能を得ることができる。
条件式（１）の上限を超えると、第１レンズ群Ｇ１中の２枚の負メニスカスレンズ１１、１２の負の合成パワーが強くなりすぎる結果、発散成分によるコマ収差の補正が困難になる。
条件式（１）の下限を超えると、第１レンズ群Ｇ１中の２枚の負メニスカスレンズ１１、１２の負の合成パワーが弱くなりすぎる結果、発散成分が弱くなって、像面湾曲がアンダーとなり、補正困難になる。また、１６０°程度の画角を確保できずに超広角レンズ系の画角として不十分となる。
【００１９】
条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１中の像側の負メニスカスレンズ１２の形状（シェーピングファクタ）を規定している。条件式（２）を満足することで、コマ収差を良好に補正して優れた光学性能を得ることができる。
条件式（２）の上限を超えると、第１レンズ群Ｇ１中の像側の負メニスカスレンズ１２に負のパワーが集中してその発散成分が強くなりすぎる結果、コマ収差の補正が困難になる。
条件式（２）の下限を超えると、第１レンズ群Ｇ１中の像側の負メニスカスレンズ１２の発散成分が弱くなる一方で、第１レンズ群Ｇ１中の物体側の負メニスカスレンズ１１に負のパワーが集中してその発散成分が強くなりすぎる結果、コマ収差の補正が困難になる。
【００２０】
条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１中の物体側の負メニスカスレンズ１１のｄ線に対する屈折率を規定している。条件式（３）を満足することで、コマ収差の発生を抑えて優れた光学性能を得ることができる。
条件式（３）の下限を超えると、負メニスカスレンズ１１の像側の面の曲率半径が小さくなりすぎて、コマ収差の発生が増大する。
【００２１】
条件式（４）は、第２レンズ群Ｇ２中の像側の正レンズ２３の形状（シェーピングファクタ）を規定している。条件式（４）を満足することで、球面収差、非点収差、像面湾曲を良好に補正して優れた光学性能を得ることができる。
条件式（４）の上限を超えると、球面収差が補正不足になるとともに、像面湾曲がオーバーとなり、補正が困難になる。
条件式（４）の下限を超えると、球面収差が補正過剰になるとともに、像面湾曲がアンダーとなり、補正が困難になる。
【００２２】
条件式（５）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離と、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離との比を規定している。条件式（５）を満足することでコマ収差、像面湾曲の発生を抑えて優れた光学性能を得ることができる。
条件式（５）の上限を超えると、第１レンズ群Ｇ１のパワーが弱くなりすぎて、ペッツバール和が残存し、特にサジタルの像面湾曲が補正困難になる。
条件式（５）の下限を超えると、第１レンズ群Ｇ１のパワーが強くなりすぎて、コマ収差の補正が困難になる。また、負メニスカスレンズ１１が加工困難になる。
【実施例】
【００２３】
次に具体的な数値実施例１−３を示す。諸収差図及び表中において、ｄ線、ｇ線、Ｃ線はそれぞれの波長に対する収差、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、FNO.はＦナンバー、fは全系の焦点距離、Wは半画角（゜）、fB はバックフォーカス（第２レンズ群Ｇ２中の像側の正レンズ２３の像側面から像面Ｉまでの空気換算距離）、Lはレンズ全長、Rは曲率半径、dはレンズ厚またはレンズ間隔、N(d)はｄ線に対する屈折率、ν(d)はｄ線に対するアッベ数を示す。長さの単位は[mm]である。全数値実施例１−３を通じて、非球面レンズを用いていない。
【００２４】
［数値実施例１］
図１及び図２並びに表１及び表２は、本発明による超広角レンズ系の数値実施例１を示している。図１は無限遠物体合焦時のレンズ構成図であり、図２はその諸収差図である。表１は面データであり、表２は各種データである。
【００２５】
本数値実施例１の超広角レンズ系は、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、及び光学フィルタＯＰからなる。Ｉは像面である。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ１１、物体側に凸の負メニスカスレンズ１２、及び両凸正レンズ１３の３枚のレンズからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側から順に位置する両凹負レンズ２１と両凸正レンズ２２の接合レンズ、及び両凸正レンズ２３の３枚のレンズからなる。
【００２６】
（表１）
面データ
面番号          R          d          N(d)        ν(d)
1            25.641      0.900      1.77250        49.6
2             6.554      3.930
3            13.068      0.900      1.72916        54.7
4             4.504      5.510
5            32.024      7.000      1.78472        25.7
6           -10.042      1.750
7絞            ∞        1.479
8           -22.394      1.350      1.80518        25.5
9             3.782      4.000      1.74330        49.2
10          -22.138      0.100
11           15.298      2.500      1.69680        55.5
12          -15.298      8.000
13             ∞        1.050      1.51680        64.2
14             ∞          -
（表２）
各種データ
FNO.         4.8
f           3.24
W           89.0
fB          9.19
L          47.66
【００２７】
［数値実施例２］
図３及び図４並びに表３及び表４は、本発明による超広角レンズ系の数値実施例２を示している。図３は無限遠物体合焦時のレンズ構成図であり、図４はその諸収差図である。表３は面データであり、表４は各種データである。
【００２８】
この数値実施例２のレンズ構成は、数値実施例１のレンズ構成と同様である。
【００２９】
（表３）
面データ
面番号          R          d          N(d)        ν(d)
1            30.501      0.880      1.80420        46.5
2             7.300      3.930
3            16.000      0.880      1.69680        55.5
4             4.744      5.510
5            36.168      7.250      1.80518        25.5
6           -11.006      1.750
7絞            ∞        2.143
8           -16.684      1.420      1.78472        25.7
9             3.592      3.900      1.74400        44.9
10          -14.059      0.100
11           12.803      2.350      1.69680        55.5
12          -29.000      8.000
13             ∞        1.050      1.51680        64.2
14             ∞           -
（表４）
各種データ
FNO.         4.5
f           3.22
W           89.0
fB          9.19
L          48.35
【００３０】
［数値実施例３］
図５及び図６並びに表５及び表６は、本発明による超広角レンズ系の数値実施例３を示している。図５は無限遠物体合焦時のレンズ構成図であり、図６はその諸収差図である。表５は面データであり、表６は各種データである。
【００３１】
この数値実施例３のレンズ構成は、数値実施例１のレンズ構成と同様である。
【００３２】
（表５）
面データ
面番号          R          d          N(d)        ν(d)
1            26.092      1.200      1.83481        42.7
2             6.372      3.930
3            25.473      1.150      1.72916        54.7
4             4.950      5.510
5            19.094      5.406      1.78472        25.7
6           -12.916      1.750
7絞            ∞        2.569
8           -54.236      1.420      1.80518        25.5
9             3.598      3.900      1.74330        49.2
10          -26.147      0.100
11           13.434      2.350      1.69680        55.5
12          -19.457      8.000
13             ∞        1.050      1.51680        64.2
14             ∞            -
（表６）
各種データ
FNO.         4.5
f           3.22
W           89.0
fB          9.19
L          47.53
【００３３】
各数値実施例の各条件式に対する値を表７に示す。
（表７）
実施例１      実施例２      実施例３
条件式（１）     -1.36         -1.41         -1.18
条件式（２）      2.05          1.84          1.48
条件式（３）      1.77250       1.80420       1.83481
条件式（４）      0.00         -0.39         -0.18
条件式（５）      1.00          1.32          1.69
【００３４】
表７から明らかなように、数値実施例１〜数値実施例３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は比較的よく補正されている。
【符号の説明】
【００３５】
Ｇ１  正の屈折力の第１レンズ群
１１  負レンズ（物体側に凸の負メニスカスレンズ）
１２  負レンズ（物体側に凸の負メニスカスレンズ）
１３  正レンズ（両凸正レンズ）
Ｇ２  正の屈折力の第２レンズ群
２１  負レンズ（両凹負レンズ）
２２  正レンズ（両凸正レンズ）
２３  正レンズ（両凸正レンズ）
Ｓ  開口絞り
ＯＰ  光学フィルタ
Ｉ  像面
【図１】
0005751084.tif 000002
【図２】
0005751084.tif 000003
【図３】
0005751084.tif 000004
【図４】
0005751084.tif 000005
【図５】
0005751084.tif 000006
【図６】
0005751084.tif 000007