(57)【要約】【目的】  撮影画角が110度を超える超広角レンズでありながら、システムがコンパクトであり、フォーカシングによる収差変動の少ないレンズシステムを提供する。【構成】  物体側より順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群Ｇ１、正の屈折力を持つ第2レンズ群Ｇ２を有し、前記第1レンズ群Ｇ１は物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズで構成されたレンズユニットL１、非球面を用いた物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2、全体として負のパワーを持ち正のパワーと負のパワーを持つ接合レンズL3、全体として正のパワーを持つレンズユニットL4を含む構成とし、フォーカシングの際、第1レンズ群を物体側に移動させ、一定の条件を満足させる。【選択図】        図１
2005173276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群、正の屈折力を持つ第２レンズ群から構成され、さらに第１レンズ群は物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズで構成されたＬ１レンズユニット、非球面を用いた物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２、全体として負のパワーを持ち正のパワーと負のパワーを持つ接合レンズＬ３、全体として正のパワーを持つレンズユニットＬ４で構成され、フォーカシングの際、第１レンズ群を物体側に移動させることを特徴とし、下記の条件を満足する超広角レンズ。
（１）０.５＜｜ｆ１／ｆ｜＜２.０
（２）０.５×（ｒ２×ｈ２）／ｆ＜ｄ２＜２.０×（ｒ２×ｈ２）／ｆ
但し、
ｆ：全光学系の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｄ２：第１レンズ群Ｌ２第２面からＬ３第１面までの距離
ｒ２：第１レンズ群Ｌ２第２面の曲率半径
ｈ２：第１レンズ群Ｌ２第２面の光軸からの光線高
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画角が１１０度を超える一眼レフカメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適した超広角レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画角が１１０度を超えるレトロフォーカスタイプの超広角レンズとしては、たとえば、特公昭６２−５０８０８号公報、特許３１１８０３０号公報等に知られている光線有効径が大きなレンズに凸レンズを使用することで、ディストーションを補正し、フォーカシング方式にリアフォーカスタイプを採用したレンズタイプがある。このレトロフォーカスタイプの超広角レンズでは、歪曲収差の補正のため、強い負のパワーを持つ前群にて、第１レンズから第３レンズまでの光線有効径が大きなレンズに凸レンズを用いる構成が一般的であった。
【特許文献１】特公昭６２−５０８０８号公報
【特許文献２】特許３１１８０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、これらのレンズに凸レンズを用いると凹レンズユニットのパワーが強くなるので、１群ユニット全体が肥大化し、コンパクト化することが困難であるという問題がある。
【０００４】
また、第１レンズ群をコンパクト化するには、例えば第１レンズのように物体面に近い面を非球面化することが有効であるが、大口径なレンズを非球面化することは、製造コストの大幅アップ、量産性の低下を招き、望ましくない。
【０００５】
そこで、第１レンズ群の構成を適切に配置することで、大口径非球面レンズを用いずに、少ない構成で十分な収差補正を行いつつ、軽量・コンパクトな超広角レンズを実現することが課題となる。
【０００６】
さらに、近年は撮像素子にＣＣＤやＣＭＯＳを用いた電子スチルカメラが主流になりつつあり、周辺光束の射出角が緩くなるテレセントリックな光学系が求められているが、バックフォーカスが短くなる広角レンズであるほど、射出角がきつくなる傾向にある。さらに、迅速なフォーカシングが必要なＡＦシステムにおいては、フォーカシングの際、小さく軽いレンズ系である後群ユニットを動かすリアフォーカスシステムが主流となっている。しかし、軸外光束の射出角を緩くすると、第２レンズ群のレンズ径が大きくなるので、フォーカシングの際、レンズマウント径の制約から、大きなレンズユニットを動かす機構を入れるスペースがない。さらに、レンズ径が大きくなると、周辺光束の光線高が高くなるので、フォーカシングによる非点収差の変動を補正するのが困難になる。この結果、後群ユニットを用いないで、簡易な構造でフォーカシングが行えるシステムが求められる。
【０００７】
本発明は、撮影画角が１１０度を超える超広角レンズでありながら、システムがコンパクトであり、フォーカシングによる収差変動の少ないレンズシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、物体側より順に負の屈折力を持つ第１レンズ群、正の屈折力を持つ第２レンズ群から構成され、さらに第１レンズ群は物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズで構成されたレンズユニットＬ１、非球面を用いた物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２、全体として負のパワーを持ち正のパワーと負のパワーを持つ接合レンズＬ３、全体として正のパワーを持つレンズユニットＬ４で構成され、フォーカシングの際、第１レンズ群を物体側に移動させることを特徴とし、下記の条件を満足させる。
（１）０.５＜｜ｆ１  ／ｆ｜＜２.０
（２）０.５×（ｒ２×ｈ２）／ｆ＜ｄ２＜２.０×（ｒ２×ｈ２）／ｆ
但し、
ｆ：全光学系の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｄ２：第１レンズ群Ｌ２第２面からＬ３第１面までの距離
ｒ２：第１レンズ群Ｌ２第２面の曲率半径
ｈ２：第１レンズ群Ｌ２第２面の光軸からの光線高
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２を有し、第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズで構成されたレンズユニットＬ１、非球面を用いた物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２、全体として負のパワーを持ち正のパワーと負のパワーを持つ接合レンズＬ３、全体として正のパワーを持つレンズユニットＬ４で構成することで、後群ユニットを用いないで、簡易な構造でフォーカシングが行える。
【００１０】
また、レンズユニットＬ１は、物体側に凸面のパワーを持つ負メニスカスレンズのみで構成することにより、構成を簡素化できる。さらに、前記負メニスカスレンズを複数に分割することで、諸収差を悪化させずにレンズユニットＬ１の屈折力をより大きくすることが出来るので、非球面を用いた負メニスカスレンズＬ２の有効径を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
条件式（１）は、全系の焦点距離ｆと第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１との比を規定したものである。条件式（１）の下限を超えると第１レンズ群Ｇ１の負の屈折力が強くなるので、コンパクト化には有利であるが、歪曲収差の補正が困難になり、フォーカシングによる収差変動も大きくなる。条件式（１）の上限を超えると、収差補正には有利であるが、バックフォーカスの確保が難しくなる。
【００１２】
条件式（２）は、負メニスカスレンズＬ２第２面から接合レンズＬ３第１面までの距離と、負メニスカスレンズＬ２第２面の曲率半径と光軸からの光線高及び、全系の焦点距離との関係を示す式で、条件式（２）の下限を超えると、負メニスカスレンズＬ２第２面から接合レンズＬ３第１面までの距離が近くなりすぎ、負メニスカスレンズＬ２第２面からの射出角がきつくなるので、周辺光束の非点収差、歪曲収差の補正が困難になってしまう。条件式（２）の上限を超えると、負メニスカスレンズＬ２第２面から接合レンズＬ３第１面までの距離が広がり、非球面を用いた負メニスカスレンズＬ２の光線有効径が大きくなり、レンズ重量が増えるのと同時に製造が困難になってしまう。
【００１３】
本発明によれば、画角が１１０度を超える超広角レンズをシステムがコンパクトに構成することができる。
【００１４】
以下に、本発明による超広角レンズの数値実施例１及び、数値実施例２を示す。ここで、ｆは焦点距離、ｆＮＯはＦナンバー、２ωは画角を示す。ｒは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚および空気間隔、ｎは物体側より順に第ｉ番目のレンズのｄ線（λ＝５８７.６ｎｍ）屈折率、ｖは物体側より順に第ｉ番目のレンズのアッベ数である。
非球面形状を表す式は、光軸をｘ、光軸に垂直な高さをＨ、曲率半径をｒ、ｎ次の非球面係数をＡｎとしたとき、
【数１】
2005173276.tif 000003
の式で表される。
【実施例１】
【００１５】
（全体諸元）
ｆ＝１０.３０
ｆＮＯ＝４.６４
２ω＝１１１.２°
（レンズ諸元）
番号         ｒ              ｄ              ｎ            ｖ
［１］      ３４.１８００    １.６０００    １.８０４２０    ４６.５
［２］      １５.９５７０    ４.８７８０
［３］      ３４.０８４０    １.５０００    １.６９３５０    ５３.２
［４］      １６.６２１０  ２１.７５３０
［５］    １４７.１３１０    ２.５０００    １.６４７６９    ３３.８
［６］     -１２.４９４０    ０.８５００    １.８０４２０    ４６.５
［７］      ３２.７５００    ０.５４６０
［８］     -２９.０３８０    １.６６８０    １.４８７４９    ７０.４
［９］     -１２.１５２０    ３.７４７０
［１０］  １２４.９５７０    ２.９７７０    １.６７２７０    ３２.２
［１１］     -６０４２０     ０.８５００    １.７７２５０    ４９.６
［１２］  １０２.２５００    １.７１８０
［１３］    ５９.６２２０    １.９４００    １.４８７４９    ７０.４
［１４］   -９１.８８７０    ７.１２００
［１５］１９３６.６１２０    ５.４０３０    １.４８７４９    ７０.２
［１６］   -１５.８０３０    ０.１０００    １.５１８４０    ５２.１
［１７］   -１４.５０６０    ０.１５００
［１８］  ４７５.６９００    ０.８５００    １.８４６６６    ２３.８
［１９］    ２０.８８８０    ８.６１６０    １.４９７００    ８１.６
［２０］  -２０.８８８０
ｒ３
Ａ４＝４.２９４３３４６×１０−５
Ａ６＝-１.７０３２１３４×１０−７
Ａ８＝１.８２８９４９９×１０−９
Ａ１０＝-８.１１４２２７２×１０−１２
Ａ１２＝１.６６５９２９０×１０−１４
ｒ１７
Ａ４＝３.８２１８４６３×１０−５
Ａ６＝２.６９４６８３５×１０−８
Ａ８＝５.７００４８３３×１０−１０
Ａ１０＝-１.４１００２７３×１０−１２
【実施例２】
【００１６】
（全体諸元）
ｆ＝１０.３０
ｆＮＯ＝３.８８
２ω＝１１０.６°
（レンズ諸元）
番号       ｒ              ｄ              ｎ              ｖ
［１］     ３４.７０５０      １.８０００    １.７７２５０    ４９.６
［２］      １９４６４０      ３.４４４０
［３］     ２２.７１３０      １.５０００    １.７７２５０    ４９.６
［４］     １６.３６８３      ５.３４２０
［５］     ４１.０１５０      １.３０００    １.７４３３０    ４９.３
［６］     １９.２７５０    ２３.５８１０
［７］   １０２.０７３０      ２.７８６０    １.５８１４４    ４０.９
［８］    -１７.７３６０      ０.８５００    １.８０４２０    ４６.５
［９］     ７２.２５３０      ０.８２８０
［１０］   -２２.１７００     １.６７２０    １.４８７４９    ７０.４
［１１］   -１３.１７９０     ４.１８６０
［１２］    ３０.３８５０     ３.６９８０      １.６９９５    ３０.０
［１３］     -７.３６１０     ０.８５００    １.８０４２０    ４６.５
［１４］    ２３.１８７０     １.５４２０
［１５］    ２６.２１５０     １.８４００    １.４８７４９    ７０.４
［１６］ -１０５.４２８０     ９.２８５０
［１７］           ０.０      ４.６３８０    １.４８７４９    ７０.４
［１８］   -１６.９６８０     ０.１０００    １.５１８４０    ５２.１
［１９］   -１５.９７４０     ０.１５００
［２０］１０００.００００     ０.８５００    １.８４６６６    ２３.８
［２１］    ２１.０６９０     ８.０２６０    １.４９７００    ８１.６
［２２］   -２１.０６９０
（非球面係数）
ｒ５
Ａ４＝３.３７２７６７５×１０−５
Ａ６＝-６.７２０６１３９×１０−８
Ａ８＝８.６１１２６８４×１０−１０
Ａ１０＝-４.１０３２４９３×１０−１２
Ａ１２＝９.５０７６２９６×１０−１５
ｒ１９
Ａ４＝３.１０３７１０１×１０−５
Ａ６＝３.５３５６８１４×１０−８
Ａ８＝-２.１３５６４０９×１０−１０
Ａ１０＝２.３７３１５１９×１０−１２
【００１７】
実施例に対する本発明の各条件式の値は、以下の通りである。
条件式                実施例１    実施例２
（１）ｆ１／ｆ                    １.５６７      １.８０８
（２）ｄ２                      ２１.７５３    ２３.５８１
０.５×（ｒ２×ｈ２）／ｆ  １０.４７３    １２.７５３
２.０×（ｒ２×ｈ２）／ｆ  ４１.８９１    ５１.０１３
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１の構成図である。
【図２】実施例１の諸収差図である。
【図３】実施例２の構成図である。
【図４】実施例２の諸収差図である。
【符号の説明】
【００１９】
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｌ１ レンズユニット
Ｌ２ 負メニスカスレンズ
Ｌ３ 接合レンズ
Ｌ４ レンズユニット
Ｇ２ 第２レンズ群
【図１】
2005173276.tif 000004
【図２】
2005173276.tif 000005
【図３】
2005173276.tif 000006
【図４】
2005173276.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成16年3月30日(2004.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2005173276.tif 000008
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2005173276.tif 000009