(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高性能インナーフォーカス方式の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は物体側より順に負の屈折力を持つ第1Aレンズ群Ｇ１Ａ、負の屈折力を持つ第1Bレンズ群Ｇ１Ｂを含む構成とし、フォーカシングの際、第1Bレンズ群Ｇ１Ｂ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
2005173275.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負の屈折力を持つ第１Ａレンズ群、負の屈折力を持つ第１Ｂレンズ群で構成され、フォーカシングの際、第１Ｂ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）１.２＜ｆ１Ａ／ｆ１Ｂ＜２.４
但し、
ｆ：全光学系の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ１Ａ：第１Ａレンズ群の焦点距離
ｆ１Ｂ：第１Ｂレンズ群の焦点距離
【請求項２】
前記第１Ａレンズ群は、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され、前記第１Ｂレンズ群は、物体側から順に、非球面を用いた物体側に凸面のパワーを持つ負メニスカスレンズＬ１Ｂ、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Ｌ２Ｂ、全体として正のパワーを持つレンズユニットＬ３Ｂを持ち下記の条件式を満足することを特徴とする請求項１記載の超広角レンズ。
（３）０.５×（ｒ１Ｂ×ｈ１Ｂ）／ｆ＜ｄ１Ｂ＜２.０×（ｒ１Ｂ×ｈ１Ｂ）／ｆ
但し、
ｄ１Ｂ：第１Ｂレンズ群Ｌ１Ｂ第２面からＬ２Ｂ第１面までの距離
ｒ１Ｂ：第１Ｂレンズ群Ｌ１Ｂ第２面の曲率半径
ｈ１Ｂ：第１Ｂレンズ群Ｌ１Ｂ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号公報のような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】特開昭６２−５０８０８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、量産性の低下という問題がある。
【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、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。そして、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。また、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インナーフォーカス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高性能インナーフォーカス方式の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負の屈折力を持つ第１Ａレンズ群、負の屈折力を持つ第１Ｂレンズ群で構成され、フォーカシングの際、第１Ｂ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）１.２＜ｆ１Ａ／ｆ１Ｂ＜２.４
但し、
ｆ：全光学系の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ１Ａ：第１Ａレンズ群の焦点距離
ｆ１Ｂ：第１Ｂレンズ群の焦点距離
【０００９】
さらに、前記第１Ａレンズ群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され、前記第１Ｂレンズ群は、物体側から順に、非球面を用いた物体側に凸面のパワーを持つ負メニスカスレンズＬ１Ｂ、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Ｌ２Ｂ、全体として正のパワーを持つレンズユニットＬ３Ｂを持ち下記の条件式を満足させる。
（３）０.５×（ｒ１Ｂ×ｈ１Ｂ）／ｆ＜ｄ１Ｂ＜２.０×（ｒ１Ｂ×ｈ１Ｂ）／ｆ
但し、
ｄ１Ｂ：第１Ｂレンズ群Ｌ１Ｂの第２面からＬ２Ｂ第１面までの距離
ｒ１Ｂ：第１Ｂレンズ群Ｌ１Ｂ第２面の曲率半径
ｈ１Ｂ：第１Ｂレンズ群Ｌ１Ｂ第２面の光軸からの光線高
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、負の屈折力を持つ第１レンズ群、正の屈折力を持つ第２レンズ群を有し、第１レンズ群を負の屈折力を持つ第１Ａレンズ群、第１Ｂレンズ群と分割し、比較的コンパクトな第１Ｂレンズ群のみを物体側に移動してフォーカシングを行うインナーフォーカス方式を採用しているので、フォーカスの際、超広角レンズの第１レンズのような大きく重いレンズ群を移動させる必要が無く、迅速なフォーカシングが可能になるという効果がある。また超広角レンズの第１レンズ群は、負の屈折力が大きくなる傾向にあり、第１レンズ群内のパワー配置を適切に分割することで、フォーカシングによる収差変動を抑えることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明における第１Ａレンズ群Ｇ１Ａ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。また前記負メニスカスレンズを複数に分割することで、第１Ａレンズ群Ｇ１Ａの屈折力をより大きくすることが出来るので、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの有効径を小さくすることができる。第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂは、物体側から順に、物体側に凸面のパワーを持つ非球面を用いた負メニスカスレンズＬ１Ｂ、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Ｌ２Ｂ、全体として正のパワーを持つレンズユニットＬ３Ｂで構成される。
【００１２】
条件式（１）は、全系の焦点距離ｆと第１レンズ群の焦点距離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。
【００１３】
条件式（２）は、第１Ａレンズ群Ｇ１Ａの焦点距離ｆ１Ａと第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの焦点距離ｆ１Ｂとの比を規定したものである。条件式（２）の下限を超えると第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの焦点距離ｆ１Ｂが長くなり、フォーカス移動量が大きくなるので、第１レンズ群Ｇ１ユニットが大口径化し、レンズ重量が増えるので、レンズ全系のコンパクト化ができない。条件式（２）の上限を超えると第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの焦点距離ｆ１Ｂが短くなるので、フォーカシングに伴う球面収差、非点収差の収差変動を補正することが困難になる。
【００１４】
条件式（３）は、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの負メニスカスレンズＬ１Ｂ第２面から接合レンズＬ２Ｂ第１面までの距離と、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの負メニスカスレンズＬ１Ｂ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（３）の下限を超えると、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの負メニスカスレンズＬ１Ｂ第２面から接合レンズＬ２Ｂ第１面までの距離が近くなりすぎ、負メニスカスレンズＬ１Ｂ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（３）の上限を超えると、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの負メニスカスレンズＬ１Ｂ第２面から接合レンズＬ２Ｂ第１面までの距離が広がり、第１Ａレンズ群Ｇ１Ａ及び、第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂの負メニスカスレンズＬ１Ｂ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ることが問題である。
【００１５】
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で、フォーカシングによる収差変動の少ない高性能インナーフォーカス方式のレンズシステムで構成することができる。
【００１６】
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】
2005173275.tif 000003
の式で表される。
【実施例１】
【００１７】
（全体諸元）
ｆ＝１０.３０ｍｍ
ｆＮＯ＝３.９２
２ω＝１１０.６°
（レンズ諸元）
番号        ｒ                ｄ              ｎ           ｖ
［１］     ３６.１８００      １.８０００    １.８３４８１    ４２.７
［２］     １８.７４００    １２.５０００
［３］     ３２.６２００      １.５０００    １.７４３３０    ４９.３
［４］     １５.３５００    ２２.６３００
［５］    -５９.９２００      ２.５３００    １.６７２７０    ３２.２
［６］    -１１.９９００      ０.８５００    １.７７２５０    ４９.６
［７］     ８８.７２００      ０.４９００
［８］    -３６.８６００      １.６６００    １.４８７４９    ７０.４
［９］    -１５.３５００      ３.５４００
［１０］   ６０.５４００      ３.７５００    １.６７２７０    ３２.２
［１１］    -６.８１００      ０.８５００    １.７７２５０    ４９.６
［１２］   ６３.４８００      １.４５００
［１３］   ４７.００００      ２.２６００    １.４８７４９    ７０.４
［１４］  -４７.００００      ７.６７００
［１５］-９３３.８４００      ４.７１００    １.４８７４９    ７０.４
［１６］  -１７.２９００      ０.１０００    １.５１８４０    ５２.１
［１７］  -１５.９８００      ０.１５００
［１８］-７８９.１３００      ０.８５００    １.８４６６６    ２３.８
［１９］   ２０.０１００      ８.５１００    １.４９７００    ８１.６
［２０］  -２０.０１００
ｒ３
Ａ４＝３.６４４９１０８×１０−５
Ａ６＝-４.３５６７９７１×１０−８
Ａ８＝７.９１２１６９８×１０−１０
Ａ１０＝-３.９４８４８４８×１０−１２
Ａ１２＝１.０７１８６６８×１０−１４
ｒ１７
Ａ４＝３.６２６３８０８×１０−５
Ａ６＝-２.８７１８６４２×１０−８
Ａ８＝６.８１３４４６４×１０−１０
Ａ１０＝-３.７９８９１５７×１０−１２
【実施例２】
【００１８】
（全体諸元）
ｆ＝１０.３１ｍｍ
ｆＮＯ＝３.９３
２ω＝１１０.４°
（レンズ諸元）
番号         ｒ            ｄ              ｎ              ｖ
［１］      ３２.０７００    １.８０００   １.７７２５０    ４９.６
［２］      ２１.９２００    ３.２９０９
［３］      ２５.５９００    １.５０００   １.７７２５０    ４９.６
［４］      １７.７５００  １１.５０００
［５］       ３３.２６００    １.３０００  １.７４３３０    ４９.３
［６］       １４.８９００  ２０.８８００
［７］     １６５.５４００    ３.１８００  １.５８１４４    ４０.９
［８]       -１１.３５００    ０.８５００  １.８０４２０    ４６.５
［９］       ７４.１７００    ０.７５００
［１０］    -１８.３０００    １.５６００  １.４８７４９    ７０.４
［１１］    -１１.２８００    ３.６３００
［１２］    -４１.６６００    ３.７０００  １.６９８９５    ３０.０
［１３］       ７.７２００    ０.８５００  １.８０４２０    ４６.５
［１４］     ４９.６０００    １.３５００
［１５］     ２７.９６００    ２.２８００  １.４８７４９    ７０.４
［１６］  -１１７.１５００    ９.３５００
［１７］   ２７６.９１００    ４.２４００  １.４８７４９    ７０.４
［１８］    -１９.９９００    ０.１０００  １.５１８４０    ５２.１
［１９］    -１８.０６００    ０.１５００
［２０］-１０００.００００    ０.８５００  １.８４６６６    ２３.８
［２１］     ２０.６６００    ７.７９００  １.４９７００    ８１.６
［２２］    -２０.６６００
（非球面係数）
ｒ５
Ａ４＝３.７６９４３４２×１０−５
Ａ６＝５.１７０３００４×１０−８
Ａ８＝-８.９４２３５１４×１０−１０
Ａ１０＝２.１０５４１７９×１０−１２
Ａ１２＝５.９２２２４７６×１０−１４
ｒ１９
Ａ４＝３.５０９５５０９×１０−５
Ａ６＝-３.５８１１１６０×１０−８
Ａ８＝２.９６１８１００×１０−１０
Ａ１０＝-１.４１４４８２３×１０−１２
【００１９】
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                    -１.４３      -１.３２
（２）ｆ１Ａ／ｆ１Ｂ                  １.７３      １.６２
（３）ｄ１Ｂ                      ２２.６３    ２０.８８
０.５×（ｒ１ｂ×ｈ１ｂ）／ｆ  ９.３７       ８.６１
２.０×（ｒ１ｂ×ｈ１ｂ）／ｆ  ３７.４７     ３４.４３
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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】
【００２１】
Ｇ１  第１レンズ群
Ｇ２  第２レンズ群
Ｇ１Ａ  第１Ａレンズ群
Ｇ１Ｂ  第１Ｂレンズ群
Ｌ１Ｂ  負メニスカスレンズ
Ｌ２Ｂ  接合レンズ
Ｌ３Ｂ  レンズユニット
【図１】
2005173275.tif 000004
【図２】
2005173275.tif 000005
【図３】
2005173275.tif 000006
【図４】
2005173275.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】
2005173275.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】
2005173275.tif 000009