(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を有する撮像装置に用いられる光学系であって、前記光学系は最も物体側に負レンズを有し、前記光学系の全画角を２ω（度）とするとき、
８０度＜２ω
であり、前記負レンズの像側の面のレンズ開角をθ、前記負レンズの材料のｄ線に対する屈折率とアッベ数を各々Ｎｄｎ、νｄｎ、前記負レンズの材料のｇ線とＦ線に対する部分分散比をθｇＦｎとするとき、
０．２５＜ｔａｎθ／ｔａｎω＜１．２
Ｎｄｎ＞１．６５
θｇＦｎ−（０．６４３８−０．００１６８２×νｄｎ）＞０．０１
なる条件を満足することを特徴とする光学系。
【請求項２】
レンズ全長をＬとするとき、最も物体側の面から像側へ距離０．３Ｌまでの範囲内に、少なくとも１つの非球面を有することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
レンズ全長をＬとするとき、最も物体側の面から像側へ距離０．４Ｌまでの範囲内に少なくとも物体側の面が位置する正レンズを有し、該正レンズの材料のｄ線に対するアッベ数をνｄｐとするとき、
νｄｐ＜４５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学系。
【請求項４】
前記正レンズの材料のｇ線とＦ線に対する部分分散比をθｇＦｐとするとき、
θｇＦｐ−（０．６４３８−０．００１６８２×νｄｐ）＜０
なる条件を満足することを特徴とする請求項３に記載の光学系。
【請求項５】
前記光学系は、物体側から像側へ順に、負の屈折力の前群、開口絞り、正の屈折力の後群より成り、前記負レンズと前記正レンズはいずれも前記前群に含まれることを特徴とする請求項３又は４に記載の光学系。
【請求項６】
前記光学系は、最も物体側に負の屈折力の第１レンズ群が位置し、少なくとも２つのレンズ群が移動するズームレンズであり、前記レンズ全長Ｌは該ズームレンズの広角端におけるレンズ全長であることを特徴とする請求項３又は４に記載の光学系。
【請求項７】
前記負レンズと前記正レンズはいずれも前記第１レンズ群に含まれることを特徴とする請求項６に記載の光学系。
【請求項８】
前記第１レンズ群の像側には、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群が配置されており、ズーミングに際して前記第２、第３、第４レンズ群が移動することを特徴とする請求項６に記載の光学系。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の光学系を有することを特徴とする光学機器。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学系と、該光学系からの光を受光する撮像素子を有することを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学系に関し、例えば銀塩フィルム用カメラ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、デジタルビデオカメラ、望遠鏡、双眼鏡、プロジェクター、複写機等の光学機器に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやビデオカメラ、そしてプロジェクター等の光学機器に用いられる光学系は、広画角であること、そして得られる像（プロジェクターのときは投射像、以下同じ）に歪みがない高画質の像であることが求められている。
【０００３】
物体側の広範囲の像を歪みのない自然な状態で得るのに好適な光学系として、広画角レンズが知られている。広画角レンズとして、像高をＹ’、広画角レンズ（光学系）の焦点距離をｆ、全画角（物体を見込む角度）を２ωとしたとき
Ｙ’＝ｆ・ｔａｎω
の関係を満たす、所謂通常射影方式の広画角レンズが知られている。
【０００４】
通常広画角レンズでは、広画角化を効果的に達成するために、拡大共役側に負のパワー（屈折力）の強い負レンズ又は負レンズ群（以下、単に「負レンズ」という。）を配置している。このとき、より広画角のレンズ系を得る際には、該負レンズの負のパワーをより強くする必要がある。
【０００５】
一般に負レンズのパワーが強くなるにつれ、負の歪曲（歪曲収差）が多く発生し、画面の周辺の画像に歪みが多く発生し、
Ｙ’＝ｆ・ｔａｎω
の関係を満たすことが困難になってくる。
【０００６】
そのためには最も拡大共役側に拡大共役側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧＮを配置するのが良い。これによれば、周辺光束（周辺画角の光束）を各面の法線に近い角度で入射させることができて、歪曲の発生を抑えることが容易となる。
【０００７】
従来よりこのような構成を有する広画角の光学系がられている（特許文献１〜４）。
【０００８】
一般に、画角が大きい程、負レンズＧＮのレンズ開角が大きくなり易い。
【０００９】
特許文献３、４は全画角２ωが８０°を超える超広画角レンズであるが、このときの負レンズＧＮはレンズ開角が極めて大きい形状になっている。
【００１０】
レンズ開角が大きくなり、レンズ形状が半球形状（θ＝90°）に近くなる程、レンズ面の研磨精度が低下している。又、反射防止用の蒸着膜が面の周辺で均一に塗布されずに膜特性が著しく劣化し、ゴースト光が発生する原因となってくる。
【００１１】
これに対して、最も拡大共役側の負レンズの近傍に非球面を配置し、歪曲を良好に補正するとともに負レンズのレンズ開角を広画角の割にやや緩くした構成の広画角の光学系が知られている（特許文献５、６）。
【特許文献１】特開２０００−１４７３７３号公報
【特許文献２】特開２００３−２１５４４８号公報
【特許文献３】特開２００７−０９４１７４号公報
【特許文献４】特開２００５−１７３２７５号公報
【特許文献５】特開２００１−１５９７３２号公報
【特許文献６】特開２００３−０４３３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
光学系の画角を拡大していくと、最も拡大共役側の負レンズの縮小共役側の面のレンズ開角が大きくなってくる。
【００１３】
このとき、負レンズの縮小共役側の面のレンズ開角を小さくしようとすると（縮めようとすると）、短波長側での倍率色収差が多く発生してくる。
【００１４】
例えば広画角レンズは、多くの場合、最も拡大共役側の負レンズ（第１負レンズ）で画角を効果的に得る反面、強い負のパワー（屈折力）で１次の倍率色収差の過補正を防ぐため、負レンズに高屈折率かつ低分散の材料を使用している。
【００１５】
現在、多くの光学材料で高屈折率、低分散の材料は、２次分散（短波長領域の分散）が小さい。
【００１６】
以上の理由により、該負レンズの縮小共役側の面のレンズ開角を緩めた場合、該負レンズの拡大共役側の面での屈折力が強くなり、拡大共役側の面において短波長側の倍率色収差が多く発生してくる。
【００１７】
このため、例えば画角８０度以上の広画角レンズにおいては、負レンズの縮小共役側の面のレンズ開角を小さくしつつ、広い波長域にわたり倍率色収差を補正するのが大変困難であった。
【００１８】
以上のことから、現在広画角レンズにおいては、最も拡大共役側の負レンズの縮小共役側の面のレンズ開角を小さくしつつ、歪曲と短波長側の倍率色収差を良好に、補正することが大きな課題となっている。
【００１９】
本発明では、歪曲と可視光領域での倍率色収差を良好に補正しつつ、最も拡大共役側に配置される負レンズの縮小共役側の面のレンズ開角を抑えた光学系の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の光学系は、撮像素子を有する撮像装置に用いられる光学系であって、前記光学系は最も物体側に負レンズを有し、前記光学系の全画角を２ω（度）とするとき、
８０度＜２ω
であり、前記負レンズの像側の面のレンズ開角をθ、前記負レンズの材料のｄ線に対する屈折率とアッベ数を各々Ｎｄｎ、νｄｎ、前記負レンズの材料のｇ線とＦ線に対する部分分散比をθｇＦｎとするとき、
０．２５＜ｔａｎθ／ｔａｎω＜１．２
Ｎｄｎ＞１．６５
θｇＦｎ−（０．６４３８−０．００１６８２×νｄｎ）＞０．０１
なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、撮影画角２ωが８０°を超える広画角でありながら、歪曲と全可視光領域での倍率色収差を良好に補正しつつ、最も拡大共役側に配置される負レンズの縮小共役側の面のレンズ開角を十分に抑えた、光学系を得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の光学系及びそれを有する光学機器（主に撮像装置）の実施例について説明する。
【００２３】
本発明の光学系は、撮像素子を有する撮像装置に用いられるレトロフォーカス型の広画角レンズや広画角ズームレンズである。光学系がズームレンズのときは広角端において全系がレトロフォーカス型となっている。
【００２４】
光学系は最も拡大共役側に負レンズを有している。又、光学系は全画角を２ω（度）とするとき（光学系がズームレンズのときは広角端における全画角である。）
８０度＜２ω
である。
【００２５】
尚、本明細書で拡大共役側と縮小共役側とはそれぞれ、カメラ用の撮影レンズでは物体側と撮像素子またはフィルム側をいう。また、液晶プロジェクター用の投影レンズではスクリーン側と液晶パネル側をいう。
【００２６】
図１は本発明の実施例１の光学系が広画角レンズのときのレンズ断面図、図２は実施例１の物体距離無限遠のときの収差図である。
【００２７】
図３は本発明の実施例２の光学系が広画角レンズのときのレンズ断面図、図４は実施例２の物体距離無限遠のときの収差図である。
【００２８】
図５は本発明の実施例３の光学系が広画角レンズのときのレンズ断面図、図６は実施例３の物体距離無限遠のときの収差図である。
【００２９】
図７（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例４の光学系がズームレンズのときの広角端（短焦点距離端）と望遠端（長焦点距離端）におけるレンズ断面図である。
【００３０】
図８、図９はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端と望遠端における物体距離無限遠のときの収差図である。
【００３１】
図１０（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例５の光学系がズームレンズのときの広角端と望遠端におけるレンズ断面図である。
【００３２】
図１１、図１２はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端と望遠端における物体距離無限遠のときの収差図である。
【００３３】
図１３は本発明の光学系を備えるデジタルカメラ（光学機器）の要部概略図である。
【００３４】
各実施例の光学系は、デジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器に用いられる撮影レンズ系である。レンズ断面図において、左方が拡大共役側（物体側）（前方）で右方が縮小共役側（像側）（後方）である。
【００３５】
光学系をプロジェクターに用いるときは左方がスクリーン側、右方が被投射画像側となる。レンズ断面図において、ＬＡは光学系である。
【００３６】
図１、図３、図５の光学系は単一焦点距離の広画角レンズである。図１、図３、図５においてＬＦは負の屈折力の前群、ＳＰは開口絞り、ＬＲは正の屈折力の後群である。
【００３７】
図７、図１０の光学系は広画角のズームレンズである。図７、図１０のズームレンズＬＡにおいて、Ｌ１は負の屈折力の（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、ＳＰは開口絞り、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群である。
【００３８】
広角端から望遠端へのズーミングに際しては矢印の如く該第２、第３、第４レンズ群Ｌ２〜Ｌ４が移動している。
【００３９】
ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。Ｇ１〜Ｇ５は物体側から数えたレンズを示している。
【００４０】
それぞれの収差図は、左から順に、球面収差（Ｓｐｈ）、非点収差（Ａｓ）、歪曲（Ｄｓｔ）、倍率色収差（Ｃｈｒｏ）を表している。
【００４１】
球面収差と倍率色収差を示す図において、実線はｄ線（５８７．６ｎｍ）、１点鎖線はＣ線（６５６．３ｎｍ）、粗い破線はＦ線（４８６．１ｎｍ）、細かい破線はｇ線（４３５．８ｎｍ）を表している。
【００４２】
また、非点収差を示す図において、実線はｄ線のサジタル方向ΔＳ、破線はｄ線のメリディオナル方向ΔＭを表している。
【００４３】
また、歪曲を示す図は、ｄ線における歪曲を表している。ＦｎｏはＦナンバー、Ｙは像高である。
【００４４】
各実施例の光学系ＬＡでは最も拡大共役側に負レンズＧｎを有している。各実施例ではレンズＧ１に相当している。
【００４５】
負レンズＧｎの縮小共役側の面のレンズ開角をθとする。負レンズＧｎの材料のｄ線に対する屈折率とアッベ数を各々Ｎｄｎ、νｄｎとする。負レンズＧｎの材料のｇ線とＦ線に対する部分分散比をθｇＦｎとする。このとき
０．２５＜ｔａｎθ／ｔａｎω＜１．２ ‥‥‥（１）
Ｎｄｎ＞１．６５ ‥‥‥（２）
θｇＦｎ−（０．６４３８−０．００１６８２×νｄｎ）＞０．０１‥‥‥（３）
なる条件を満足している。
【００４６】
又、ここで用いる材料（光学材料）のアッベ数と部分分散比は次のとおりである。
【００４７】
今、フラウンフォーファー線のｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、Ｎｃとする。このとき、アッベ数νｄ、部分分散比θｇＦの定義は一般に用いられるものと同じであり、
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−Ｎｃ）
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−Ｎｃ）
である。
【００４８】
尚、半画角ωは光学系の焦点距離をｆ、像高をＹ’とするとき
Ｙ’＝ｆ・ｔａｎω
で定義されるものである。
【００４９】
レンズ開角θの定義は図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すとおりである。
【００５０】
図１４（Ａ）、（Ｂ）はレンズ開角の説明図である。
【００５１】
図１４（Ａ）はレンズ面ＧＲが球面の場合のレンズ開角θの説明図である。
【００５２】
レンズ面ＧＲの有効径をＲとする。レンズ面ＧＲの曲率半径をｒとする。
【００５３】
このときレンズ開角θはレンズ面ＧＲの有効部最周部Ｇｂからの面法線と光軸Ｌａとのなす角θである。
【００５４】
即ち、
θ＝ｓｉｎ−１（Ｒ／２ｒ）
である。
【００５５】
図１４（Ｂ）はレンズ面ＧＲが非球面の場合のレンズ開角θの説明図である。このときレンズ開角θはレンズ面ＧＲの有効部内の任意の点Ｇａからの面法線と光軸Ｌａとのなす角のうち最大の角度θｍａｘをいう。
【００５６】
レンズ開角が大きい程、面の曲率が急峻であることを意味している。
【００５７】
各実施例において、パワーの十分弱いレンズ（レンズ全系の焦点距離の５０倍以上のレンズ）が最も拡大共役側に配置された場合、これらのレンズは実質的にレンズ系での諸収差にあまり影響を及ぼさない。このため、拡大共役側にパワーの弱いレンズが位置するときは、これらのレンズは無視し、これらのレンズよりも縮小共役側のレンズを、ここでは最も拡大共役側のレンズと見なしている。
【００５８】
負レンズＧｎは、周辺光束を各面の法線方向から通すことで、歪曲の発生を極力防ぐために、拡大共役側の面が凸でメニスカス形状である。
【００５９】
負レンズＧｎは、条件式（１）を満たすことにより、レンズ開角を画角に対して十分に抑えた形状になっている。
【００６０】
このとき、条件式（１）の数値範囲は、より好ましくは以下の数値範囲を満たすのが良い。
【００６１】
０．７５＜ｔａｎθ／ｔａｎω＜１．２    ‥‥‥（１ａ）
負レンズＧｎは、条件式（２）を満たすことにより、レンズ開角を抑えつつ、広画角を達成するためのパワーを効果的に得ている。
【００６２】
この時、条件式（２）の数値は、より好ましくは以下の数値とするのが良い。
【００６３】
Ｎｄｎ  ＞  １．７５    ‥‥‥（２ａ）
負レンズＧｎに、条件式（３）を満たす２次分散の大きい材料を使用することにより、短波長側の倍率色収差を効果的に補正している。
【００６６】
前記負レンズＧｎは、条件式（１）の上限を逸脱すると、レンズ開角が大きくなり、研磨精度や反射防止膜の均一性を損なうので良くない。
【００６７】
また、条件式（１）の下限を逸脱すると、周辺光束と面法線のなす角が大きくなり過ぎ、歪曲と１次の倍率色収差の補正が過多になってしまう。
【００６８】
条件式（２）の下限を逸脱すると、負レンズＧｎのパワーが不足し、広画角を効率的に得るのが難しくなる。
【００６９】
また、ここで、条件式（２）の値は、２.０より小さい、より好ましくは１.９２（差に好ましくは１.８５）より小さいことが望ましい。
【００７０】
条件式（３）の下限を逸脱すると、短波長側の倍率色収差の補正が不足し、色滲みが発生し、画像の品位が低下してくる。
【００７１】
また、ここで、条件式（３）の値は、０.３より小さい、より好ましくは０.１（更には０.０２５）より小さいことが望ましい。
【００７２】
以下に、更に好ましい条件として、付加的な構成要素の特徴について示す。
【００７３】
これらは必ずしも必須と言う訳ではなく、以下の条件を満たしていれば、更に好ましい広画角レンズ、又は広画角のズームレンズとなり得るために必要な条件である。
【００７４】
レンズ全長をＬとするとき、最も拡大共役側の面から縮小共役側へ距離０．３Ｌの範囲内に、少なくとも１つの非球面を有するのが良い。
【００７５】
ここでレンズ全長Ｌとは最も拡大共役側の第１レンズ面から最終レンズ面までの距離である。光学系がズームレンズのときは広角端において、第１レンズ面から最終レンズ面までの距離である。
【００７６】
それによれば、歪曲を効果的に補正し、Ｙ’＝ｆ・ｔａｎωを良好に保ちつつ、負レンズＧｎのレンズ開角を十分に抑えることが出来る。
【００７７】
ここで最も拡大共役側より縮小共役側へ距離０．３Ｌの範囲内とは、瞳近軸光線の入射高
【００７８】
【数１】
0005207761.tif 000002
【００７９】
が大きい位置であることと等価である。これにより、最も拡大共役側の負レンズＧｎのレンズ開角を抑えることにより発生した歪曲を非球面により効果的に補正することが容易となる。
【００８０】
該非球面の位置が距離０．３Ｌを超えると、非球面位置での瞳近軸光線の入射高
【００８１】
【数２】
0005207761.tif 000003
【００８２】
が不十分になり、歪曲の補正を良好に行うのが難しくなる。
【００８３】
また、各実施例においては、最も拡大共役側の面から縮小共役側へ距離０．４Ｌの範囲内に、少なくとも拡大共役側の面が位置する正レンズＧｐを有し、かつ正レンズＧｐの材料が以下の条件式（４）を満足するのが良い。
【００８４】
νｄｐ＜４５    ‥‥‥（４）
ここで、νｄｐは正レンズＧｐの材料のｄ線に対するアッベ数である。
【００８５】
負レンズＧｎに、条件式（２）、（３）を満たす材料を使用しているが、これらの条件を満たし、使用可能な光学材料は高分散材料が多い。
【００８６】
そのため、負レンズＧｎでは１次の倍率色収差が補正過剰となるが、このとき、正レンズＧｐに条件式（４）を満足する材料を使用することで、１次の倍率色収差を効果的に補正するのが容易となる。
【００８７】
このとき、条件式（４）は、より好ましくは以下の数値条件を満たすと良い。
【００８８】
νｄｐ＜４２    ‥‥‥（４ａ）
ここで、更に好ましくはνｄｐが３３.０（更には３７.０）より大きいことが望ましく、また４１.０より小さいことが望ましい。
【００８９】
条件式（４）の上限を逸脱すると、１次の倍率色収差を発生させるために、複数の正レンズを使用する必要が生じ、好ましくない。
【００９０】
また、各実施例の光学系では、正レンズＧｐが以下の条件式（５）を満足するのが、より好ましい。
【００９１】
θｇＦｐ−（０．６４３８−０．００１６８２×νｄｐ）＜０  ‥‥‥（５）
ここで、θｇＦｐは正レンズＧｐの材料のｇ線とＦ線に対する部分分散比である。
【００９２】
以上の条件によると、短波長側の倍率色収差を効率良く補正することが容易となる。
【００９３】
このとき、条件式（５）の数値は、より好ましくは以下の値とするのが良い。
【００９４】
θｇＦｐ−（０．６４３８−０．００１６８２×νｄｐ）＜−０．００２‥‥（５ａ）
また、この条件式（５）の値は、−０.００３より小さいことが望ましく、更には、−０.０１（更には−０.００５）より大きいことが望ましい。
【００９５】
条件式（５）の上限を逸脱すると、正レンズＧｐでの２次分散が過剰になり、短波長側の倍率色収差を良好に補正するのが困難になる。
【００９６】
図１、図３、図５の実施例１〜３の光学系は、物体側から像側へ順に負の屈折力の前群ＬＦ、開口絞りＳＰ、正の屈折力の後群ＬＲより成る。この光学系ＬＡでは負レンズＧｎと正レンズＧｐはいずれも前群ＬＦに含まれている。
【００９７】
又、図７、図１０の実施例４、５の光学系は、最も拡大共役側に負の屈折力の第１レンズ群が位置する全体として複数のレンズ群を有し、これらのうち少なくとも２つのレンズ群が移動している。このズームレンズにおけるより好ましい条件は、負レンズＧｎと正レンズＧｐが、いずれも第１レンズ群Ｌ１中に含まれることである。
【００９８】
次に各実施例の光学系の具体的なレンズ構成の特徴について説明する。
【００９９】
まず、図１、図３、図５の実施例１、２、３の光学系が単一焦点距離の広画角レンズから成る場合について説明する。
【実施例１】
【０１００】
実施例１の光学系は、拡大共役側より縮小共役側へ順に、拡大共役側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１、拡大共役側が凸形状で縮小共役側の面が非球面形状で、かつメニスカス形状の負レンズＧ２、両凸形状の正レンズＧ３を含んでいる。
【０１０１】
負レンズＧ１（負レンズＧｎ）は、条件式（１）、（２）を満たしており、全画角２ωが１１４．４°の超広画角にも関わらず、十分にレンズ開角を抑えたレンズ形状になっている。
【０１０２】
この時、負レンズＧ１の拡大共役側の面が強い正の屈折力を持つため、条件式（３）を満たす材料を使用することで、短波長側の倍率色収差を効果的に補正している。
【０１０３】
負レンズＧ２の縮小共役側の面は非球面形状であり、かつ該非球面の位置は、レンズ全長をＬとするときレンズ系全体の最も拡大共役側の面より縮小共役側へ距離０．１６７Ｌの位置にある。
【０１０４】
それにより、瞳近軸光線の入射高
【０１０５】
【数３】
0005207761.tif 000004
【０１０６】
の大きい位置で歪曲を効果的に補正している。
【０１０７】
両凸形状の正レンズＧ３（正レンズＧｐ）は、その拡大共役側の面が、レンズ系の最も拡大共役側の面より縮小共役側へ距離０．２６５Ｌの位置にあり、かつ条件式（４）、（５）を満たしている。
【０１０８】
それにより、軸外主光線の入射高の大きい位置で、負レンズＧ１で補正過剰になった１次の倍率色収差を効果的に発生させると共に、短波長側の倍率色収差の発生を軽減している。
【実施例２】
【０１０９】
実施例２の光学系は、拡大共役側より縮小共役側へ順に、拡大共役側の面が凸でメニスカス形状の２つの負レンズＧ１、Ｇ２を含んでいる。更に拡大共役側の面が凸形状で縮小共役側の面が非球面形状で、かつメニスカス形状の負レンズＧ３、両凸形状の正レンズＧ４と両凹形状の負レンズＧ５の接合レンズを含んでいる。
【０１１０】
負レンズＧ１（負レンズＧｎ）は、条件式（１）、（２）を満たしており、全画角２ωが１２５．８°の超広画角にも関わらず、十分にレンズ開角を抑えたレンズ形状をしている。
【０１１１】
また、負レンズＧ１に条件式（３）を満たす材料を使用することで、実施例１と同様、短波長側の倍率色収差を効果的に補正している。
【０１１２】
また、実施例２では実施例１に比べて画角が大きいため、負レンズＧ１の縮小共役側に更に負レンズＧ２を追加し、所定量の発散性（負）のパワー（屈折力）を負レンズＧ１と分担している。
【０１１３】
負レンズＧ３の縮小共役側の面は非球面形状であり、かつ該非球面の位置は、レンズ系の最も拡大共役側の面より縮小共役側へ距離０．２６３Ｌの位置である。
【０１１４】
それにより、実施例１の負レンズＧ２と同様の効果を得ている。
【０１１５】
両凸形状の正レンズＧ４（正レンズＧｐ）は、その拡大共役側の面が、レンズ系の最も拡大共役側の面より縮小共役側へ距離０．３５０Ｌの位置にあり、かつ条件式（４）、（５）を満たしている。
【０１１６】
それにより、実施例１の正レンズＧ３と同様の効果を得ている。
【実施例３】
【０１１７】
実施例３の光学系は、拡大共役側より縮小共役側へ順に、拡大共役側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１、拡大共役側の面が凸形状で縮小共役側の面が非球面形状で、かつメニスカス形状の負レンズＧ２を含んでいる。更に両凸形状のレンズＧ３、両凹形状のレンズＧ４を含んでいる。
【０１１８】
負レンズＧ１（負レンズＧｎ）は、条件式（１）、（２）を満たしており、全画角２ωが１１２．６°の超広画角にも関わらず、十分にレンズ開角を抑えたレンズ形状をしている。
【０１１９】
また、負レンズＧ１に条件式（３）を満たす材料を使用することで、実施例１と同様、短波長側の倍率色収差を補正している。
【０１２０】
負レンズＧ２の縮小共役側の面は非球面形状であり、かつ非球面の位置は、レンズ系の最も拡大共役側の面より縮小共役側へ距離０．１４６Ｌの位置であり、それにより、実施例１の負レンズＧ２と同様の効果を得ている。
【０１２１】
両凸形状の正レンズＧ３（正レンズＧｐ）は、その拡大共役側の面が、レンズ系の最も拡大共役側の面より縮小共役側へ距離０．２４４Ｌの位置にあり、かつ条件式（４）を満たしている。
【０１２２】
それにより、負レンズＧ１で補正過剰になった１次の倍率色収差を正レンズＧ３で効果的に発生させて倍率色収差をバランス良く補正している。
【０１２３】
次に図７、図１０の実施例４、５の光学系が広画角のズームレンズから成る場合について説明する。
【０１２４】
実施例４、５の広画角のズームレンズは、最も拡大共役側に配置される第１レンズ群Ｌ１のパワーが負である、ネガティブリード型のズームレンズである。
【０１２５】
一般的に、ポジティブリード型のズームレンズは、高変倍比化が容易である反面、広画角化には、第１レンズ群の有効径が巨大化する欠点がある。このためポジティブリード型は広角端の全画角２ωが８０°を超える広画角のズームレンズには適していない。
【０１２６】
より広画角域を有するズームレンズを得るためには、負の屈折力のレンズ群が先行する（拡大共役側に位置する）ネガティブリード型のズームレンズが好ましい。
【０１２７】
このとき、パワーが十分弱い単レンズ群（広角端の焦点距離の５０倍以上の焦点距離のレンズ群）が最も拡大共役側に配置される場合、これらのレンズ群は実質的にズームレンズ系での諸収差の補正効果を持たない。このため、拡大共役側にこれらのパワーの弱い単レンズ群が位置するときはこれらのレンズ群を無視し、これらのレンズ群よりも縮小共役側のレンズ郡をここでは最も拡大共役側のレンズ群と見なしている。
【０１２８】
そして、この広画角のズームレンズでは少なくとも広角端において、広画角レンズと同様の条件を満たすことを特徴としている。
【０１２９】
次に実施例４、５のズームレンズの具体的なレンズ構成について説明する。
【実施例４】
【０１３０】
実施例４の光学系は、拡大共役側より縮小共役側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４より構成される、ネガティブリード型のズームレンズである。
【０１３１】
また、第１レンズ群Ｌ１は、拡大共役側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１、拡大共役側の面が凸形状で縮小共役側の面が非球面形状で、かつメニスカス形状の負レンズＧ２、両凸形状の正レンズＧ３を含んでいる。
【０１３２】
負レンズＧ１（負レンズＧｎ）は、条件式（１）、（２）を満たしており、広角端において全画角２ωが１１５．６°の超広画角にも関わらず、十分に開角を抑えたレンズ形状をしている。
【０１３３】
また、負レンズＧ１に条件式（３）を満たす材料を使用することで、実施例１と同様、短波長側の倍率色収差を効果的に補正している。
【０１３４】
負レンズＧ２の縮小共役側の面は非球面形状であり、かつ非球面の位置は、広角端においてレンズ系の最も拡大共役側の面より縮小共役側へ距離０．０８５Ｌの位置であり、それにより、実施例１の負レンズＧ２と同様の効果を得ている。
【０１３５】
両凸形状の正レンズＧ３（正レンズＧｐ）は、その拡大共役側の面が、広角端において、レンズ系の最も拡大共役側の面より縮小共役側へ距離０．１５２Ｌの位置にあり、かつ条件式（４）、（５）を満たしている。
【０１３６】
それにより、実施例１の正レンズＧ３と同様の効果を得ている。
【実施例５】
【０１３７】
実施例５の光学系は、拡大共役側より縮小共役側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４より構成される、ネガティブリード型のズームレンズである。
【０１３８】
また、第１レンズ群Ｌ１は、拡大共役側の面が凸でメニスカス形状の負レンズＧ１、拡大共役側の面が凸形状で縮小共役側の面が非球面形状で、かつメニスカス形状の負レンズＧ２、両凸形状の正レンズＧ３を含んでいる。
【０１３９】
負レンズＧ１（負レンズＧｎ）は、条件式（１）、（２）を満たしており、広角端において全画角２ωが１１２．６°の超広画角にも関わらず、十分に開角を抑えたレンズ形状をしている。
【０１４０】
また、負レンズＧ１に条件式（３）を満たす材料を使用することで、実施例１と同様、短波長側の倍率色収差を効果的に補正している。
【０１４１】
負レンズＧ２の縮小共役側の面は非球面であり、かつ非球面の位置は、広角端において、レンズ系の最も拡大共役側の面より縮小共役側へ距離０．０９１Ｌの位置である。
【０１４２】
それにより、実施例１の負レンズＧ２と同様の効果を得ている。
【０１４３】
両凸形状のレンズＧ３（正レンズＧｐ）は、広角端において、その拡大共役側の面が、レンズ系の最も拡大共役側の面より縮小共役側へ距離０．１４８Ｌの位置にあり、かつ条件式（４）、（５）を満たしている。
【０１４４】
それにより、実施例１の正レンズＧ３と同様の効果を得ている。
【０１４５】
以上、本発明の光学系として好ましい広画角レンズ、及び広画角ズームレンズの実施例について説明したが、本発明の光学系はこれらの実施例のレンズ系に限定されない。その要旨の範囲内で種々の変形及び変更したレンズ系が適用可能である。
【０１４６】
次に各実施例に示した光学系を撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラの実施例を図１３を用いて説明する。
【０１４７】
図１３において、２０はカメラ本体である。２１は実施例１〜５で説明したいずれかの光学系によって構成された撮影光学系である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。
【０１４８】
２３は固体撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダである。
【０１４９】
このように本発明の光学系をデジタルスチルカメラに適用することにより、小型で高い光学性能を有する光学機器が実現できる。
【０１５０】
尚、本発明の光学系は画像投射装置（プロジェクター）の投射レンズとしても適用することができる。
【０１５１】
数値実施例１〜５に、この実施例１〜３の広画角レンズ、実施例４、５の広画角のズームレンズのレンズデータを示す。
【０１５２】
これらの数値実施例では、拡大共役側からの各面の順序、各光学面の曲率半径ｒ、各光学面の間隔ｄ、ｄ線における各光学部材の屈折率ｎｄとアッベ数νｄ、ｇ線とＦ線における各光学部材の部分分散量Ｘを示す。
【０１５３】
但し、Ｘ＝θｇＦ−（０．６４３８−０．００１６８２×νｄ）とする。また、「＊」が付された光学面は非球面形状である。
【０１５４】
非球面は、光軸に垂直な方向にＲ離れた位置での、光軸方向の面位置をＳａｇ（Ｒ）とする。
【０１５５】
このとき
【０１５６】
【数４】
0005207761.tif 000005
【０１５７】
の関係を満足する形状であり、各非球面の非球面係数を各表に記す。
【０１５８】
非球面係数において、「Ｅ−Ｎ」は、「×１０−Ｎ」を示す。
【０１５９】
また、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角である。Ｙ’は像高、Ｌは光学系の始面（第１レンズ面）から最終レンズ面までの長さである。ＢＦは光学系の終面から像面までの長さを示している。
【０１６０】
実施例４、５のズームレンズでは、広角端、中間領域、望遠端の３点のズーム位置における各値を示している。
【０１６１】
また、各光学面の間隔ｄが（可変）となっている部分は、ズーミング（変倍）に際して変化するものであり、別表に広角端、中間領域、望遠端それぞれにおける面間隔を示す。
【０１６２】
尚、以下に記載する数値実施例１〜5のレンズデータに基づく上述の各条件式の計算結果を表−１に示す。
【０１６３】
数値実施例1                               
面データ                                  
面番号 r             d      nd            νd         X
1      50.3471       3.50   1.80518       25.4        0.0151 
2      29.3671       8.54                 
3      51.3387       3.50   1.58312       59.4        -0.0016 
4*     16.0862       9.14                 
5      60.7996       6.27   1.65411       39.7        -0.0034 
6      -157.9678     1.24                 
7      -111.3574     2.00   1.60311       60.6        -0.0003 
8      17.1852       6.91                 
9      -80.2956      2.00   1.60311       60.6        -0.0003 
10     17.4553       7.20   1.65411       39.7        -0.0034 
11     -130.8727     0.15                 
12     41.4919       3.51   1.69894       30.1        0.0099 
13     -427.9398     6.44                 
14     26.4145       2.46   1.58267       46.4        0.0014 
15     9153.9089     3.18                 
16（絞り)            1.34                      
17     -72.7688      1.00   1.83480       42.7        -0.0078 
18     32.6144       0.15                 
19     16.2812       3.39   1.59270       35.3        0.0089 
20     -47.1917      0.15                 
21     338.4792      1.00   1.83400       37.2        -0.0037 
22     10.4916       5.16   1.49700       81.5        0.0309 
23     -15.6629      1.61                 
24     -10.4890      1.20   1.83400       37.2        -0.0037 
25     -88.1324      0.15                 
26     78.3131       7.18   1.49700       81.5        0.0309 
27     -13.9705      0.15                 
28     -69.8214      4.50   1.58312       59.4        -0.0016 
29*    -23.1579                           
※但し、X=θｇF-（0.6438-0.001682×νd)          
非球面データ                              
面番号 K             A4            A6            A8            A10
4      -8.31168E-01  -5.87680E-06  -2.09911E-09  -2.83619E-11  1.58639E-14
29     0.00000E+00   2.12768E-05   -1.43503E-08  4.82905E-10   -5.43468E-13
各種データ                                
ｆ     14.20                       
FNO    2.90                        
画角ω 57.20                       
像高Y’21.64                            
全長L  93.00                       
BF     40.30                       
【０１６４】
数値実施例2                               
面データ                                  
面番号 r             d      nd            νd         X
1      55.4116       4.50   1.78472       25.7        0.0155 
2      34.9965       8.63                 
3      46.3673       4.00   1.74949       35.3        0.0024 
4      26.2458       10.13                
5      44.5170       3.50   1.58312       59.4        -0.0016 
6*     16.1517       10.09                
7      109.1269      9.12   1.65411       39.7        -0.0034 
8      -35.8060      2.80   1.49700       81.5        0.0309 
9      22.4950       6.88                 
10     24.0261       6.99   1.65411       39.7        -0.0034 
11     -37.8370      1.80   1.60311       60.6        -0.0003 
12     14.9686       1.88                 
13     23.1685       4.84   1.62588       35.7        0.0055 
14     -56.8406      0.63                 
15     -28.8248      1.20   1.83400       37.2        -0.0037 
16     1501.6599     0.20                 
17     33.9320       3.77   1.51742       52.4        0.0008 
18     -24.8489      2.88                 
19(絞り)             2.07                      
20     -50.9991      1.00   1.83400       37.2        -0.0037 
21     33.8538       0.15                 
22     17.6293       2.91   1.59270       35.3        0.0089 
23     -92.1092      0.20                 
24     35.1209       1.00   1.83400       37.2        -0.0037 
25     11.0695       5.79   1.49700       81.5        0.0309 
26     -25.4903      4.43                 
27     -14.9581      1.20   1.83400       37.2        -0.0037 
28     -119.6868     0.15                 
29     145.0957      8.92   1.49700       81.5        0.0309 
30     -17.5215      0.15                 
31     -56.4604      5.00   1.58312       59.4        -0.0016 
32*    -27.6583                           
※但し、X=θｇF-（0.6438-0.001682×νd)          
非球面データ                              
面番号 K             A4            A6            A8            A10
6      -1.03337E+00  -3.01610E-06  -1.75946E-10  2.83614E-12   -2.07198E-14
32     0.00000E+00   1.37800E-05   1.89914E-08   -3.65199E-12  3.56919E-14
各種データ                                
ｆ     17.20                       
FNO    4.02                        
画角ω 62.90                       
像高Y’32.64                            
全長L  116.82                             
BF     50.00                       
【０１６５】
数値実施例3                               
面データ                                  
面番号 r             d      nd            νd         X
1      56.0640       3.20   1.80518       25.4        0.0151 
2      29.0913       5.70                 
3      49.0660       3.50   1.58313       59.4        0.0024 
4*     16.9033       8.38                 
5      68.0600       5.83   1.60342       38.0        0.0036 
6      -85.1111      0.20                 
7      -143.0751     1.80   1.49700       81.5        0.0309 
8      14.6351       4.82                 
9      103.3094      4.24   1.69895       30.1        0.0099 
10     -59.1749      1.29                 
11     -24.1421      1.20   1.60311       60.6        -0.0003 
12     -265.1757     0.20                 
13     34.6845       9.83   1.62588       35.7        0.0055 
14     -33.5764      4.43                 
15(絞り）            2.19                      
16     -38.7928      1.00   1.83481       42.7        -0.0078 
17     52.2167       0.20                 
18     18.2633       2.82   1.59270       35.3        0.0089 
19     -70.9081      0.20                 
20     34.9432       1.00   1.83400       37.2        -0.0037 
21     11.3993       5.95   1.49700       81.5        0.0309 
22     -19.1964      1.97                 
23     -13.1581      1.20   1.83400       37.2        -0.0037 
24     -164.6546     0.15                 
25     105.7267      8.63   1.49700       81.5        0.0309 
26     -16.9574      0.15                 
27     -61.8572      5.00   1.58313       59.4        -0.0016 
28*    -26.8314                           
※但し、X=θｇF-（0.6438-0.001682×νd)          
非球面データ                              
面番号 K             A4            A6            A8            A10
6      -4.90520E-01  -1.98717E-05  -5.91439E-09  -3.86113E-11  1.98139E-14
32     0.00000E+00   1.45989E-05   2.11620E-08   3.28508E-11   3.79819E-14
各種データ                                
ｆ     20.00                       
FNO    4.03                        
画角ω 56.30                       
像高Y’       29.20                            
全長L  85.07                       
BF     52.71                       
【０１６６】
数値実施例4                               
面データ                                  
面番号 r             d      nd            νd         X
1      55.3327       3.20   1.80518       25.4        0.0151 
2      27.0408       5.40                 
3      40.9874       3.50   1.58313       59.4        -0.0016 
4*     15.6816       9.23                 
5      98.3656       7.00   1.65412       39.7        -0.0034 
6      -39.4491      1.80   1.60311       60.6        -0.0003 
7      20.2006       (可変)               
8      -107.3100     3.05   1.72825       28.5        0.0118 
9      -27.3445      1.14                 
10     -19.6593      1.20   1.60311       60.6        -0.0003 
11     -56.9082      0.20                 
12     63.4597       4.20   1.51742       52.4        0.0008 
13     -26.5055      (可変)               
14（絞り)            4.16                      
15     -51.7739      1.00   1.83481       42.7        -0.0078 
16     34.0735       0.20                 
17     21.0750       2.69   1.59270       35.3        0.0089 
18     -71.2566      0.20                 
19     25.0467       1.00   1.83400       37.2        -0.0037 
20     12.3888       6.43   1.49700       81.5        0.0309 
21     -27.1084      (可変)               
22     -16.7857      1.20   1.83400       37.2        -0.0037 
23     416.0442      0.15                 
24     51.7229       8.40   1.49700       81.5        0.0309 
25     -19.4338      0.15                 
26     -125.9912     5.00   1.58313       59.4        -0.0016 
27*    -29.9698                           
※但し、X=θｇF-（0.6438-0.001682×νd)          
非球面データ                              
面番号 K             A4            A6            A8            A10
4      -7.21435E-01  -7.44819E-06  5.03521E-09   2.13935E-11   -1.27243E-13
27     0.00000E+00   1.84594E-05   1.28856E-08   6.33452E-11   1.20449E-13
各種データ                                
ズーム比      1.29                        
ｆ     14.00  16.00  18.00              
FNO    4.06   4.41   4.68          
画角ω 57.80  53.40  49.60         
像高Y’21.64  21.64  21.64 
全長L  99.70  99.77  97.27 
BF     40.30  40.03  42.58 
ｄ7    11.87  8.60   5.65 
ｄ13   15.33  13.58  11.26 
ｄ21   2.01   7.11   9.87 
ズーム群データ                     
群     開始面 ｆ     
1      1      -13.54 
2      8      36.36  
3      14     46.18  
4      22     93.62  
【０１６７】
数値実施例5                               
面データ                                  
面番号 r             d      nd            νd         X
1      57.6833       3.20   1.80518       25.4        0.0151 
2      29.1332       6.90                 
3      50.8769       3.50   1.58313       59.4        -0.0016 
4*     17.1175       8.61                 
5      72.9282       7.70   1.65412       39.7        -0.0034 
6      -49.4821      1.80   1.49700       81.5        0.0309 
7      20.1956       (可変)               
8      74.2238       3.86   1.78472       25.7        0.0155 
9      -521.0662     3.82                 
10     -26.1461      1.20   1.60311       60.6        -0.0003 
11     2638.6837     0.20                 
12     29.2148       5.74   1.56732       42.8        0.0013 
13     -36.5491      (可変)               
14(絞り)             6.86                      
15     -17.2845      1.00   1.83481       42.7        -0.0078 
16     -31.9588      0.20                 
17     22.8816       3.15   1.59270       35.3        0.0089 
18     -57.0853      0.20                 
19     99.1739       1.00   1.83400       37.2        -0.0037 
20     14.5360       7.20   1.49700       81.5        0.0309 
21     -22.5145      (可変)               
22     -15.4333      1.20   1.83400       37.2        -0.0037 
23     -113.4826     0.15                 
24     110.4077      8.73   1.49700       81.5        0.0309 
25     -21.2249      0.15                 
26     -145.8334     5.00   1.58313       59.4        -0.0016 
27*    -36.6383                           
※但し、X=θｇF-（0.6438-0.001682×νd)          
非球面データ                              
面番号 K             A4            A6            A8            A10
4      -5.84245E-01  -1.23090E-05  -6.36112E-09  -4.67542E-12  -1.93272E-14
27     0.00000E+00   1.30782E-05   7.28518E-09   3.33464E-11   -4.36057E-14
各種データ                                
ズーム比      1.2                         
ｆ     20.00  22.00  24.00              
FNO    4.03   4.23   4.43          
画角ω 56.30  53.70  51.30         
像高Y’       29.20       29.20  29.20              
全長L  97.30  93.95  90.71         
BF     52.70  56.00  59.25         
ｄ7    8.29   5.38   3.12 
ｄ13   6.86   5.67   4.05 
ｄ21   2.25   2.99   3.64 
ズーム群データ                     
群     開始面 ｆ     
1      1      -17.40        
2      8      44.03  
3      15     43.24  
4      22     219.61        
【０１６８】
【表１】
0005207761.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】本発明における実施例１の広角レンズの断面図
【図２】本発明における数値実施例１の広角レンズをｍｍ単位で表した時の、物体距離無限時における収差図
【図３】本発明における実施例２の広角レンズの断面図
【図４】本発明における数値実施例２の広角レンズをｍｍ単位で表した時の、物体距離無限時における収差図
【図５】本発明における実施例３の広角レンズの断面図
【図６】本発明における数値実施例３の広角レンズをｍｍ単位で表した時の、物体距離無限時における収差図
【図７】本発明における実施例４の広角ズームレンズの断面図
【図８】本発明における数値実施例４の広角ズームレンズをｍｍ単位で表した時の、物体距離無限時における広角端の収差図
【図９】本発明における数値実施例４の広角ズームレンズをｍｍ単位で表した時の、物体距離無限時における望遠端の収差図
【図１０】本発明における実施例５の広角ズームレンズの断面図
【図１１】本発明における数値実施例５の広角ズームレンズをｍｍ単位で表した時の、物体距離無限時における広角端の収差図
【図１２】本発明における数値実施例５の広角ズームレンズをｍｍ単位で表した時の、物体距離無限時における望遠端の収差図
【図１３】本発明の光学機器の要部概略図
【図１４】本発明のレンズ開角の説明図
【符号の説明】
【０１７０】
ＬＡ  光学系
ＬＦ  前群
ＬＲ  後群
Ｌ１  第１レンズ群
Ｌ２  第２レンズ群
Ｌ３  第３レンズ群
Ｌ４  第４レンズ群
ＳＰ  絞り
ＩＰ  撮像面
Ｇ１  第１レンズ
Ｇ２  第２レンズ
Ｇ３  第３レンズ
Ｇ４  第４レンズ
【図１】
0005207761.tif 000007
【図３】
0005207761.tif 000008
【図５】
0005207761.tif 000009
【図７】
0005207761.tif 000010
【図１０】
0005207761.tif 000011
【図１３】
0005207761.tif 000012
【図１４】
0005207761.tif 000013
【図２】
0005207761.tif 000014
【図４】
0005207761.tif 000015
【図６】
0005207761.tif 000016
【図８】
0005207761.tif 000017
【図９】
0005207761.tif 000018
【図１１】
0005207761.tif 000019
【図１２】
0005207761.tif 000020