(57)【要約】【課題】Ｆｎｏ4.5、画角90°程度、バックフォーカスが焦点距離の２倍以上で諸収差を良好に補正でき、製造が容易なレトロフォーカス型超広角レンズを提案すること。【解決手段】レトロフォーカス型超広角レンズは、屈折力が正の第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２を有し、第１レンズ群ＧＲ１は負レンズ群ＧＲ１ｎと正レンズ群ＧＲ１ｐを有し、負レンズ群ＧＲ１ｎは１枚のレンズ凸面に非球面を施した４枚の負のメニスカスレンズ１〜４で構成され、正レンズ群ＧＲ１ｐは像面側に凸の正レンズと物体側に凹の負レンズが接合された負の屈折力の接合面を有する屈折力正の接合レンズ５、７で構成され、第２レンズ群ＧＲ２は、絞り８、正レンズ９又は負レンズ９ａ、負レンズと正レンズの接合レンズ１０、２枚の正レンズ１１、１２で構成され、条件式−0.58＜Ｆｇｒ１ｎ／Ｆ＜−0.36（全系の焦点距離Ｆ、負レンズ群ＧＲ１ｎの焦点距離Ｆｇｒ１ｎ）を満たす。【選択図】図１
2007225804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に配列した、屈折力が正の第１レンズ群と、屈折力が正の第２レンズ群とを有し、
前記第１レンズ群は物体側から順に配列した負レンズ群と正レンズ群とを有し、
前記負レンズ群は４枚の負のメニスカスレンズを備え、これらのメニスカスレンズのいずれか１枚のレンズの凸面に非球面が施されており、
前記正レンズ群は屈折力が正の少なくとも１枚の接合レンズを備え、当該接合レンズは、像面側に凸面を向けた正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとが接合された負の屈折力の接合面を備えており、
前記第２レンズ群は、物体側から順に配列された、絞り、正レンズまたは負レンズ１枚、負レンズと正レンズの接合レンズ１枚、正レンズ２枚で構成され、
全系の焦点距離をＦ、前記第１レンズ群の前記負レンズ群の焦点距離をＦｇｒ１ｎとした場合に、次の条件式（１）を満足することを特徴とするレトロフォーカス型超広角レンズ。
−０．５８＜Ｆｇｒ１ｎ／Ｆ＜−０．３６          （１）
【請求項２】
請求項１において、
前記負レンズ群のメニスカスレンズに施した非球面は、光軸からの高さをＹ、サグ量をＸとし、基準球面をＲ、非球面係数をＡ０、Ａ２、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０とした場合に、次の非球面関数で規定され、非球面係数Ａ０が以下の条件式（２）を満足することを特徴とするレトロフォーカス型超広角レンズ。
【数１】
2007225804.tif 000008
Ａ０＞１                      （２）
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第２レンズ群を構成する正レンズのうちのいずれかに使用するガラス材のｄ線アッベ数Ｖａは、次の条件式（３）を満足することを特徴とするレトロフォーカス型超広角レンズ。
Ｖａ＞６２                    （３）
【請求項４】
請求項１〜３のうちのいずれかの項において、
負レンズ群を構成する負のメニスカスレンズ４枚のうちのいずれかに使用するガラス材のｄ線アッベ数Ｖｂは、次の条件式（４）を満足することを特徴とするレトロフォーカス型超広角レンズ。
Ｖｂ＞６２                    （４）
【請求項５】
請求項１〜４のうちのいずれかの項において、
正レンズ群内の接合レンズを構成する負レンズのうちのいずれかに使用するガラス材のｄ線アッベ数Ｖｃは、次の条件式（５）を満足することを特徴とするレトロフォーカス型超広角レンズ。
Ｖｃ＜２６                    （５）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中判一眼レフカメラ用交換レンズに関し、特にバックフォーカスが長く、諸収差が良好に補正され、製造が容易なレトロフォーカス型超広角レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、一眼レフカメラ用広角レンズでは、バックフォーカスを十分に確保する必要があるので、物体側から負・正の屈折力配置の所謂レトロフォーカス型が採用されている。この種の広角レンズとしては、画角（２Ｗ）が９０°以上の銀塩カメラ用レトロフォーカス型超広角レンズも知られている。
【０００３】
近年、電荷結合素子（ＣＣＤ）などの撮像素子を用いたデジタルスチルカメラが流行し、フィルムバックが交換可能な中判一眼レフカメラにおいては、フィルムバックに銀塩フィルムに代えてＣＣＤを搭載した所謂デジタルバックが用いられ、既存の銀塩カメラシステムをそのままデジタルスチルカメラに兼用し得るという利点がある。
【０００４】
ところが、このような撮像素子の撮像面の大きさは、現在のところ特に中判カメラにあっては、銀塩フィルムのフォーマットサイズより小さいものが殆どであって、銀塩カメラ用のレンズをデジタルバック用に兼用した場合には撮影画角が狭くなるため、ＣＣＤサイズを考慮したさらに超広角のレンズが要求されている。
【０００５】
しかしながら、レトロフォーカスレンズにおいて、広画角と長いバックフォーカスを確保することは、より強い非対称性を持つことになり、負の歪曲収差、倍率色収差など諸収差の補正が困難となる。
【０００６】
本願人は、かかる問題点を解決するために、特許文献１において、画角１０６゜程度、バックフォーカスが焦点距離の２．４倍以上確保され、諸収差が良好に補正されたレトロフォーカス型超広角レンズを提案している。
【特許文献１】特開２００４−１０２１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示のレトロフォーカス型超広角レンズを用いれば、歪曲収差などを良好に補正することができる。しかしながら、レンズ凹面に非球面を施してあり、しかも、基準球面の曲率半径に対するサグ量が大きく、接線角も大きい。このような形状のレンズ面は、場合によっては、製造上困難なことがある。
【０００８】
本発明の課題は、Ｆナンバー４．５、画角９０°程度、バックフォーカスが焦点距離の２倍以上確保され、諸収差が良好に補正され、製造が容易なフローティング方式のレトロフォーカス型超広角レンズを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明のレトロフォーカス型超広角レンズは、
物体側より順に配列した、屈折力が正の第１レンズ群と、屈折力が正の第２レンズ群とを有し、
前記第１レンズ群は物体側から順に配列した負レンズ群と正レンズ群とを有し、
前記負レンズ群は４枚の負のメニスカスレンズを備え、これらのメニスカスレンズのいずれか１枚のレンズの凸面に非球面が施されており、
前記正レンズ群は屈折力が正の少なくとも１枚の接合レンズを備え、当該接合レンズは、像面側に凸面を向けた正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとが接合された負の屈折力の接合面を備えており、
前記第２レンズ群は、物体側から順に配列された、絞り、正レンズまたは負レンズ１枚、負レンズと正レンズの接合レンズ１枚、正レンズ２枚で構成され、
全系の焦点距離をＦ、前記第１レンズ群の前記負レンズ群の焦点距離をＦｇｒ１ｎとした場合に、次の条件式（１）を満足することを特徴としている。
−０．５８＜Ｆｇｒ１ｎ／Ｆ＜−０．３６          （１）
【００１０】
ここで、前記負レンズ群のメニスカスレンズに施した非球面は、光軸からの高さをＹ、サグ量をＸとし、基準球面をＲ、非球面係数をＡ０、Ａ２、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０とした場合に、次の非球面関数で規定され、非球面係数Ａ０が以下の条件式（２）を満足することを特徴としている。
【００１１】
【数１】
2007225804.tif 000003
【００１２】
Ａ０＞１                    （２）
【００１３】
また、前記第２レンズ群を構成する正レンズのうちのいずれかに使用するガラス材のｄ線アッベ数Ｖａは、次の条件式（３）を満足することを特徴としている。
Ｖａ＜６２                  （３）
【００１４】
さらに、負レンズ群を構成する負のメニスカスレンズ４枚のうちのいずれかに使用するガラス材のｄ線アッベ数Ｖｂは、次の条件式（４）を満足することを特徴としている。
Ｖｂ＞６２                  （４）
【００１５】
さらにまた、正レンズ群内の接合レンズを構成する負レンズのうちのいずれかに使用するガラス材のｄ線アッベ数Ｖｃは、次の条件式（５）を満足することを特徴としている。
Ｖｃ＜２６                  （５）
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、Ｆナンバ４．５程度、画角９０°程度、バックフォーカスが焦点距離の２倍以上であり、諸収差を良好に補正でき、しかも、製造が容易なレトロフォーカス型超広角レンズを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したレトロフォーカス型超広角レンズについて詳細に説明する。
【００１８】
本実施の形態に係るレトロフォーカス型超広角レンズは、Ｆナンバが４．５程度、画角が９０°程度、バックフォーカスが焦点距離の２倍以上であり、そのレンズ構成は、例えば、図１、３および５に実施例１、２および３として示す通りである。
【００１９】
すなわち、レトロフォーカス型超広角レンズは、物体側より順に配列した、屈折力が正の第１レンズ群ＧＲ１と、屈折力が正の第２レンズ群ＧＲ２とを有している。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に配列した第１レンズ群内の負レンズ群ＧＲ１ｎと第１レンズ群内の正レンズ群ＧＲ１ｐから構成されている。
【００２０】
負レンズ群ＧＲ１ｎは、４枚の負のメニスカスレンズ１〜４から構成され、これらのうち１枚のレンズの凸面に非球面が施されている。本実施の形態では、物体側から２枚目のメニスカスレンズ２における物体側に凸のレンズ面である第３面Ｒ３に非球面が施されている。
【００２１】
正レンズ群ＧＲ１ｐは、像面側に凸面を向けた正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとが接合された負の屈折力の接合面を有する屈折力が正の少なくとも１枚の接合レンズから構成される。例えば、フレア絞り６を挟み配列された２枚の接合レンズ５、７から構成され、各接合レンズ５、７は、それぞれ、像面側に凸面を向けた正レンズ５ａ、７ａと物体側に凹面を向けた負レンズ５ｂ、７ｂとが接合された負の屈折力の接合面を有する屈折力が正の接合レンズである。
【００２２】
第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に配列された、絞り、正レンズまたは負レンズ１枚、負レンズと正レンズの接合レンズ１枚、および、正レンズ２枚から構成される。例えば、絞り８、正レンズ９または負レンズ９ａ、接合レンズ１０および正レンズ１１、１２から構成される。
【００２３】
本実施の形態のレトロフォーカス型超広角レンズでは、第１レンズ群ＧＲ１が正の屈折力を有していると共に、物体側に４枚の負のメニスカスレンズ１〜４で構成される負レンズ群ＧＲ１ｎが配列されている。屈折面で発生する収差を抑制するために、入射光線に対して最小偏角となるように物体側にある負レンズ１〜３を物体側に凸面を向けたメニスカス形状としてある。また、超広角、長いバックフォーカスを得るために、強い発散性を有する必要性があるので、画角が大きく影響する歪曲収差などの収差の発生が大きいが、これを小さくするために、４枚の負のメニスカスレンズ１〜４の屈折力で分担している。
【００２４】
また、非球面が、物体側から２枚目の負のメニスカスレンズ２における物体側に向いた凸面である第３面Ｒ３に施されている。この非球面を光軸から周辺に向かい曲率半径が小さくなるような形状にすることにより、負の歪曲収差を補正することができる。また、凸面に施した非球面の基準球面の曲率半径を、反対側の凹面に施した場合の基準球面の曲率半径より大きくすれば、曲率半径に対するサグ量の増大や接線角の増大を低減することができ、製造上の問題を回避することができる。
【００２５】
ここで、非球面を施すレンズは、各画角の光束が細く、その光軸からの高さが十分に分離（交わらない）しているところ、すなわち、第１レンズ群ＧＲ１内の物体側に位置する負レンズ群ＧＲ１ｎを構成する負のメニスカスレンズ１〜４を選ぶと、収差の画角変動の補正に効果が高い。本実施の形態では、非球面加工の難易度を考慮して、少し径が小さくなる物体側から２枚目の負のメニスカスレンズ２を非球面としている。
【００２６】
次に、本実施の形態のレトロフォーカス型超広角レンズでは、絞り８より物体側に、屈折力が負の接合面で、その向きが物体側に凹面を有する接合レンズ５又は７を配置することにより、画角が影響する倍率色収差の補正を行っている。第１レンズ群ＧＲ１内の物体側に位置する負レンズ群ＧＲ１ｎを構成する４枚の負メニスカスレンズ１〜４の１枚のレンズ４を物体側に凹面を向けて配置することによっても同様の効果を得ている。
【００２７】
次に、本実施の形態に係るレトロフォーカス型超広角レンズは次の条件式（１）〜（５）を満足するように設定されている。
【００２８】
まず、全系の焦点距離をＦ、第１レンズ群内の負レンズ群の焦点距離をＦｇｒ１ｎとした場合に次の条件式（１）を満足するようにしてある。
−０．５８＜Ｆｇｒ１ｎ／Ｆ＜−０．３６              （１）
【００２９】
この条件式（１）は、第１レンズ群ＧＲ１内の負レンズ群ＧＲ１ｎの屈折力を規定するものである。下限値を下回ると、発散作用が強まるので長いバックフォーカスを確保できるが、各面の屈折作用が強くなるので、負の歪曲収差の発生が過大となり、レンズ面の非球面化や後続のレンズ群での補正が困難になってしまう。さらに、負レンズ２の凹面の曲率半径が小さくなるに従い、反対側の凸面側に施す非球面の形状もサグ量が増大し接線角が増大するので、製造が困難になってしまう。上限値を超えると、発散作用が弱くなるので収差補正には有利になるが、長いバックフォーカスを確保することができず、前玉径が増大するという問題が発生する。
【００３０】
次に、負レンズ群ＧＲ１ｎの負のメニスカスレンズ２に施した非球面は、光軸からの高さＹとそのときのサグ量Ｘの関係を示す非球面関数によって規定される。Ａ０ないしＡ１０は非球面係数であり、非球面係数Ａ０が条件式（２）を満足している。
【００３１】
【数１】
2007225804.tif 000004
【００３２】
Ａ０＞１                  （２）
【００３３】
この条件式（２）は非球面の形状を規定するものである。物体側の負レンズで発生する歪曲収差を凸面に施した非球面で補正するには、光軸から周辺に向かい曲率半径が小さくなるような形状にすることが必要である。非球面係数Ａ０を「１」より大きな値とすることにより、換言すると、光軸を短軸とする楕円面を基準とする非球面を採用することにより、歪曲収差の補正を良好に行うことができる。
【００３４】
次に、第２レンズ群を構成する正レンズのうちのいずれかに使用するガラス材のｄ線アッベ数Ｖａが次の条件式（３）を満足している。
Ｖａ＞６２                （３）
【００３５】
また、負レンズ群を構成する負のメニスカスレンズ４枚のうちのいずれかに使用するガラス材のｄ線アッベ数Ｖｂが次の条件式（４）を満足している。
Ｖｂ＞６２                （４）
【００３６】
さらに、正レンズ群内の接合レンズを構成する負レンズのうちのいずれかに使用するガラス材のｄ線アッベ数Ｖｃが次の条件式（５）を満足している。
Ｖｃ＜２６                （５）
【００３７】
これらの条件式（３）、（４）および（５）は、絞り８より像面側の正レンズ９と、絞り８より物体側の負レンズ９ａに使用するガラス材を規定するものである。各条件式を満足する部分分散の高いガラス材を使用することにより、短波長光線（青色光）の下方への偏角が増加し、倍率色収差を効率良く補正することができる。
【実施例１】
【００３８】
図１は本発明を適用した実施例１に係るレトロフォーカス型超広角レンズのレンズ構成図であり、図２は撮影距離∞の場合の各収差を示す収差図である。表１には実施例１のレンズデータ、非球面係数および各条件式（１）〜（５）の値を示してある。表１における各符号の意味は次の通りである。これらの符号の意味は、実施例２、３のレンズデータを示す表２および表３においても同様である。
Ｆ：焦点距離
ＦＢ：バックフォーカス
Ｆｎｏ：Ｆナンバー
２Ｗ：全画角
Ｉ：物体側から数えたレンズ面の面番号
Ｒ（Ｉ）：第Ｉ面の曲率半径
Ｄ（Ｉ）：第Ｉ面後の面間距離
Ｎ（Ｉ）：第Ｉ面後の屈折率
Ｖ（Ｉ）：第Ｉ面後のアッベ数
【００３９】
また、非球面は前述の非球面関数によって規定されており、実施例２、３においても同様である。
【００４０】
【表１】
2007225804.tif 000005
【実施例２】
【００４１】
図３は本発明を適用した実施例２に係るレトロフォーカス型超広角レンズのレンズ構成図であり、図４はその撮影距離∞の場合の各収差を示す収差図である。表２には実施例１のレンズデータを示してある。
【００４２】
【表２】
2007225804.tif 000006
【実施例３】
【００４３】
図５は本発明を適用した実施例３に係るレトロフォーカス型超広角レンズのレンズ構成図であり、図６はその撮影距離が無限大の場合の各収差を示す収差図である。表３には実施例３のレンズデータを示してある。
【００４４】
【表３】
2007225804.tif 000007
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施例１のレンズ構成図である。
【図２】実施例１の撮影距離∞の収差図である。
【図３】本発明の実施例２のレンズ構成図である。
【図４】実施例２の撮影距離∞の収差図である。
【図５】本発明の実施例３のレンズ構成図である。
【図６】実施例３の撮影距離∞の収差図である。
【符号の説明】
【００４６】
ＧＲ１  第１レンズ群
ＧＲ２  第２レンズ群
ＧＲ１ｎ  第１レンズ群内の負レンズ群
ＧＲ１ｐ  第１レンズ群内の正レンズ群
１〜４  負のメニスカスレンズ
５    接合レンズ
６    フレア絞り
７    接合レンズ
８    絞り
９    正レンズ
９ａ  負レンズ
１０  接合レンズ
１１、１２  正レンズ
Ｒ（Ｉ）  第Ｉ面の曲率半径
Ｄ（Ｉ）  第Ｉ面後の面間隔
ＳＡ  球面収差
ＤＩＳＴ  歪曲収差（％）
ＡＳ  非点収差
Ｓ  サジタル
Ｍ  メリディオナル
ΔＹ  像高比      ０割（軸上）５割  ７割  １０割の横収差
ｄ  ｄ線
ｇ  ｇ線
【図１】
2007225804.tif 000009
【図２】
2007225804.tif 000010
【図３】
2007225804.tif 000011
【図４】
2007225804.tif 000012
【図５】
2007225804.tif 000013
【図６】
2007225804.tif 000014