(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、全体として負のパワーを持つ第１レンズ群と、絞りと、全体として正のパワーを持つ第２レンズ群とからなり、前記第１レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含み全体として負のパワーを持つ第１−１レンズ群と、少なくとも１つの負レンズを含み全体として正のパワーを持つ第１−２レンズ群で構成され、無限遠から近距離にフォーカスを行う際、前記第２レンズ群が固定で、かつ、前記第１−２レンズ群を物体側から像側へ光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行い、以下の条件式を満足することを特徴とする広角レンズ。
（１）  １．５＜Ｄ／ｆ＜５．０
（２）  −１０．０＜ｆ12／ｆ11＜−２．８
ただし、Ｄ：無限遠物体にフォーカス時の前記第１レンズ群の最も像側の面と前記第２レンズ群の最も物体側の面との距離、ｆ：全系のｄ線の焦点距離、ｆ11：前記第１−１レンズ群のｄ線の焦点距離、ｆ12：前記第１−２レンズ群のｄ線の焦点距離、である。
【請求項２】
物体側から順に、全体として負のパワーを持つ第１レンズ群と、絞りと、全体として正のパワーを持つ第２レンズ群とからなり、前記第１レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含み全体として負のパワーを持つ第１−１レンズ群と、少なくとも１つの負レンズを含み全体として正のパワーを持つ第１−２レンズ群で構成され、無限遠から近距離にフォーカスを行う際、前記第２レンズ群が固定で、かつ、前記第１−２レンズ群を物体側から像側へ光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行い、以下の条件式を満足することを特徴とする広角レンズ。
（１）  １．５＜Ｄ／ｆ＜５．０
（２）  −１０．０＜ｆ12／ｆ11＜−２．８
ただし、Ｄ：無限遠物体にフォーカス時の前記第１レンズ群の最も像側の面と前記第２レンズ群の最も物体側の面との距離、ｆ：全系のｄ線の焦点距離、ｆ11：前記第１−１レンズ群のｄ線の焦点距離、ｆ12：前記第１−２レンズ群のｄ線の焦点距離、である。
【請求項３】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２記載の広角レンズ。
（１２）０．６＜（Ｒ2f＋Ｒ2b）／（Ｒ2f−Ｒ2b）＜５．０
ただし、Ｒ2f：前記第１−２レンズ群の最も物体側にある面の曲率半径、Ｒ2b：前記第１−２レンズ群の最も像側にある面の曲率半径、である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックフォーカスが非常に長く、無限遠物点から至近に至るまで色収差、ディストーションが良好に補正され、特に近年の超高画素化した撮像素子を用いたビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に適した広角レンズ、及び、そのフォーカシング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の固体撮像素子等を用いた撮影レンズは、撮影レンズと撮像素子との間に光学ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ等を配置させるため、長いバックフォーカスを必要とする。さらに、ＲＧＢ等の色毎に撮像素子を用いたいわゆる多板式カメラは、撮像素子の前側にカラー色フィルタを用いたいわゆる単板式カメラと比較して、色分解プリズムを用いるため、より長いバックフォーカスが必要となる。そのため、撮影レンズの構成は負の前群と正の後群のレトロフォーカス型となるものが一般的であるが、開口絞りを挟んでレンズのパワー配置が非対称になるため、歪曲収差、非点収差やコマ収差等の軸外収差の発生量が大きい。特に広角レンズの場合、焦点距離の２倍以上の長いバックフォーカスが必要となるため、前後群のパワーをより強くしなければならなくなり、軸外収差等の補正が非常に困難となる。
【０００３】
また、色収差について近軸的に考えると、軸上色収差は開口絞りより物体側にある前群で正の色収差を、開口絞りより像側にある後群で負の色収差を発生させる。また、倍率色収差に関しては、前群で負の色収差を、後群においても負の色収差を発生させる。そのため、軸上色収差は前後群である程度補正することが可能であるが、倍率色収差の補正ができない。そこで、従来のレトロフォーカスタイプの撮影レンズは、それぞれの群を正負複数枚のレンズで構成し、各群内で軸上色収差と倍率色収差の発生量を小さく保ち、目標性能を達成しようとしている。
【０００４】
このような広角レンズは、例えば特開昭６３−８１３０９号や特開昭６３−８１３１０号、特開昭６３−８１３１１号、特開平７−１８１３７６号、特開平７−２７９７３号、特開平１０−５４９３４号等で提案されている。
【０００５】
また、広角レンズのフォーカシング方法に関して、一般的には全群繰り出しあるいは撮影レンズの一部を繰り出す方式がある。しかし、バックフォーカスが非常に長い広角レンズの場合、撮影距離が至近になる程収差変動が著しく発生してしまう。そのため、撮影レンズの中の一部を光軸方向に移動させるインナーフォーカス方式やリアフォーカス方式があり、収差変動の少ないレンズ群を適切に選ぶことにより、良好な結像性能を確保しつつ、より至近撮影を可能にすることができる。また、全群繰り出しと比較してフォーカス群を軽量化できるという利点がある。このようなフォーカス方法を用いた広角レンズは、例えば特開昭６３−１４９６１８号、特開平４−１１８６１２号等で提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年の製造技術の発展により、固体撮像素子は年々小型高精細化が進み、現状では１画素の大きさが数μｍ程度となっており、特にデジタルカメラ市場に用いられるＣＣＤ等の撮像素子はメガピクセルのものが主流となりつつある。今後さらに高密度化が進むため、より高性能のレンズが必要とされる。また、業務用途の市場においてもデジタルカメラが開発されている。その場合、銀塩カメラの画質と同等又はそれ以上の画質が強く望まれるため、撮像素子の１画素の大きさは従来のＣＣＤと同様にして撮像素子の有効面積をより大きくすることで画素数を増やし、さらなる高画素化を図るようになっている。当然、撮影レンズのイメージサークルはそれに伴って大きくなり、同等の結像性能が広範囲にわたり要求される。例えば特開昭６３−８１３０９号や特開昭６３−８１３１０号、特開昭６３−８１３１１号、特開平７−１８１３７６号、特開平７−２７９７３号等に記載されている広角レンズは、バックフォーカスが十分確保されているものの、諸収差の補正が十分ではなく、近年の高画素化した撮像素子を用いたカメラには用いることができない。
【０００７】
また、ＲＧＢの色分解プリズムを用いた３板式カメラは、通常の単板式カメラと比較しても非常に長いバックフォーカスが必要になるため、負の前群及び正の後群それぞれのパワーを大きくするか、あるいは、前後群の間隔を大きくする必要がある。前者の場合は軸外収差の悪化を招き、特にディストーションと倍率色収差の補正が非常に困難となる。業務用途の市場ではディストーションをかなり小さく抑えられることが望まれている。倍率色収差に関しても、３板式の場合は色ずれが顕著になるため、より小さく抑えることが望まれている。また、後者の場合はレンズ全長が大きくなってしまう欠点がある。特開平７−１８１３７６号に関しては、諸収差は良好に補正されているが、ディストーションが最周辺で５％あるいはそれ以上あり好ましくなく、さらには、バックフォーカスが十分確保できていない。また、特開平１０−５４９３４号に関しては、バックフォーカスを十分確保しているものの、倍率色収差が大きく、画質劣化の大きな原因となる。
【０００８】
また、フォーカシングの方法に関しては、上述したように、長いバックフォーカスの広角レンズの場合、リアフォーカス方式やインナーフォーカス方式が有効であるが、その場合、非点収差やコマ収差等の軸外収差の変動が大きくなる。例えば特開昭６３−１４９６１８号の広角レンズは、最も像側の１つ以上の正レンズをフォーカス群としたリアフォーカス方式をとっている。この広角レンズは、無限遠から至近にフォーカシングを行うと、前記フォーカス群に入射する軸外光線の光線高の変化が至近撮影になるに従い大きくなり、さらには、軸外光束の光線高が高いため、非点収差やコマ収差、ディストーションの変動が大きくなってしまう。そのため、フォーカシングによる性能劣化が著しく、近年の高画素化した撮像素子を用いたカメラには用いることができない。また、特開平４−１１８６１２号の広角レンズは、フォーカス群が２つ別々に移動する方法をとっている。この実施例は収差変動は小さいが、フォーカス群が大きく、鏡枠の機械的な強度を強くしなければならない。また、レンズ保持枠も大きくなり、結果的にフォーカシング群を移動させる駆動力が大きくなってしまう。そのため、自動焦点調節を行う場合には不利となる。これらのことを考慮すると、フォーカス群は小型軽量でかつ移動量が少ない方法が望まれる。
【０００９】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、バックフォーカスが焦点距離の２倍以上と非常に長く、画角６０°以上、Ｆナンバーが２．８程度と明るく、色収差、ディストーションが良好に補正された、特に近年の超高画素の撮像素子を用いたビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に適した広角レンズを提供することである。
【００１０】
また、もう１つの目的は、無限遠物点から至近に至るまで収差変動を極力小さくし、レンズ鏡筒が簡単な構造で、かつ、フォーカス群の軽量化を行った広角レンズを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明のバックフォーカスの長い広角レンズは、物体側から順に、全体として負のパワーを持つ第１レンズ群と、絞りと、全体として正のパワーを持つ第２レンズ群とからなり、前記第１レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含み全体として負のパワーを持つ第１−１レンズ群と、少なくとも１つの負レンズを含み全体として正のパワーを持つ第１−２レンズ群で構成され、以下の条件式を満足することを特徴とするものである。
（１）  １．５＜Ｄ／ｆ＜５．０
（２）  −１０．０＜ｆ12／ｆ11＜−２．８
ただし、Ｄ：無限遠物体にフォーカス時の第１レンズ群の最も像側の面と第２レンズ群の最も物体側の面との距離、ｆ：全系のｄ線の焦点距離、ｆ11：第１−１レンズ群のｄ線の焦点距離、ｆ12：第１−２レンズ群のｄ線の焦点距離、である。
【００１２】
また、本発明のもう１つのバックフォーカスの長い広角レンズは、物体側から順に、全体として負のパワーを持つ第１レンズ群と、絞りと、全体として正のパワーを持つ第２レンズ群とからなり、前記第１レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含み全体として負のパワーを持つ第１−１レンズ群と、少なくとも１つの負レンズを含み全体として正のパワーを持つ第１−２レンズ群で構成され、無限遠から近距離にフォーカスを行う際、前記第１−２レンズ群を物体側から像側へ光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行うことを特徴とするものである。
【００１３】
以下に、上記の構成をとる理由と作用を説明する。
レトロフォーカスタイプの撮影レンズの場合、開口絞りを挟んで非対称なパワー配置となっているため、倍率色収差やディストーションの補正が非常に困難となる。そのため、前後群をそれぞれ正負複数枚のレンズ構成にすることで各群の収差の発生量を極力小さくすることが望ましい。特に第１群は、十分なバックフォーカスを確保しつつ、倍率色収差とディストーションを良好に補正することを目的として、負のパワーを持つ１−１群の像側に正のパワーを持つ１−２群を配している。さらに、１−１及び１−２群内で収差の発生量を極力小さく抑えるために、１−１群内には少なくとも１枚の正レンズを、１−２群内には少なくとも１枚の負レンズを配することが望ましい。
【００１４】
さらに、条件式（１）及び（２）は、このような構成の広角レンズの倍率色収差及びディストーションを極めて良好に補正するための条件式であり、第１群と第２群との間隔と、第１群の１−１群及び１−２群のパワー配分を規定したものである。条件式（１）の下限の１．５を越えると、前後群の間隔が狭くなるため、レンズ全長の短縮化は図られるが、長いバックフォーカスを確保するためには各群の、特に１−１群の負のパワーを強くしなければならなくなり、レトロフォーカスタイプの非対称性なパワー配置がより顕著となると同時に、軸外光線高が非常に高いため、非点収差、コマ収差等の軸外収差の補正が非常に困難となる。条件式（１）の上限の５．０を越えると、レンズ全長が非常に長くなるため好ましくない。また、条件式（２）の下限の−１０．０を越えると、１−２群のパワーが弱くなり、所望の倍率色収差及びディストーションの補正ができなくなる。条件式（２）の上限の−２．８を越えると、１−２群のパワーが強くなり、第１群の負のパワーが弱くなるため、バックフォーカスの確保ができなくなり好ましくない。
【００１５】
さらに、条件式（１）及び（２）は以下の範囲であることが望ましい。
（４）  ２．３＜Ｄ／ｆ＜４．０
（５）  −９．０＜ｆ12／ｆ11＜−３．０
この範囲内であれば、さらに倍率色収差及びディストーションを良好に補正することが可能である。
【００１６】
また、本発明の広角レンズは、無限遠から近距離にフォーカスを行う際、第１−２レンズ群を物体側から像側へ光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行うことを特徴とする広角レンズである。インナーフォーカス方式の場合、例えばフォーカシング群より物体側の群が略アフォーカル系であれば、フォーカシングの際、球面収差の変動が小さく抑えられる。しかし、軸外光束は光軸に対してある程度の角度を有しているため、フォーカシング群の移動により入射光線高が変化してしまい、像面湾曲、コマ収差の変動が大きくなってしまう。
【００１７】
本発明のフォーカシング方式は、前群を負パワーの１−１レンズ群と正パワーの１−２レンズ群で構成し、１−２群を像側へ移動させることで第１群のパワーを弱め、フォーカシングを行っている。その場合、全体繰り出しと比較してフォーカス群の移動量が小さくすることができ、また、前後群の間隔がある程度確保されているため、フォーカス群の移動スペースを十分確保することができる。さらに至近にフォーカシングを行う場合、負パワーの１−１レンズ群で軸外光束を光軸と略平行にでき、１−２群を光軸方向に移動させても軸外光線の光線高の変化を小さくすることができるため、像面湾曲、コマ収差等の軸外収差の変動を小さく抑えることが可能となる。
【００１８】
さらに、条件式（１）又は（２）の何れか又は両方の条件式を満足することが望ましい。理由に関しては上述したが、特に（２）の条件式に関しては、フォーカシングの際、条件式（２）の下限を越えると、１−２群のパワーが弱くなり、フォーカス群の移動距離が大きくなってしまう。そのため、結果的に収差変動が大きくなり、所望の結像性能が得られなくなってしまう。また、それに合わせて１−１群のパワーを弱くすると、軸外光束が光軸に対して略平行にできなくなり、フォーカシングの際、フォーカス群に入射する軸外光線高が大きく変化してしまい、軸外収差の変動を大きくしてしまう。また、条件式（２）の上限を越えると、１−２群のパワーが非常に強くなり、フォーカス群の移動量が極めて少なくなり、機械的な位置出し及びその制御ができなくなり好ましくない。
【００１９】
さらに、条件式（１）及び（２）は条件式（４）及び（５）の範囲であることが望ましい。その範囲内であればフォーカシングの際の収差変動を極めて小さくすることが可能となる。
【００２０】
また、本発明の以上の広角レンズは、以下の条件式を満足することが望ましい。
（３）  ３．０＜｛Σ（νdi×Φi ) ｝／Φ＜２０．０
ただし、νdi：第１−２レンズ群のｉ番目にあるレンズのｄ線のアッベ数、Φi ：第１−２レンズ群のｉ番目にあるレンズのｄ線のパワー、Φ：全系のｄ線のパワー、である。
【００２１】
条件式（３）は軸上色収差と倍率色収差を第１群で極力発生させないための条件式で、特にフォーカシング時の色収差の変動を極力抑えるための条件式であり、１−２群の正レンズ群の等価アッベ数と負レンズ群の等価アッベ数の差を表わしている。上述したように、レトロフォーカスタイプの広角レンズの色収差は、各群内で極力発生量を抑えることが望ましい。そのため、負パワーの第１群は一般的には低分散の負レンズと高分散の正レンズを組み合わせる。しかし、本発明の広角レンズの場合、１−２群内で色収差を極力小さく抑える必要がある。そのため、１−２群内の正レンズは負レンズよりも低い分散特性を持つ硝材が必要となる。そのため、条件式（３）の範囲内であることが望ましい。条件式（３）の上限の２０．０を越えると、１−２群内で発生する倍率色収差を補正することが困難となり、また、フォーカシングの際に倍率色収差が大きく変動してしまう。また、１−１群と１−２群で軸上色収差が補正過剰となり、結果的に後群で発生する軸上色収差も補正できなくなり好ましくない。また、条件式（３）の下限の３．０を越えると、１−２群内では色収差が小さくなるが、第１群内で倍率色収差を極力小さく抑えることができなくなり好ましくない。したがって、条件式（３）の範囲内であれば、色収差を良好に補正することが可能となる。
【００２２】
さらに、条件式（３）は以下の条件式（６）の範囲であることが望ましい。
【００２３】
（６）  ４．５＜｛Σ（νdi×Φi ) ｝／Φ＜１５．０
この範囲内であれば、さらに軸上色収差、倍率色収差をバランス良く補正することが可能である。
【００２４】
また、本発明の広角レンズの構成は、撮影レンズと撮像素子の間に色分解プリズム、光学ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ等を配置するためのバックフォーカスを十分確保するために、以下の条件式の何れか又は両方を満足することが望ましい。
（７）  −８．００＜ｆ1 ／ｆ＜−２．００
（８）  ２．４０＜ｆ2 ／ｆ＜３．３０
ただし、ｆ1 ：第１群の焦点距離、ｆ2 ：第２群の焦点距離、である。
【００２５】
条件式（７）、（８）は結像性能を良好に保ちながらも非常に長いバックフォーカスを確保するための条件式で、全系の焦点距離に対する前後群の焦点距離を規定するものである。条件式（７）は第１群の焦点距離を規定するもので、上限の−２．００を越えると、十分なバックフォーカスを確保することは可能であるが、非対称なパワー配分がより顕著となり、コマ収差、非点収差、ディストーション等の軸外収差が悪化し、補正が非常に困難となる。さらに、第１群で発生する倍率色収差の増加も招くことになる。また、下限の−８．００を越えると、第１群のパワーが非常に弱くなり、十分なバックフォーカスを確保できなくなり、本発明の属する技術分野の撮影レンズとしては好ましくない。条件式（８）は第２群の焦点距離を規定するもので、上限の３．３０を越えると、第２群のパワーが弱くなり、所望の仕様を得るためには、第１群のパワーも弱くしなければならなく、レンズ全長が非常に長くなってしまう。条件式（８）の下限の２．４０を越えると、第２群のパワーが大きくなり、球面収差が大きく補正不足になると同時に、コマ収差、像面湾曲の補正が困難となる。
【００２６】
したがって、条件式（７）、（８）を満足することで球面収差及び軸外収差を良好に保ちながら、十分なバックフォーカスを確保することが可能となる。
【００２７】
さらに、条件式（７）及び（８）は以下の条件式（９）及び（１０）の範囲内であることが望ましい。
（９）  −６．００＜ｆ1 ／ｆ＜−２．１５
（１０）２．４０＜ｆ2 ／ｆ＜３．００
この範囲内であれば、さらに単色収差、色収差を良好に補正しながらバックフォーカスを十分確保することが可能である。
【００２８】
また、本発明の広角レンズは、以下の条件式の範囲内のバックフォーカスを有す得ることが望ましい。
（１１）２．０＜ｆB ／ｆ＜４．０
ただし、ｆB ：空気換算のバックフォーカス、である。
【００２９】
条件式（１１）は、本発明の撮影レンズの像側に配置される色分解プリズム、光学ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ等を挿入するために必要なバックフォーカスを規定するための条件式である。条件式（１１）の上限の４．０を越えると、前後群のパワーをより強める必要があり、収差補正が非常に困難となる。また、撮像装置そのものが大きくなり好ましくない。また、条件式（１１）の下限の２．０を越えると、上述した光学部材が挿入できなくなり、やはり好ましくない。したがって、本発明の広角レンズは条件式（１１）の範囲内のバックフォーカスを有することが望ましい。
【００３０】
さらに、本発明の広角レンズは１−１群の最も物体側のレンズが正レンズであることが望ましい。最も物体側のレンズは、軸外光束が最も高いため、その正レンズと像側の負レンズとの空気レンズの作用により高次のディストーション及び倍率色収差を発生させることができ、全系として良好にディストーション及び倍率色収差を補正することが可能となる。
【００３１】
また、本発明の撮影レンズの構成は以下の条件式を満足することが望ましい。
（１２）０．６＜（Ｒ2f＋Ｒ2b）／（Ｒ2f−Ｒ2b）＜５．０
ただし、Ｒ2f：１−２群の最も物体側にある面の曲率半径、Ｒ2b：１−２群の最も像側にある面の曲率半径、である。
【００３２】
条件式（１２）はフォーカシングの際の収差変動を極力小さく抑えるための条件式で、１−２群の仮想シェープファクタを規定する条件式である。条件式（１２）の上限の５．０を越えると、その２つの曲率が非常に近くなり、１−２群のパワーが弱くなるためフォーカシングの移動量が大きくなってしまう。また、その２つの曲率半径を大にした場合、軸上マージナル光線の１−２群に入射する角度が大きくなり、フォーカシングの際、球面収差の変動が大きくなると共に、像側の面で補正しているディストーション、倍率色収差及びペッツバール和が補正不足となる。また、その２つの曲率半径を小にした場合、１−２群に入射する軸外光束の入射角が大きくなり、コマ収差が悪化し好ましくない。また、像側の面のパワーが非常に強くなるので、フォーカシングの際、メリディオナル面の変動が大きくなり好ましくない。条件式（１２）の下限の０．６を越えると、１−２群のパワーが強くなり、バックフォーカスの確保が非常に困難となり、また、軸外光束のフォーカス群への入射角が大きくなり軸外収差の変動が大きくなってしまう。
【００３３】
さらに、条件式（１２）は以下の条件式（１３）の範囲内であることが望ましい。
（１３）０．９＜（Ｒ2f＋Ｒ2b）／（Ｒ2f−Ｒ2b）＜３．５
また、本発明の撮像装置の構成は、以上の少なくとも何れかの広角レンズを用いた撮像装置である。以上で説明してきた広角レンズを用いることにより、近年の超高画素化した撮像素子を用いた撮像装置を提供することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるバックフォーカスの長い広角レンズの各実施例について説明する。
以下の実施例１から５の広角レンズの断面図をそれぞれ図１〜図５に示す。各図中、（ａ）は無限遠撮影時、（ｂ）は撮影倍率β＝１／３０、（ｃ）は撮影倍率β＝１／２０（実施例１、３）若しくは１／１０（実施例２、４）の時の断面図である。また、実施例１の無限遠撮影時の収差図を図６に、撮影倍率β＝１／３０の時の収差図を図７に、撮影倍率β＝１／２０の時の収差図を図８に示す。図６〜図８において、ＳＡは球面収差、ＡＳは非点収差、ＤＴは歪曲収差、ＣＣは倍率色収差、ＣＭはコマ収差を示す。図中、“ＦＩＹ”は像高を示す。他の実施例も実施例１と同等の収差上の性能であるため、図示は省いた。なお、実施例１の断面図（図１）の最も像側にある４枚の平行平板１１〜１４は、それぞれ色分解プリズム、赤外カットフィルタ、ローパスフィルタ等を想定したもので、以下全ての実施例においても同様である。
【００３５】
実施例１の広角レンズは、図１に示すように、物体側から順に、全体として負のパワーの第１−１群が、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、物体側の凸面を向けた２枚の負メニスカスレンズ、両凹レンズの４枚構成、全体として正パワーの第１−２群が、両凹レンズと両凸レンズの２枚構成、全体として正パワーの第２群が、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズ、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズ、及び、両凸レンズの６群８枚構成で、レンズ全系で１２群１４枚構成となっている。フォーカス方式は、無限遠撮影から近距離撮影にかけて第１−２群を像側に繰り込むことによりフォーカシングを行っている。フォーカシング群の移動量は１．９ｍｍと非常に少なく、撮影距離が無限遠から至近約３００ｍｍまで略収差変動を極めて小さく抑えることが可能となっている。またフォーカシング群は負レンズと正レンズの２枚のみとなっているため、フォーカシング群の軽量化も図られ、結果的にレンズ保持枠の簡素化も可能となる。
【００３６】
実施例２の広角レンズは、図２に示すように、物体側から順に、全体として負のパワーの第１−１群が、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、物体側の凸面を向けた２枚の負メニスカスレンズ、両凹レンズの４枚構成、全体として正パワーの第１−２群が、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズの１群２枚構成、全体として正パワーの第２群が、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズ、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズ、及び、両凸レンズの６群８枚構成で、レンズ全系で１１群１４枚構成となっている。フォーカス方式は、無限遠撮影から近距離撮影にかけて第１−２群を像側に繰り込むことによりフォーカシングを行っている。この実施例では、フォーカス群（第１−２群）は接合レンズになっており、この場合、フォーカシング群の偏心の効きが非常に弱くなるため、組み立ての際の利点となる。
【００３７】
実施例３の広角レンズは、レンズ系全長の短縮化を行った例であり、レンズ構成は実施例１と略同様で、最も像側の接合レンズが、像側の凸面を向けた正メニスカスレンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとなっている。すなわち、図３に示すように、物体側から順に、全体として負のパワーの第１−１群が、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、物体側の凸面を向けた２枚の負メニスカスレンズ、両凹レンズの４枚構成、全体として正パワーの第１−２群が、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズの２枚構成、全体として正パワーの第２群が、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズ、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸レンズ、像側の凸面を向けた正メニスカスレンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズ、及び、両凸レンズの６群８枚構成で、レンズ全系で１２群１４枚構成となっている。この実施例のように、全長をある程度短縮化した場合でも、良好な結像性能が達成可能である。
【００３８】
実施例４の広角レンズは、図４に示すように、物体側から順に、全体として負のパワーの第１−１群が、凸平正レンズ、物体側の凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹レンズの３枚構成、全体として正パワーの第１−２群が、両凹レンズと両凸レンズの２枚構成、全体として正パワーの第２群が、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズ、両凸レンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズ、両凸レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズの接合レンズの４群７枚構成で、レンズ全系で９群１２枚構成となっている。レンズ枚数を削減した場合でも、至近撮影距離が約１２２ｍｍまで良好な結像性能が達成できている。
【００３９】
実施例５の広角レンズも、実施例３同様、レンズ系全長の短縮化を行ったのものである。レンズ構成は実施例１と略同様であり、良好な結像性能を得られている。すなわち、図５に示すように、物体側から順に、全体として負のパワーの第１−１群が、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、物体側の凸面を向けた３枚の負メニスカスレンズの４枚構成、全体として正パワーの第１−２群が、物体側の凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズの２枚構成、全体として正パワーの第２群が、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズ、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズ、及び、両凸レンズの６群８枚構成で、レンズ全系で１２群１４枚構成となっている。
【００４０】
以下に、上記実施例１〜５の数値データを示す。なお、表中、記号は上記の他、f は全系の焦点距離、Fno はＦナンバー、ωは半画角、fbは空気換算のバックフォーカス、IHは像高、Ndは各レンズのｄ線の屈折率、νd はｄ線のアッベ数、OBJ は物体距離、STO は開口絞りを表す。また、INF は無限大を表す。
【００４１】
0004339430.tif 000002
0004339430.tif 000003
【００４２】
0004339430.tif 000004
0004339430.tif 000005
【００４３】
0004339430.tif 000006
0004339430.tif 000007
【００４４】
0004339430.tif 000008
0004339430.tif 000009
【００４５】
0004339430.tif 000010
0004339430.tif 000011
【００４６】
以上の本発明のバックフォーカスの長い広角レンズは例えば次のように構成することができる。
〔１〕  物体側から順に、全体として負のパワーを持つ第１レンズ群と、絞りと、全体として正のパワーを持つ第２レンズ群とからなり、前記第１レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含み全体として負のパワーを持つ第１−１レンズ群と、少なくとも１つの負レンズを含み全体として正のパワーを持つ第１−２レンズ群で構成され、以下の条件式を満足することを特徴とするバックフォーカスの長い広角レンズ。
【００４７】
（１）  １．５＜Ｄ／ｆ＜５．０
（２）  −１０．０＜ｆ12／ｆ11＜−２．８
ただし、Ｄ：無限遠物体にフォーカス時の第１レンズ群の最も像側の面と第２レンズ群の最も物体側の面との距離、ｆ：全系のｄ線の焦点距離、ｆ11：第１−１レンズ群のｄ線の焦点距離、ｆ12：第１−２レンズ群のｄ線の焦点距離、である。
【００４８】
〔２〕  物体側から順に、全体として負のパワーを持つ第１レンズ群と、絞りと、全体として正のパワーを持つ第２レンズ群とからなり、前記第１レンズ群は、少なくとも１つの正レンズを含み全体として負のパワーを持つ第１−１レンズ群と、少なくとも１つの負レンズを含み全体として正のパワーを持つ第１−２レンズ群で構成され、無限遠から近距離にフォーカスを行う際、前記第１−２レンズ群を物体側から像側へ光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行うことを特徴とするバックフォーカスの長い広角レンズ。
【００４９】
〔３〕  上記２において、以下の条件式を満足することを特徴とするバックフォーカスの長い広角レンズ。
【００５０】
（１）  １．５＜Ｄ／ｆ＜５．０
（２）  −１０．０＜ｆ12／ｆ11＜−２．８
ただし、Ｄ：無限遠物体にフォーカス時の第１レンズ群の最も像側の面と第２レンズ群の最も物体側の面との距離、ｆ：全系のｄ線の焦点距離、ｆ11：第１−１レンズ群のｄ線の焦点距離、ｆ12：第１−２レンズ群のｄ線の焦点距離、である。
【００５１】
〔４〕  上記１から３の何れか１項において、以下の条件式を満足することを特徴とするバックフォーカスの長い広角レンズ。
【００５２】
（３）  ３．０＜｛Σ（νdi×Φi ) ｝／Φ＜２０．０
ただし、νdi：第１−２レンズ群のｉ番目にあるレンズのｄ線のアッベ数、Φi ：第１−２レンズ群のｉ番目にあるレンズのｄ線のパワー、Φ：全系のｄ線のパワー、である。
【００５３】
〔５〕  上記１から４の何れか１項記載の広角レンズを用いたことを特徴とする撮像装置。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかのように、本発明の広角レンズは、バックフォーカスが焦点距離の２倍以上と非常に長く、画角６０°以上、Ｆナンバーが２．８程度と明るく、色収差、ディストーションが良好に補正された、特に近年の超高画素の撮像素子を用いたビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に適した広角レンズを提供することができる。また、無限遠物点から至近に至るまで収差変動を極力小さくし、レンズ鏡筒が簡単な構造で、かつ、フォーカス群の軽量化を行った広角レンズ及びその広角レンズを用いた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の広角レンズの断面図である。
【図２】本発明の実施例２の広角レンズの断面図である。
【図３】本発明の実施例３の広角レンズの断面図である。
【図４】本発明の実施例４の広角レンズの断面図である。
【図５】本発明の実施例５の広角レンズの断面図である。
【図６】実施例１の無限遠撮影時の収差図である。
【図７】実施例１の撮影倍率β＝１／３０の収差図である。
【図８】実施例１の撮影倍率β＝１／２０の収差図である。
【符号の説明】
１１、１２、１３、１４…平行平板（色分解プリズム、赤外カットフィルタ、ローパスフィルタ等）
【図１】
0004339430.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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