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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-10
(45)【発行日】2024-06-18
(54)【発明の名称】光学系及びそれを有する撮像装置
(51)【国際特許分類】
G02B 13/04 20060101AFI20240611BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20240611BHJP
【ＦＩ】
G02B13/04
G02B13/18
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020125741
(22)【出願日】2020-07-22
(65)【公開番号】P2022021876
(43)【公開日】2022-02-03
【審査請求日】2023-07-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000104652
【氏名又は名称】キヤノン電子株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100094112
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 讓
(74)【代理人】
【識別番号】100101498
【弁理士】
【氏名又は名称】越智 隆夫
(74)【代理人】
【識別番号】100106183
【弁理士】
【氏名又は名称】吉澤 弘司
(74)【代理人】
【識別番号】100128668
【弁理士】
【氏名又は名称】齋藤 正巳
(72)【発明者】
【氏名】米山 修二
【審査官】殿岡 雅仁
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－２２０８７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０１４８１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０３２３２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０４８０１６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ９／００ － １７／０８
Ｇ０２Ｂ ２１／０２ － ２１／０４
Ｇ０２Ｂ ２５／００ － ２５／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、および、第３群からなり、各群は、フォーカシング時に可変の間隔で隔てられており、前記第１群は物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けた負の第１メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた負の第２メニスカスレンズ、両凹レンズからなり、前記第１メニスカスレンズの焦点距離をｆ１ＧＮ１、前記第２メニスカスレンズの焦点距離をｆ１ＧＮ２とするとき、０．６０＜ｆ１ＧＮ１／ｆ１ＧＮ２＜１．５０
なる条件を満足し、
前記第２群は、物体側から像側へ順に、曲率半径の絶対値が物体側面よりも小さい凸の像側面を有する正レンズ、曲率半径の絶対値が像側面よりも小さい凹の物体側面を有する負レンズ、両凸レンズからなる
ことを特徴とする光学系。
【請求項2】
物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、および、第３群からなり、各群は、フォーカシング時に可変の間隔で隔てられており、前記第１群は物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けた負の第１メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた負の第２メニスカスレンズ、両凹レンズからなり、前記第１メニスカスレンズの焦点距離をｆ１ＧＮ１、前記第２メニスカスレンズの焦点距離をｆ１ＧＮ２とするとき、０．６０＜ｆ１ＧＮ１／ｆ１ＧＮ２＜１．５０
全系の焦点距離をｆ、前記第１群の焦点距離をｆ１、前記第２ 群の焦点距離をｆ２とするとき、
－１．３＜ｆ／ｆ１＜－１．１
０．５０＜ｆ／ｆ２＜０．５７
なる条件を満足する
ことを特徴とする光学系。
【請求項3】
物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、および、第３群からなり、各群は、フォーカシング時に可変の間隔で隔てられており、前記第１群は物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けた負の第１メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた負の第２メニスカスレンズ、両凹レンズからなり、前記第１メニスカスレンズの焦点距離をｆ１ＧＮ１、前記第２メニスカスレンズの焦点距離をｆ１ＧＮ２とするとき、０．６０＜ｆ１ＧＮ１／ｆ１ＧＮ２＜１．５０
前記第３群は、最も物体側から像側へ順に、正レンズと負レンズの接合レンズ、絞りが配置されている
ことを特徴とする光学系。
【請求項4】
前記第１群は少なくとも１枚の非球面レンズを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項5】
前記第２メニスカスレンズは非球面を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項6】
全系の焦点距離をｆ、前記第３群の前記絞りの像側に隣接する光学面の曲率半径をＲａｓｔとするとき、－０．２０＜ｆ／Ｒａｓｔ＜０．１０
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7】
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の光学系と、前記光学系によって形成された光学像を光電変換する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学系に関し、特に広い画角を有する広角レンズ及びそれを有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、撮像素子としてＣＣＤやＣＭＯＳなどが使われており、１画素の大きさが非常に小さい高画素の撮像素子が開発されている。このような撮像素子に対応するには撮像レンズに高い解像度が要求される。
【0003】
このような高画素の撮像素子に広角レンズを用いようとすると、その広い画角に伴い発生する像面湾曲や非点収差により高解像度を達成するのは困難である。
【0004】
特許文献１には３つのレンズ群からなる広角レンズが開示されており、フォーカシングに際し各群の間隔を変化させて収差の距離変化を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１９－１０１１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１に開示された光学系のようにフォーカシングの際に各群間の間隔を変えても、収差変化が充分に抑制されているとは言えない。
【0007】
そこで本発明は、全倍率範囲に渡り高解像度を有する光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の実施例にかかる光学系は、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、および、第３群からなり、各群は、フォーカシング時に可変の間隔で隔てられており、前記第１群は物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けた負の第１メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた負の第２メニスカスレンズ、両凹レンズからなり、前記第１メニスカスレンズの焦点距離をｆ１ＧＮ１、前記第２メニスカスレンズの焦点距離をｆ１ＧＮ２とするとき、
０．６０＜ｆ１ＧＮ１／ｆ１ＧＮ２＜１．５０
前記第２ 群は、物体側から像側へ順に、曲率半径の絶対値が物体側面よりも小さい凸の像側面を有する正レンズ、曲率半径の絶対値が像側面よりも小さい凹の物体側面を有する負レンズ、両凸レンズからなる
ことを特徴とする。
０．６０＜ｆ１ＧＮ１／ｆ１ＧＮ２＜１．５０
前記第２ 群は、物体側から像側へ順に、曲率半径の絶対値が物体側面よりも小さい凸の像側面を有する正レンズ、曲率半径の絶対値が像側面よりも小さい凹の物体側面を有する負レンズ、両凸レンズからなる
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、全倍率範囲に渡り高解像度を有する光学系を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施例１の光学系の断面図である。
【図2】実施例１の光学系の無限遠にフォーカス時の収差図である。
【図3】実施例１の光学系の中間倍率にフォーカス時の収差図である。
【図4】実施例１の光学系の最大倍率にフォーカス時の収差図である。
【図5】実施例２の光学系の断面図である。
【図6】実施例２の光学系の無限遠にフォーカス時の収差図である。
【図7】実施例２の光学系の中間倍率にフォーカス時の収差図である。
【図8】実施例２の光学系の最大倍率にフォーカス時の収差図である。
【図9】実施例３の光学系の断面図である。
【図10】実施例３の光学系の無限遠にフォーカス時の収差図である。
【図11】実施例３の光学系の中間倍率にフォーカス時の収差図である。
【図12】実施例３の光学系の最大倍率にフォーカス時の収差図である。
【図13】実施例４の光学系の断面図である。
【図14】実施例４の光学系の無限遠にフォーカス時の収差図である。
【図15】実施例４の光学系の中間倍率にフォーカス時の収差図である。
【図16】実施例４の光学系の最大倍率にフォーカス時の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施例に係る広角レンズについて、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【0012】
各実施例の広角レンズは、ビデオカメラやデジタルカメラ、銀塩フィルムカメラ、テレビカメラ等の撮像装置に用いられる撮影光学系である。図１、５、９、１３に示す光学系の断面図において、左方が物体側（前方）であり、右方が像側（後方）である。また各断面図において、絞りは、開放Ｆナンバーの光束を決定する。
【0013】
無限遠物体から最至近距離物体へのフォーカシングに際して、各レンズ群は、図中の矢印に示すように移動する。なお、本明細書において「レンズ群」とは、複数のレンズから構成されていてもよいし、１枚のレンズから構成されていてもよい。
【0014】
ビデオカメラやデジタルカメラなどの撮像装置に各実施例の光学系を使用する場合は、像面は、光学系によって形成された光学像を光電変換するＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子に相当する。銀塩フィルムカメラの撮像装置に各実施例の光学系を使用する場合は、像面はフィルム面に相当する。
【0015】
図２、６、１０、１４は各実施例における無限遠にフォーカスした場合の収差図である。球面収差図においてＦｎｏ．はＦナンバーであり、粗い破線はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、実線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、細かい破線はＣ線（波長６５６．３ｎｍ）に対する球面収差を示している。像面湾曲図において実線Ｓはサジタル像面、破線Ｍはメリディオナル像面である。歪曲収差図はｄ線について示している。ｙは像面上での画面中心からの高さである。
【0016】
図３、７、１１、１５は各実施例における中間倍率にフォーカスした場合の、図４、８、１２、１６は各実施例における最大倍率にフォーカスした場合の収差図である。球面収差図においてＦｅ．は有限共役状態での有効Ｆナンバーである。像面湾曲図と歪曲収差図は図２、６、１０、１４と同様である。
【0017】
本発明の実施例にかかる広角レンズは、物体側より像側へ順に負の屈折力を有する第１群、正の屈折力を有する第２群、正または負の屈折力を有する第３群を有する。各群は可変の間隔で隔てられており、特に第１群は物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ（第１メニスカスレンズ）１－１、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ（第２メニスカスレンズ）１－２、両凹レンズ１－３からなる。
また、負の屈折力を有する第１群は少なくとも１枚の非球面レンズを有している。
また、負の屈折力を有する第１群は少なくとも１枚の非球面レンズを有している。
【0018】
このような構成とすることで、所謂レトロフォーカスタイプを構成している。特に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズを第１レンズ１－１、第２レンズ１－２に配することで、画角に伴って発生するため特に広角レンズで問題となるディストーションの発生を防いでいる。
第１群の非球面レンズも主にディストーションを補正している。
第１群の非球面レンズも主にディストーションを補正している。
【0019】
第３レンズ１－３は両凹レンズとすることで、第１、第２レンズで曲げられ入射角が小さくなった軸外光束に対し最小偏角に近い形で、収差発生を最小に収めつつ再び屈折し第２群への入射高さを高くし、第２群での収差補正をしやすくしている。
【0020】
また、前記第１群の最も物体側の負レンズ１－１の焦点距離をｆ１ＧＮ１、前記第１群の物体側から２番目の負レンズ１－２の焦点距離をｆ１ＧＮ２とするとき、
０．６０＜ｆ１ＧＮ１／ｆ１ＧＮ２＜１．５０ ・・・（１）
なる条件を満足することを特徴とする広角レンズである。
０．６０＜ｆ１ＧＮ１／ｆ１ＧＮ２＜１．５０ ・・・（１）
なる条件を満足することを特徴とする広角レンズである。
【0021】
条件式（１）は第１レンズ１－１と第２レンズ１－２のパワーの比に関するもので、その範囲に１を含み、第１レンズ１－１と第２レンズ１－２のパワーが比較的近いことを表している。第１レンズ１－１も第２レンズ１－２も共に物体側に凸面を向けたメニスカス形状で、屈折力が均等に近くなるように分割し、軸外光束を徐々に屈折することで収差発生を最小に収めている。このため、条件式（１）の上限、下限のどちらを越えても第１レンズ１－１と第２レンズ１－２のパワーのバランスが崩れ、特にディストーションを適切な値に留めることが出来なくなってしまう。
【0022】
条件式（１）の下限を越えると、第１レンズ１－１のパワーが過剰となり、第２レンズ１－２のパワーが弱くなりバランスが崩れてしまい、収差（特にディストーション）の発生を最小に収めることが困難になる。
【0023】
条件式（１）の上限を越えると、第２レンズ１－２のパワーが過剰となり、第１レンズ１－１のパワーが弱くなりバランスが崩れてしまい、収差（特にディストーション）の発生を最小に収めることが困難になる。
【0024】
本発明の実施例では第１群中の第２レンズ１－２を非球面レンズとしている。非球面レンズにディストーション補正の作用を与えるには、軸外光束の入射高さが変化する、絞りから離れた物体側が良いが、一般的にレトロフォーカスタイプの物体側レンズは画角に伴いレンズ径が大型化する。最も物体側のレンズを非球面レンズとすれば、ディストーション補正には有利だがレンズが大型化してしまいコストが高くなってしまう。しかし、非球面の位置を、レンズ径の小さい像側に移動し絞りに近づければ、コストには有利だがディストーション補正の能力が小さくなってしまう。そこで、本発明の実施例のように第２レンズ１－２を非球面レンズとすることが最もコストとディストーション補正のバランスが良い。
【0025】
条件式（１）の数値範囲は、次のように設定することが好ましい。
０．８０＜ｆ１ＧＮ１／ｆ１ＧＮ２＜１．３０ ・・・（１ａ）
０．８０＜ｆ１ＧＮ１／ｆ１ＧＮ２＜１．３０ ・・・（１ａ）
【0026】
条件式（１）の数値範囲は、次のように設定するとより好ましい。
０．９０＜ｆ１ＧＮ１／ｆ１ＧＮ２＜１．１０ ・・・（１ｂ）
０．９０＜ｆ１ＧＮ１／ｆ１ＧＮ２＜１．１０ ・・・（１ｂ）
【0027】
本発明の実施例にかかる広角レンズの第２群は、正の屈折力を有し、物体側から像側へ順に、像側により強い正のパワーを有する面を向けた正レンズ２－１、物体側により強い負のパワーを有する面を向けた負レンズ２－２、両凸レンズ２－３からなっている。
【0028】
正の屈折力の第２群は、負の屈折力の第１群からの発散光束を受けて収束し第３群に入射する役割を担っている。そのため第２群は比較的強いパワーを持っており、第２群自身の収差発生を抑えておかなければならない。そこで、ザイデルの５収差全てを補正できる最も簡単な構成の正、負、正のトリプレットタイプを採っている。実際には収差を０に補正するのではなく、負レンズのみで構成された１群からの大きな収差を補正するため大きな収差を発生するような形状をしている。
【0029】
第２群の最も物体側の正レンズ２－１は無限遠物点に対し球面収差が小さい形状をしているが、２群内での共役状態では負の球面収差と内コマを発生している。これにより、負の第１群で発生した正の球面収差と外コマを補正している。２群の物体側から２番目の負レンズ２－２は２群の物体側の正レンズ２－１で発生した球面収差やコマをあまり補正しないような形状をしており、色収差とペッツバール和を補正している。第２群の物体側から３番目の２－３レンズは両凸形状をしており第１群からの大きな正の球面収差を負の球面収差で補正している。
【0030】
更に、実施例にかかる広角レンズは以下の条件式（２）、（３）を満足することが望ましい。
－１．３０＜ｆ／ｆ１＜－１．１０ ・・・（２）
０．５０＜ｆ／ｆ２＜０．５７ ・・・（３）
ここで、ｆはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）におけるレンズ全系の焦点距離、ｆ１は第１群の焦点距離、ｆ２は第２群の焦点距離を表している。
－１．３０＜ｆ／ｆ１＜－１．１０ ・・・（２）
０．５０＜ｆ／ｆ２＜０．５７ ・・・（３）
ここで、ｆはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）におけるレンズ全系の焦点距離、ｆ１は第１群の焦点距離、ｆ２は第２群の焦点距離を表している。
【0031】
条件式（２）は第１群のパワーに関し、条件式（２）の下限を下回って第１群の負のパワーが強まればディストーションや像面湾曲を適切な値に保てなくなる。条件式（２）の上限を上回って第２群の負のパワーが弱くなるとバックフォーカスが短くなり過ぎてしまう。
【0032】
条件式（３）は第２群のパワーに関し、条件式（３）の下限を下回って第２群のパワーが弱くなると、負の球面収差が小さくなってしまい負の第１群で発生した正の球面収差を充分に補正できなくなってしまう。条件式（３）の上限を越えて第２群のパワーが強くなると、反対に負の球面収差が大きくなり過ぎ全系の球面収差を適切に保てなくなる。
【0033】
また、実施例にかかる広角レンズは可変の間隔により各群が分割されているが、可変間隔は、近距離物体へのフォーカシング時に可変として所謂フローティングとして用いられる。このフローティングにより、レトロフォーカスタイプで、近距離物体への合焦時に起こる像面湾曲変化を補正することができる。
【0034】
条件式（２）と条件式（３）のように第１群と第２群のパワーを定めることによりフローティング時の各群の移動量を適切に定めることが出来る。
【0035】
条件式（２）、（３）の数値範囲は、次のように設定することが好ましい。
－１．２５＜ｆ／ｆ１＜－１．１４ ・・・（２ａ）
０．５１＜ｆ／ｆ２＜０．５６ ・・・（３ａ）
－１．２５＜ｆ／ｆ１＜－１．１４ ・・・（２ａ）
０．５１＜ｆ／ｆ２＜０．５６ ・・・（３ａ）
【0036】
条件式（２）、（３）の数値範囲は、次のように設定するとより好ましい。
－１．２０＜ｆ／ｆ１＜－１．１６ ・・・（２ｂ）
０．５２＜ｆ／ｆ２＜０．５５ ・・・（３ｂ）
－１．２０＜ｆ／ｆ１＜－１．１６ ・・・（２ｂ）
０．５２＜ｆ／ｆ２＜０．５５ ・・・（３ｂ）
【0037】
本発明の実施例にかかる広角レンズの第３群は、物体側から像側へ順に正の屈折力の３－１レンズと負の屈折力の３－２レンズとの接合レンズが配置され、その直後に絞りを有している。更に絞りの像側の３－３レンズの物体側面の曲率半径をＲａｓｔとすると以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
－０．２０＜ｆ／Ｒａｓｔ＜０．１０ ・・・（４）
－０．２０＜ｆ／Ｒａｓｔ＜０．１０ ・・・（４）
【0038】
第３群の物体側の正レンズ３－１と負レンズ３－２の接合レンズは接合面で大きな正の球面収差を発生して全系の球面収差を適切に補正する役割をしている。また、軸上色収差の補正もしている。
【0039】
条件式（４）は絞り直後の３－３レンズの物体側面の曲率半径に関するものである。条件式（４）の下限を越えて負に曲率が大きくなれば、特にサジタル光束の面への入射角が大きくなりサジタルコマが発生してしまう。条件式（４）の上限を越えて曲率が正に大きくなれば、非点収差が大きくなり全系の値を適切に留めることが出来なくなる。
【0040】
条件式（４）の数値範囲は、次のように設定するとより好ましい。
－０．１５＜ｆ／Ｒａｓｔ＜０．０６ ・・・（４ａ）
条件式（４）の数値範囲は、次のように設定するとより好ましい。
－０．１０＜ｆ／Ｒａｓｔ＜０．０５ ・・・（４ｂ）
－０．１５＜ｆ／Ｒａｓｔ＜０．０６ ・・・（４ａ）
条件式（４）の数値範囲は、次のように設定するとより好ましい。
－０．１０＜ｆ／Ｒａｓｔ＜０．０５ ・・・（４ｂ）
【0041】
ここまで述べてきたようなレンズ構成を有し、かつ、各条件式を満たすことにより、実施例にかかる広角レンズは全物体距離にわたって高い解像度を得ることができる。
【0042】
［実施例１］
図１は、実施例１の広角レンズの無限遠物体にフォーカス時の断面図である。図２と図３、および図４は、それぞれ、実施例１の広角レンズの無限遠物体にフォーカス時の収差図と中間倍率での収差図、および最至近距離物体にフォーカス時の収差図である。
図１は、実施例１の広角レンズの無限遠物体にフォーカス時の断面図である。図２と図３、および図４は、それぞれ、実施例１の広角レンズの無限遠物体にフォーカス時の収差図と中間倍率での収差図、および最至近距離物体にフォーカス時の収差図である。
【0043】
実施例１の広角レンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、第３群を有し、各群は可変の間隔で隔てられている。無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、各群が矢印に示すように移動する。
【0044】
このフローティング機構により、無限遠から最至近距離への全物体距離にわたって、像面湾曲を補正することができる。
【0045】
第１群は物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズの１－１レンズ、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズの１－２レンズ、両凹レンズの１－３レンズからなり、負のメニスカスレンズの１－２レンズは両面が非球面の非球面レンズである。
この第１群の構成により主にディストーションを良好に補正している。
この第１群の構成により主にディストーションを良好に補正している。
【0046】
第２群は、物体側から像側へ順に、像側により強い正のパワーを有する面を向けた正レンズの２－１レンズ、物体側により強い負のパワーを有する面を向けた負レンズの２－２レンズ、両凸レンズの２－３レンズからなる。すなわち、２－１レンズは、曲率半径の絶対値が物体側面よりも小さい凸の像側面を有する正レンズである。２－２レンズは、曲率半径の絶対値が像側面よりも小さい凹の物体側面を有する負レンズである。
【0047】
第３群は、物体側から像側へ順に正の屈折力の３－１レンズと負の屈折力の３－２レンズとの接合レンズが配置され、その像側に隣接して絞りを有している。
【0048】
［実施例２］
図５は、実施例２の広角レンズの無限遠物体にフォーカス時の断面図である。図６と図７、および図８は、それぞれ、実施例２の広角レンズの無限遠物体にフォーカス時の収差図と中間倍率での収差図、および最至近距離物体にフォーカス時の収差図である。
図５は、実施例２の広角レンズの無限遠物体にフォーカス時の断面図である。図６と図７、および図８は、それぞれ、実施例２の広角レンズの無限遠物体にフォーカス時の収差図と中間倍率での収差図、および最至近距離物体にフォーカス時の収差図である。
【0049】
実施例２の広角レンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、第３群を有し、各群は可変の間隔で隔てられている。無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、各群が矢印に示すように移動する。
【0050】
このフローティング機構により、無限遠から最至近距離への全物体距離にわたって、像面湾曲を補正することができる。
【0051】
第１群は物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズの１－１レンズ、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズの１－２レンズ、両凹レンズの１－３レンズからなり、負のメニスカスレンズの１－２レンズは両面が非球面の非球面レンズである。
この第１群の構成により主にディストーションを良好に補正している。
この第１群の構成により主にディストーションを良好に補正している。
【0052】
第２群は、物体側から像側へ順に、像側により強い正のパワーを有する面を向けた正レンズの２－１レンズ、物体側により強い負のパワーを有する面を向けた負レンズの２－２レンズ、両凸レンズの２－３レンズからなる。すなわち、２－１レンズは、曲率半径の絶対値が物体側面よりも小さい凸の像側面を有する正レンズである。２－２レンズは、曲率半径の絶対値が像側面よりも小さい凹の物体側面を有する負レンズである。
【0053】
第３群は、物体側から像側へ順に正の屈折力の３－１レンズと負の屈折力の３－２レンズとの接合レンズが配置され、その像側に隣接して絞りを有している。
【0054】
［実施例３］
図９は、実施例３の広角レンズの無限遠物体にフォーカス時の断面図である。図１０と図１１、および図１２は、それぞれ、実施例３の広角レンズの無限遠物体にフォーカス時の収差図と中間倍率での収差図、および最至近距離物体にフォーカス時の収差図である。
図９は、実施例３の広角レンズの無限遠物体にフォーカス時の断面図である。図１０と図１１、および図１２は、それぞれ、実施例３の広角レンズの無限遠物体にフォーカス時の収差図と中間倍率での収差図、および最至近距離物体にフォーカス時の収差図である。
【0055】
実施例３の広角レンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、第３群を有し、各群は可変の間隔で隔てられている。無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、各群が矢印に示すように移動する。
【0056】
このフローティング機構により、無限遠から最至近距離への全物体距離にわたって、像面湾曲を補正することができる。
【0057】
第１群は物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズの１－１レンズ、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズの１－２レンズ、両凹レンズの１－３レンズからなり、負のメニスカスレンズの１－２レンズは両面が非球面の非球面レンズである。
この第１群の構成により主にディストーションを良好に補正している。
この第１群の構成により主にディストーションを良好に補正している。
【0058】
第２群は、物体側から像側へ順に、像側により強い正のパワーを有する面を向けた正レンズの２－１レンズ、物体側により強い負のパワーを有する面を向けた負レンズの２－２レンズ、両凸レンズの２－３レンズからなる。すなわち、２－１レンズは、曲率半径の絶対値が物体側面よりも小さい凸の像側面を有する正レンズである。２－２レンズは、曲率半径の絶対値が像側面よりも小さい凹の物体側面を有する負レンズである。
【0059】
第３群は、物体側から像側へ順に正の屈折力の３－１レンズと負の屈折力の３－２レンズとの接合レンズが配置され、その像側に隣接して絞りを有している。
【0060】
［実施例４］
図１３は、実施例４の広角レンズの無限遠物体にフォーカス時の断面図である。図１４と図１５、および図１６は、それぞれ、実施例４の広角レンズの無限遠物体にフォーカス時の収差図と中間倍率での収差図、および最至近距離物体にフォーカス時の収差図である。
図１３は、実施例４の広角レンズの無限遠物体にフォーカス時の断面図である。図１４と図１５、および図１６は、それぞれ、実施例４の広角レンズの無限遠物体にフォーカス時の収差図と中間倍率での収差図、および最至近距離物体にフォーカス時の収差図である。
【0061】
実施例４の広角レンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、第３群を有し、各群は可変の間隔で隔てられている。無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、各群が矢印に示すように移動する。
【0062】
このフローティング機構により、無限遠から最至近距離への全物体距離にわたって、像面湾曲を補正することができる。
【0063】
第１群は物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズの１－１レンズ、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズの１－２レンズ、両凹レンズの１－３レンズからなり、負のメニスカスレンズの１－２レンズは両面が非球面の非球面レンズである。
この第１群の構成により主にディストーションを良好に補正している。
この第１群の構成により主にディストーションを良好に補正している。
【0064】
第２群は、物体側から像側へ順に、像側により強い正のパワーを有する面を向けた正レンズの２－１レンズ、物体側により強い負のパワーを有する面を向けた負レンズの２－２レンズ、両凸レンズの２－３レンズからなる。すなわち、２－１レンズは、曲率半径の絶対値が物体側面よりも小さい凸の像側面を有する正レンズである。２－２レンズは、曲率半径の絶対値が像側面よりも小さい凹の物体側面を有する負レンズである。
【0065】
第３群は、物体側から像側へ順に正の屈折力の３－１レンズと負の屈折力の３－２レンズとの接合レンズが配置され、その像側に隣接して絞りを有している。
【0066】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明の広角レンズはこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【0067】
［数値実施例］
以下に、実施例１～４のそれぞれに対応する数値実施例１～４を示す。数値実施例１～４に関して、条件式（１）～（４）に対応する数値を表１に示す。また、数値実施例１～４において、Ｒｉは物体側より第ｉ番目の光学面の曲率半径、Ｄｉは物体側より第ｉ面と第ｉ＋１面の間の光学面の間隔、Ｎｄｉは物体側より第ｉ面と第ｉ＋１面の間の光学部材のｄ線に対する屈折率、Ｖｄｉは物体側より第ｉ面と第ｉ＋１面の間の光学部材の材料のアッベ数を示す。フラウンホーファー線のＦ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する材料の屈折率をそれぞれＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとする。そして、アッベ数Ｖｄを、
Ｖｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
として表す。
以下に、実施例１～４のそれぞれに対応する数値実施例１～４を示す。数値実施例１～４に関して、条件式（１）～（４）に対応する数値を表１に示す。また、数値実施例１～４において、Ｒｉは物体側より第ｉ番目の光学面の曲率半径、Ｄｉは物体側より第ｉ面と第ｉ＋１面の間の光学面の間隔、Ｎｄｉは物体側より第ｉ面と第ｉ＋１面の間の光学部材のｄ線に対する屈折率、Ｖｄｉは物体側より第ｉ面と第ｉ＋１面の間の光学部材の材料のアッベ数を示す。フラウンホーファー線のＦ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する材料の屈折率をそれぞれＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとする。そして、アッベ数Ｖｄを、
Ｖｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
として表す。
【0068】
ＢＦはバックフォーカスを示す。ｉｎ Ａｉｒはフィルターが無い場合を表し、ＢＦはフィルターが無い場合のバックフォーカスを示す。
【0069】
非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正としＣを近軸曲率半径Ｒの逆数、Ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０をそれぞれ非球面係数としたとき、
で表している。非球面係数の「Ｅ－ｘ」は×１０－ｘを意味する。
【数1】
【0070】
［数値実施例１］
焦点距離 25.66
Ｆナンバー 3.20
像高 17.95
面番号 Ｒ Ｄ Ｎｄ Ｖｄ
1 46.536 3.500 1.92286 18.90
2 31.410 6.410
3 50.760 3.500 1.49700 81.55 （非球面）
4 26.274 17.470 （非球面）
5 -56.264 3.000 1.60300 65.44
6 56.264 16.900
7 373.700 9.820 1.78472 25.68
8 -69.223 9.380
9 -68.593 3.000 1.65412 39.68
10 -141.315 0.430
11 95.443 10.000 1.71299 53.87
12 -95.443 22.020
13 56.680 10.000 1.49700 81.55
14 -35.990 4.170 1.59551 39.24
15 -526.400 6.540
16 ∞ 2.930 （絞り）
17 -368.600 1.700 1.69895 30.13
18 19.455 3.330 1.59522 67.74
19 73.807 0.200
20 35.293 5.000 1.59522 67.74
21 -51.374 5.440
22 -53.265 6.000 1.86100 37.10
23 73.960 8.970 （非球面）
24 171.350 7.080 1.80000 29.84
25 -33.200 1.900
26 -95.670 1.710 1.64769 33.79
27 ∞ 21.503
28 ∞ 1.720 1.51633 64.14 （フィルター）
29 ∞
30 ∞ （像面）
非球面係数
面番号 K A4 A6 A8 A10
3 0.06400 1.28290E-05 -1.26120E-08 1.16110E-11 2.11000E-15
4 -0.01464 1.27350E-05 -6.85600E-09 -1.46480E-11 4.68900E-14
23 0.00000 1.54200E-05 1.22000E-09 -2.81600E-11 0.00000E+00
倍率 0.00000 -0.03302 -0.06577
物体距離 ∞ 734.333 347.473
Ｄ 6 16.900 17.285 17.667
Ｄ12 22.020 20.589 19.165
ＢＦ 24.142 23.746 23.371 （ｉｎ Ａｉｒ）
焦点距離 25.66
Ｆナンバー 3.20
像高 17.95
面番号 Ｒ Ｄ Ｎｄ Ｖｄ
1 46.536 3.500 1.92286 18.90
2 31.410 6.410
3 50.760 3.500 1.49700 81.55 （非球面）
4 26.274 17.470 （非球面）
5 -56.264 3.000 1.60300 65.44
6 56.264 16.900
7 373.700 9.820 1.78472 25.68
8 -69.223 9.380
9 -68.593 3.000 1.65412 39.68
10 -141.315 0.430
11 95.443 10.000 1.71299 53.87
12 -95.443 22.020
13 56.680 10.000 1.49700 81.55
14 -35.990 4.170 1.59551 39.24
15 -526.400 6.540
16 ∞ 2.930 （絞り）
17 -368.600 1.700 1.69895 30.13
18 19.455 3.330 1.59522 67.74
19 73.807 0.200
20 35.293 5.000 1.59522 67.74
21 -51.374 5.440
22 -53.265 6.000 1.86100 37.10
23 73.960 8.970 （非球面）
24 171.350 7.080 1.80000 29.84
25 -33.200 1.900
26 -95.670 1.710 1.64769 33.79
27 ∞ 21.503
28 ∞ 1.720 1.51633 64.14 （フィルター）
29 ∞
30 ∞ （像面）
非球面係数
面番号 K A4 A6 A8 A10
3 0.06400 1.28290E-05 -1.26120E-08 1.16110E-11 2.11000E-15
4 -0.01464 1.27350E-05 -6.85600E-09 -1.46480E-11 4.68900E-14
23 0.00000 1.54200E-05 1.22000E-09 -2.81600E-11 0.00000E+00
倍率 0.00000 -0.03302 -0.06577
物体距離 ∞ 734.333 347.473
Ｄ 6 16.900 17.285 17.667
Ｄ12 22.020 20.589 19.165
ＢＦ 24.142 23.746 23.371 （ｉｎ Ａｉｒ）
【0071】
[数値実施例２]
焦点距離 25.64
Ｆナンバー 3.01
像高 17.95
面番号 Ｒ Ｄ Ｎｄ Ｖｄ
1 45.980 3.500 1.92286 18.90
2 31.110 4.520
3 50.960 3.500 1.48749 70.24 （非球面）
4 26.350 18.170 （非球面）
5 -56.050 3.000 1.60300 65.44
6 56.050 16.908
7 350.570 10.000 1.78472 25.68
8 -70.590 9.000
9 -69.530 3.000 1.65412 39.68
10 -133.130 1.540
11 96.824 10.000 1.71299 53.87
12 -96.824 22.022
13 56.610 10.000 1.49700 81.55
14 -35.390 8.880 1.59551 39.24
15 -802.500 3.930
16 ∞ 2.590 （絞り）
17 1453.600 1.700 1.69895 30.13
18 19.050 3.170 1.59522 67.74
19 71.340 0.200
20 36.090 5.000 1.59522 67.74
21 -54.930 5.200
22 -59.510 6.000 1.86100 37.10
23 62.730 9.200 （非球面）
24 153.200 7.250 1.80000 29.84
25 -33.870 1.430
26 -105.260 1.700 1.64769 33.79
27 848.600 21.632
28 ∞ 1.720 1.51633 64.14 （フィルター）
29 ∞
30 ∞ （像面）
非球面係数
面番号 K A4 A6 A8 A10
3 0.06400 1.36110E-05 -1.43055E-08 1.28290E-11 1.90200E-15
4 -0.01464 1.35800E-05 -8.27280E-09 -1.61510E-11 4.95990E-14
23 0.00000 1.49670E-05 -1.94900E-09 -2.25700E-11 0.00000E+00
倍率 0.00000 -0.03315 -0.06630
物体距離 ∞ 731.467 344.816
Ｄ 6 16.908 17.306 17.703
Ｄ12 22.022 20.622 19.227
ＢＦ 23.271 23.716 24.161 （ｉｎ Ａｉｒ）
焦点距離 25.64
Ｆナンバー 3.01
像高 17.95
面番号 Ｒ Ｄ Ｎｄ Ｖｄ
1 45.980 3.500 1.92286 18.90
2 31.110 4.520
3 50.960 3.500 1.48749 70.24 （非球面）
4 26.350 18.170 （非球面）
5 -56.050 3.000 1.60300 65.44
6 56.050 16.908
7 350.570 10.000 1.78472 25.68
8 -70.590 9.000
9 -69.530 3.000 1.65412 39.68
10 -133.130 1.540
11 96.824 10.000 1.71299 53.87
12 -96.824 22.022
13 56.610 10.000 1.49700 81.55
14 -35.390 8.880 1.59551 39.24
15 -802.500 3.930
16 ∞ 2.590 （絞り）
17 1453.600 1.700 1.69895 30.13
18 19.050 3.170 1.59522 67.74
19 71.340 0.200
20 36.090 5.000 1.59522 67.74
21 -54.930 5.200
22 -59.510 6.000 1.86100 37.10
23 62.730 9.200 （非球面）
24 153.200 7.250 1.80000 29.84
25 -33.870 1.430
26 -105.260 1.700 1.64769 33.79
27 848.600 21.632
28 ∞ 1.720 1.51633 64.14 （フィルター）
29 ∞
30 ∞ （像面）
非球面係数
面番号 K A4 A6 A8 A10
3 0.06400 1.36110E-05 -1.43055E-08 1.28290E-11 1.90200E-15
4 -0.01464 1.35800E-05 -8.27280E-09 -1.61510E-11 4.95990E-14
23 0.00000 1.49670E-05 -1.94900E-09 -2.25700E-11 0.00000E+00
倍率 0.00000 -0.03315 -0.06630
物体距離 ∞ 731.467 344.816
Ｄ 6 16.908 17.306 17.703
Ｄ12 22.022 20.622 19.227
ＢＦ 23.271 23.716 24.161 （ｉｎ Ａｉｒ）
【0072】
［数値実施例３］
焦点距離 25.46
Ｆナンバー 3.20
像高 17.95
面番号 Ｒ Ｄ Ｎｄ Ｖｄ
1 41.963 3.500 1.92286 18.90
2 29.247 4.599
3 32.966 3.500 1.49700 81.55 （非球面）
4 19.046 18.307 （非球面）
5 -61.242 3.000 1.60300 65.44
6 61.242 17.963
7 369.459 9.820 1.78472 25.68
8 -69.266 0.527
9 -68.657 3.000 1.65412 39.68
10 -165.882 0.200
11 101.057 10.000 1.71299 53.87
12 -101.057 21.940
13 89.491 10.000 1.49700 81.55
14 -41.492 4.170 1.59551 39.24
15 -228.337 12.630
16 ∞ 1.486 （絞り）
17 -180.651 1.700 1.69895 30.13
18 18.721 3.330 1.59522 67.74
19 111.164 0.200
20 33.311 5.000 1.59522 67.74
21 -60.474 7.434
22 -60.511 6.000 1.86100 37.10
23 80.633 5.730 （非球面）
24 106.258 7.282 1.80000 29.84
25 -31.347 0.199
26 -154.813 1.710 1.64769 33.79
27 111.770 25.791
28 ∞ 1.720 1.51633 64.14 （フィルター）
29 ∞
30 ∞ （像面）
非球面係数
面番号 K A4 A6 A8 A10
3 -0.09304 -4.60739E-06 5.96973E-09 -7.19807E-12 2.08578E-15
4 -0.90992 2.95283E-06 9.95813E-09 1.25571E-12 -9.93222E-15
23 0.00000 1.72050E-05 1.40349E-09 -2.71133E-11 -2.68776E-14
倍率 0.00000 -0.03315 -0.06630
物体距離 ∞ 728.979 345.187
Ｄ 6 17.963 18.240 18.507
Ｄ12 21.940 20.653 19.412
ＢＦ 28.423 28.960 29.501 （ｉｎ Ａｉｒ）
焦点距離 25.46
Ｆナンバー 3.20
像高 17.95
面番号 Ｒ Ｄ Ｎｄ Ｖｄ
1 41.963 3.500 1.92286 18.90
2 29.247 4.599
3 32.966 3.500 1.49700 81.55 （非球面）
4 19.046 18.307 （非球面）
5 -61.242 3.000 1.60300 65.44
6 61.242 17.963
7 369.459 9.820 1.78472 25.68
8 -69.266 0.527
9 -68.657 3.000 1.65412 39.68
10 -165.882 0.200
11 101.057 10.000 1.71299 53.87
12 -101.057 21.940
13 89.491 10.000 1.49700 81.55
14 -41.492 4.170 1.59551 39.24
15 -228.337 12.630
16 ∞ 1.486 （絞り）
17 -180.651 1.700 1.69895 30.13
18 18.721 3.330 1.59522 67.74
19 111.164 0.200
20 33.311 5.000 1.59522 67.74
21 -60.474 7.434
22 -60.511 6.000 1.86100 37.10
23 80.633 5.730 （非球面）
24 106.258 7.282 1.80000 29.84
25 -31.347 0.199
26 -154.813 1.710 1.64769 33.79
27 111.770 25.791
28 ∞ 1.720 1.51633 64.14 （フィルター）
29 ∞
30 ∞ （像面）
非球面係数
面番号 K A4 A6 A8 A10
3 -0.09304 -4.60739E-06 5.96973E-09 -7.19807E-12 2.08578E-15
4 -0.90992 2.95283E-06 9.95813E-09 1.25571E-12 -9.93222E-15
23 0.00000 1.72050E-05 1.40349E-09 -2.71133E-11 -2.68776E-14
倍率 0.00000 -0.03315 -0.06630
物体距離 ∞ 728.979 345.187
Ｄ 6 17.963 18.240 18.507
Ｄ12 21.940 20.653 19.412
ＢＦ 28.423 28.960 29.501 （ｉｎ Ａｉｒ）
【0073】
［数値実施例４］
焦点距離 25.67
Ｆナンバー 3.20
像高 17.95
面番号 Ｒ Ｄ Ｎｄ Ｖｄ
1 46.490 3.500 1.92286 18.90
2 30.839 2.943
3 51.738 3.500 1.48749 70.24 （非球面）
4 26.920 17.930 （非球面）
5 -56.263 3.000 1.60300 65.44
6 56.738 16.876
7 416.052 10.000 1.78472 25.68
8 -71.030 9.757
9 -69.906 3.000 1.65412 39.68
10 -125.473 0.835
11 96.222 10.215 1.71299 53.87
12 -95.345 22.011
13 54.872 9.975 1.49700 81.55
14 -35.332 5.741 1.59551 39.24
15 1285.041 5.041
16 ∞ 3.997 （絞り）
17 699.495 1.700 1.69895 30.13
18 18.849 3.517 1.59522 67.74
19 74.928 0.200
20 38.900 4.903 1.59522 67.74
21 -50.239 4.965
22 -53.370 6.000 1.86100 37.10
23 73.121 8.351 （非球面）
24 148.659 7.425 1.80000 29.84
25 -33.860 1.787
26 -155.146 1.700 1.64769 33.79
27 213.846 21.633
28 ∞ 1.720 1.51633 64.14 （フィルター）
29 ∞
30 ∞ （像面）
非球面係数
面番号 K A4 A6 A8 A10
3 0.06400 1.38364E-05 -1.41894E-08 1.29480E-11 1.39343E-15
4 -0.01464 1.40234E-05 -8.39805E-09 -1.29416E-11 4.52829E-14
23 0.00000 1.44851E-05 -2.80148E-09 -1.91778E-11 0.00000E+00
倍率 0.00000 -0.03315 -0.06629
物体距離 ∞ 733.301 346.280
Ｄ 6 16.876 17.286 17.694
Ｄ12 22.011 20.603 19.202
ＢＦ 23.271 23.716 24.161 （ｉｎ Ａｉｒ）
焦点距離 25.67
Ｆナンバー 3.20
像高 17.95
面番号 Ｒ Ｄ Ｎｄ Ｖｄ
1 46.490 3.500 1.92286 18.90
2 30.839 2.943
3 51.738 3.500 1.48749 70.24 （非球面）
4 26.920 17.930 （非球面）
5 -56.263 3.000 1.60300 65.44
6 56.738 16.876
7 416.052 10.000 1.78472 25.68
8 -71.030 9.757
9 -69.906 3.000 1.65412 39.68
10 -125.473 0.835
11 96.222 10.215 1.71299 53.87
12 -95.345 22.011
13 54.872 9.975 1.49700 81.55
14 -35.332 5.741 1.59551 39.24
15 1285.041 5.041
16 ∞ 3.997 （絞り）
17 699.495 1.700 1.69895 30.13
18 18.849 3.517 1.59522 67.74
19 74.928 0.200
20 38.900 4.903 1.59522 67.74
21 -50.239 4.965
22 -53.370 6.000 1.86100 37.10
23 73.121 8.351 （非球面）
24 148.659 7.425 1.80000 29.84
25 -33.860 1.787
26 -155.146 1.700 1.64769 33.79
27 213.846 21.633
28 ∞ 1.720 1.51633 64.14 （フィルター）
29 ∞
30 ∞ （像面）
非球面係数
面番号 K A4 A6 A8 A10
3 0.06400 1.38364E-05 -1.41894E-08 1.29480E-11 1.39343E-15
4 -0.01464 1.40234E-05 -8.39805E-09 -1.29416E-11 4.52829E-14
23 0.00000 1.44851E-05 -2.80148E-09 -1.91778E-11 0.00000E+00
倍率 0.00000 -0.03315 -0.06629
物体距離 ∞ 733.301 346.280
Ｄ 6 16.876 17.286 17.694
Ｄ12 22.011 20.603 19.202
ＢＦ 23.271 23.716 24.161 （ｉｎ Ａｉｒ）
【0074】
【表1】
【符号の説明】
【0075】
１－１：第１群第１レンズ、１－２：第１群第２レンズ、１－３：第１群第３レンズ
２－１：第２群第１レンズ、２－２：第２群第２レンズ、２－３：第２群第３レンズ
３－１：第３群第１レンズ、３－２：第３群第２レンズ、３－３：第３群第３レンズ
３－４：第３群第４レンズ、３－５：第３群第５レンズ、３－６：第３群第６レンズ
３－７：第３群第７レンズ、３－８：第３群第８レンズ
２－１：第２群第１レンズ、２－２：第２群第２レンズ、２－３：第２群第３レンズ
３－１：第３群第１レンズ、３－２：第３群第２レンズ、３－３：第３群第３レンズ
３－４：第３群第４レンズ、３－５：第３群第５レンズ、３－６：第３群第６レンズ
３－７：第３群第７レンズ、３－８：第３群第８レンズ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】