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公開番号2025099854
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023216807
出願日2023-12-22
発明の名称大口径比超広角レンズ
出願人株式会社シグマ
代理人
主分類G02B 13/04 20060101AFI20250626BHJP(光学)
要約【課題】小型化と軽量化を実現しながら、半画角80度以上を有しF値が1.8程度以下と明るく、十分なイメージサークルを確保しつつ画面中央から周辺まで良好な光学性能を備えた大口径比超広角レンズを提供する。
【解決手段】本発明に係る大口径比超広角レンズは、物体側から順に第1レンズ群G1と、開口絞りSと、第2レンズ群G2から構成され、第1レンズ群G1は、最も物体側に、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズ成分N1が配置され、凹メニスカスレンズ成分N1より像側に、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズ成分N2を有し、所定の条件式を満足する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
物体側から順に第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２から構成され、前記第１レンズ群Ｇ１は、最も物体側に、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズ成分Ｎ１が配置され、前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ１より像側に、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズ成分Ｎ２を有し、下記の条件式（１）から（４）を満足することを特徴とする大口径比超広角レンズ。
（１）２ω≧１６０．０°
（２）Ｆｎｏ＜１．９
（３）－６．０＜Ｎ１ＯＡｈ／ｉＯＡｈ＜－１．１
（４）０．５０＜ＳａｇＮ１／ＳａｇＮ２＜１．８０
ω：無限遠合焦時における半画角
Ｆｎｏ：無限遠合焦時におけるＦ値
Ｎ１ＯＡｈ：無限遠合焦時において物体側入射角９０°の光線が、前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ１に入射する際の軸外主光線高（ただし２ω＜１８０°の場合は物体側入射角ωで入射する軸外主光線高）
ｉＯＡｈ：無限遠合焦時において物体側入射角９０°の光線が像面に結像する際の軸外主光線の結像高（ただし２ω＜１８０°の場合は物体側入射角ωで入射する軸外主光線の結像高）
ＳａｇＮ１：前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ１の像側の面の面頂からのサグ量（サグ量算出時の光線高は、無限遠合焦時における物体側入射角９０°の光線が当該面から出射する際の軸外主光線高を用いる。また２ω＜１８０°の場合は物体側入射角ωで入射する軸外主光線高を用いて算出する）
ＳａｇＮ２：前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ２の像側の面の面頂からのサグ量（サグ量算出時の光線高は、無限遠合焦時における物体側入射角９０°の光線が当該面から出射する際の軸外主光線高を用いる。また２ω＜１８０°の場合は物体側入射角ωで入射する軸外主光線高を用いて算出する）
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
下記の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１に記載の大口径比超広角レンズ。
（５）０．４＜ｆＮ１／ｆＮ２＜５．０
ｆＮ１：前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ１の焦点距離
ｆＮ２：前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ２の焦点距離
【請求項３】
前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ１は下記の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１に記載の大口径比超広角レンズ。
（６）１．５＜Ｎ１ＳＦ＜６．０
Ｎ１ＳＦ＝（Ｎ１Ｒ１＋Ｎ１Ｒ２）／（Ｎ１Ｒ１－Ｎ１Ｒ２）
Ｎ１Ｒ１：前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ１の物体側の面の曲率半径
Ｎ１Ｒ２：前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ１の像側の面の曲率半径
【請求項４】
前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ２は下記の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１に記載の大口径比超広角レンズ。
（７）１．２＜Ｎ２ＳＦ＜５．０
Ｎ２ＳＦ＝（Ｎ２Ｒ１＋Ｎ２Ｒ２）／（Ｎ２Ｒ１―Ｎ２Ｒ２）
Ｎ２Ｒ１：前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ２の物体側の面の曲率半径
Ｎ２Ｒ２：前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ２の像側の面の曲率半径
【請求項５】
前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ１および前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ２は下記の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１に記載の大口径比超広角レンズ。
（８）０．４＜Ｎ１ＳＦ／Ｎ２ＳＦ＜３．０
Ｎ１ＳＦ＝（Ｎ１Ｒ１＋Ｎ１Ｒ２）／（Ｎ１Ｒ１―Ｎ１Ｒ２）
Ｎ１Ｒ１：前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ１の物体側の面の曲率半径
Ｎ１Ｒ２：前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ１の像側の面の曲率半径
Ｎ２ＳＦ＝（Ｎ２Ｒ１＋Ｎ２Ｒ２）／（Ｎ２Ｒ１―Ｎ２Ｒ２）
Ｎ２Ｒ１：前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ２成分の物体側の面の曲率半径
Ｎ２Ｒ２：前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ２の像側の面の曲率半径
【請求項６】
前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ１は、下記の条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１に記載の大口径比超広角レンズ。
（９）１．８＜ＰＬＯＡＮ１／ＰＬＡＮ１＜５．０
ＰＬＯＡＮ１：無限遠合焦時における物体側入射角９０°の光線を軸外光線とした場合に、軸外主光線が前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ１を通過する距離（ただし２ω＜１８０°の場合は物体側入射角ωで入射する光線を軸外光線とする）
ＰＬＡＮ１：前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ１の光軸上の厚み
【請求項７】
前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ１および前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ２は下記の条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項１に記載の大口径比超広角レンズ。
（１０）０．３＜ＰＬＯＡＮ１／ＰＬＯＡＮ２＜３．５
ＰＬＯＡＮ１：無限遠合焦時における物体側入射角９０°の光線を軸外光線とした場合に、軸外主光線が前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ１を通過する距離（ただし２ω＜１８０°の場合は物体側入射角ωで入射する光線を軸外光線とする）
ＰＬＯＡＮ２：無限遠合焦時における物体側入射角９０°の光線を軸外光線とした場合に、軸外主光線が前記凹メニスカスレンズ成分Ｎ２を通過する距離（ただし２ω＜１８０°の場合は物体側入射角ωで入射する光線を軸外光線とする）
【請求項８】
前記第２レンズ群Ｇ２は、下記の条件式（１１）から（１３）を満足する凸レンズＬＰ１を有することを特徴とする請求項１に記載の大口径比超広角レンズ。
（１１）１．６０＜ｎｄＬＰ１
（１２）ｖｄＬＰ１＜３５．０
（１３）０．０１８＜ΔＰｇＦＬＰ１
ｎｄＬＰ１：前記凸レンズＬＰ１の屈折率
ｖｄＬＰ１：前記凸レンズＬＰ１のアッベ数
ΔＰｇＦＬＰ１：前記凸レンズＬＰ１の異常分散性
【請求項９】
前記第１レンズ群Ｇ１は負の屈折力を有し、下記の条件式（１４）を満足することを特徴とする請求項１に記載の大口径比超広角レンズ。
（１４）－０．４０＜ｆ／ｆ１＜０．７０
ｆ：無限遠合焦時における全系の焦点距離
ｆ１：無限遠合焦時における前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
【請求項１０】
前記第２レンズ群Ｇ２は正の屈折力を有し、下記の条件式（１５）を満足することを特徴とする請求項１に記載の大口径比超広角レンズ。
（１５）－０．８＜ｆ２／ｆ１＜２．７
ｆ１：無限遠合焦時における前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ２：無限遠合焦時における前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタルカメラやビデオカメラなど撮像装置に用いられる、撮影光学系に好適な大口径比超広角レンズに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラやビデオカメラ等のミラーレス化が進むと同時に、スマートフォンやモバイルデータ端末に高性能なカメラが搭載されるようになったことから、デジタルカメラはそれらのモバイル機器と差別化を図るため、３５ｍｍフルサイズフォーマット以上の大型センサーを搭載した機種が主流になってきている。同様に、撮像装置に使われる撮影光学系においてもスマートフォンなどと差別化を図るためＦ値の明るい大口径比超広角レンズへの需要が高まっている。
【０００３】
また近年のデジタルカメラやビデオカメラは撮像素子の高画素化が一段と進み、撮影光学系に対する高性能化の要求は一段と増している。
【０００４】
特許文献１および特許文献２には、最大画角がおおよそ１６０度以上を有し、Ｆ値が１．８程度以下の大口径比超広角レンズの例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許４６３３３７９号広報
特開２０１３－２３８６８４号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
最大画角がおおよそ１６０度以上である超広角レンズはレトロフォーカスタイプのレンズ構成を取ることが多く、最も物体側に、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズが配置される構成を取っていることが多い。このような光学系では、最も物体側に配置された凹メニスカスレンズは、偏肉比が大きく半球に近いような凹面を有していることが多く、光学系全体のレンズ総重量の５０％以上にも達する場合があり、Ｆ値を小さくするとレンズ径が大きくなり、光学系の重量が急速に増大する。大口径比化を図る際には、いかにレンズの肥大化を防ぎながら高性能化を実現できるかが重要である。
【０００７】
特許文献１には最大画角が１６０度以上でＦ値が１．６以下の明るい大口径比超広角レンズの実施例が含まれている。特許文献１に記載の大口径比超広角レンズは、光学性能は高いが、イメージサークルが小さく、イメージサークルに対する光学系の大きさという観点から考えると非常に大きな光学系であり、小型化という点で課題がある。
【０００８】
特許文献２にはＦ値が１．８程度と明るい大口径比超広角レンズの実施例が含まれているが、低像高から倍率色収差が大きく高性能化という点では不十分である。またバックフォーカスが長いため昨今のミラーレス化によるショートフランジバックの利点を生かせていない光学系であり、光学系の小型化という点でも改良の余地がある。
【０００９】
本発明は前述の課題に鑑みてなされたものであり、小型化と軽量化を実現しながら、半画角８０度以上を有しＦ値が１．８程度以下と明るく、十分なイメージサークルを確保しつつ画面中央から周辺まで良好な光学性能を備えた大口径比超広角レンズ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】
【００１０】
本発明に係る大口径比超広角レンズは、物体側から順に第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、第２レンズ群Ｇ２から構成され、第１レンズ群Ｇ１は、最も物体側に、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズ成分Ｎ１が配置され、凹メニスカスレンズ成分Ｎ１より像側に、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズ成分Ｎ２を有し、下記の条件式（１）から（４）を満足することを特徴とする。
（１）２ω≧１６０．０°
（２）Ｆｎｏ＜１．９
（３）－６．０＜Ｎ１ＯＡｈ／ｉＯＡｈ＜－１．１
（４）０．５０＜ＳａｇＮ１／ＳａｇＮ２＜１．８０
ω：無限遠合焦時における半画角
Ｆｎｏ：無限遠合焦時におけるＦ値
Ｎ１ＯＡｈ：無限遠合焦時において物体側入射角９０°の光線が、凹メニスカスレンズ成分Ｎ１に入射する際の軸外主光線高（ただし２ω＜１８０°の場合は物体側入射角ωで入射する軸外主光線高）
ｉＯＡｈ：無限遠合焦時において物体側入射角９０°の光線が像面に結像する際の軸外主光線の結像高（ただし２ω＜１８０°の場合は物体側入射角ωで入射する軸外主光線の結像高）
ＳａｇＮ１：凹メニスカスレンズ成分Ｎ１の像側の面の面頂からのサグ量（サグ量算出時の光線高は、無限遠合焦時における物体側入射角９０°の光線が当該面から出射する際の軸外主光線高を用いる。また２ω＜１８０°の場合は物体側入射角ωで入射する軸外主光線高を用いて算出する）
ＳａｇＮ２：凹メニスカスレンズ成分Ｎ２の像側の面の面頂からのサグ量（サグ量算出時の光線高は、無限遠合焦時における物体側入射角９０°の光線が当該面から出射する際の軸外主光線高を用いる。また２ω＜１８０°の場合は物体側入射角ωで入射する軸外主光線高を用いて算出する）
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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