JP2004029282A

JP2004029282A - 超広角レンズ

Info

Publication number: JP2004029282A
Application number: JP2002184148A
Authority: JP
Inventors: Setsu Sato; 佐藤　拙; Hiroyuki Minagawa; 皆川　博幸; Katsunori Ebara; 江原　克典
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-25
Also published as: JP4106980B2

Abstract

【課題】倍率色収差と軸上色収差とを補正して高解像度の超広角レンズを提供すること。
【解決手段】負のメニスカスレンズからなる第１、第２レンズ１１、１２で構成した負のパワ−を持つ前群レンズ１００Ａと、正の第３レンズ１３、正負の接合レンズである第４レンズ１４及び第５レンズ１５、両凸の第６レンズ１６で構成した後群レンズ１００Ｂと、前群レンズ１００Ａと後群レンズ１００Ｂとの間に配設した絞り２１とを備えた超広角レンズとなっている。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子カメラ、監視カメラ、車載カメラ、ボ−ドカメラ、各種センサ−、テレビ電話などに利用する光学レンズに関し、詳しくは、６枚レンズ構成の超広角レンズに係る。
【０００２】
【従来の技術】
監視カメラや車載カメラなどのカメラレンズは、被写界の明るさの変化に対応させるために、明るいレンズが用いられ、また、このようなカメラレンズは近距離の被写体に対しても広い範囲で対応する広角レンズが使用されている。
【０００３】
一方、この種のカメラレンズとして２群２枚レンズ構成の広角レンズが既に知られている。
例えば、特公平７−５０２４６号公報には、第１レンズとして物体側を凸面としたメニスカスレンズ、第２レンズとして両凸レンズを備え、かつ、一面以上のレンズ面を非球面とした広角レンズが開示されている。
【０００４】
しかし、このような２群２枚レンズ構成の広角レンズは、収差補正が不充分なものとなり、レンズ性能の面で高く評価できないため、このような問題を解決した超広角レンズとして特開２００２−７２０８５号公報に開示されたレンズがある。
この超広角レンズは、非球面レンズを含む２群６枚レンズ構成のものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した６枚レンズ構成の超広角レンズは、各種収差がかなり改善されてはいるが、ただ色収差の補正が充分でないため、充分な解像度を得ることができない。
【０００６】
本発明は上記した実情にかんがみ、倍率の色収差と軸上の色収差を同時に修正するようにして解像度を高めた６枚レンズ構成の超広角レンズを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明では、第１の発明として、負のメニスカスレンズからなる第１レンズ、負のメニスカスレンズまたは平凹レンズからなる第２レンズを物体側から順次配設し、これら第１、第２レンズによって負のパワ−をもつ構成とした前群レンズと、正の第３レンズ、正と負の接合レンズからなる第４、第５レンズ、正の第６レンズを物体側から順次配設し、これら第３〜第６レンズによって正のパワ−をもつ構成とした後群レンズと、前群レンズと後群レンズとの間に配設した絞りとより構成したことを特徴とする超広角レンズを提案する。
【０００８】
また、第２発明は、上記した超広角レンズにおいて、前群レンズの第２主点位置から絞りまでの距離をＤ、前群レンズの第２主点位置から後群レンズの第１主点位置までの距離をＨとし、０．３＜｜Ｄ／Ｈ＜１．６の条件式を満たす構成としてある。
【０００９】
さらに、第３発明は、上記し第１または第２発明の超広角レンズにおいて、第３レンズを両凸レンズ、第６レンズを平凸レンズまたは両凸レンズとして各々構成としてある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面に沿って説明する。
図１は第１実施形態として示した超広角レンズの光学系図である。
【００１１】
この超広角レンズは２枚レンズの前群レンズ１００Ａと４枚レンズの後群レンズ１００Ｂとより構成してあるる
前群レンズ１００Ａは、凸面を物体側に向けた負のメニスカスレンズ１１（第１レンズ）と、このメニスカスレンズ１１の後側に凸面を物体側に向けた負のメニスカスレンズ１２（第２レンズ）より構成し、この前群レンズ１００Ａが負のパワ−をもつようになっている。
【００１２】
メニスカスレンズ１１、１２は、軸外の光束を緩やかに曲げ、アスや非点を始めとする軸外の収差を抑えるため２枚重ている。
また、メニスカスレンズ１２はプラスチック製であり、その凸面は非球面に形成してある。アスや非点収差を取るためである。
【００１３】
前群レンズ１００Ａは、魚眼レンズであり、デスト−ションを特別に抑える必要がないため、前群レンズ１００Ａには正レンズを挿入していない。
なお、第２レンズとして配設したメニスカスレンズ１２は平凹レンズに置換えても同様の効果が得られる。
【００１４】
後群レンズ１００Ｂは、凸面を物体側に向けたメニスカスレンズ１３（第３レンズ）、両凸レンズ１４（第４レンズ）と両凹レンズ１５（第５レンズ）との接合レンズ、両凸レンズ１６の４枚レンズで構成し、この後群レンズ１００Ｂが正のパワ−を持つようになっている。
【００１５】
そして、第３レンズ１３と第６レンズ１６はプラスチックレンズであり、第３レンズ１３の像面側凸面を非球面としてコマ収差を取るようにしてある。
【００１６】
また、両凸レンズ１６の像面側凸面は非球面とし、接合レンズである両凸レンズ１４と両凹レンズ１５との間で打ち消して球面収差を抑え、軸上の色収差と倍率色収差を取り除くようにしてある。
すなわち、後群レンズ１００Ｂは、前群レンズ１００Ａと相まって全体として軸上や倍率の色収差を抑える構成となっている。
【００１７】
前群レンズ１００Ａと後群レンズ１００Ｂとの間には絞り２１が配設してある。
絞り２１を前群レンズ１００Ａの後側に配置したのは、射出瞳を遠くにするためであり、メニスカスレンズ１１、１２の球面を浅くする（有効半径を小さくする）ためである。
【００１８】
一方、この超広角レンズは、前群レンズ１００Ａの主点位置から絞りまでの距離Ｄ、前群レンズ１００Ａの主点位置から後群レンズ１００Ｂの第１主点位置までの距離をＨとして、
０．３＜｜Ｄ／Ｈ｜＜１．６　　…………（１）
の条件式を満たすように構成する。
【００１９】
上記式（１）の上限（１．６）を超えた場合、第１レンズ１１と第２レンズ１２の周辺光束の光線高が上がり、レンズ有効径が大きくなり、また、下限（０．３）を超えた場合、アスや倍率の色収差を始めとする非点収差、コマ収差などの軸外の収差が悪化し性能が劣化する。
【００２０】
また、第３レンズ１３と第６レンズ１６として平凸レンズまたは両凸レンズを使用することにより、これにより明るくなることによる球面収差やコマ収差の悪化、画角が広いことによる非点収差や像曲湾曲をバランスよく抑えることができる。
【００２１】
その他、図１に示す参照符号１７はロ−パスフィルタ、１８は赤外線カットフィルタ、１９はＣＣＤ保護ガラス、２０はＣＣＤ撮像素子を示す。
【００２２】
次に、図１に示した第１実施形態の超広角レンズを具体的に実施した実施例１のレンズ構成デ−タを表１として示す。
また、図１に示すように、物体側からｉ番目の面の曲率半径をｒｉ（ｉ＝１、２、３………）、面間隔をｄｉ（ｉ＝１、２、３………）、レンズ材の屈折率ｎｉ（ｉ＝１、３、６………）、アッベ数νｉ（ｉ＝１、３、６………）と表わす。
【００２３】
なお、＊印を付けた面は非球面を表わし、
Ｚ＝ｃｈ^２／〔１＋｛１−（１＋ｋ）ｃ^２ｈ^２｝^１／２〕＋Ａｈ^４＋Ｂｈ^６　　　＋Ｃｈ^８＋Ｄｈ^１０
の式にしたがって形成してある。
【００２４】
【表１】

【００２５】
この実施例１では、Ｄ／Ｈ＝０．６３となり、上記した条件式（１）を満たしている。
また、上記した超広角レンズは、図２、図３に示した球面収差、非点収差、歪曲収差、横収差より分かるように各収差が良好に改善されている。
なお、Ｆは４８６ｎｍ、ｄは５８８ｎｍ、ｃは６５６ｎｍ各々の波長特性である。
【００２６】
図４は第２実施形態の超広角レンズを示す光学系図である。
この第２実施形態では、絞り２１と第３レンズ１３との間隔ｄ５を狭くし、第３レンズ１３と第４レンズ１４との間隔ｄ７を広くした構成としてある。
なお、その他のレンズ構成は図１に示す超広角レンズと同様となっている。
【００２７】
次に、この超広角レンズを具体的に実施した実施例２のレンズ構成デ−タを表２として示す。
なお、レンズ構成デ−タにおいて、ｉ、ｒｉ、ｄｉ、ｎｉ、νｉ、＊印などは上記した表１と同様に表わされている。
【００２８】
【表２】

【００２９】
この実施例２では、Ｄ／Ｈ＝１．４５となり、上記した条件式（１）を満たしている。
また、この超広角レンズは、図５、図６に示した球面収差、非点収差、歪曲収差、横収差より分かるように各収差が良好に改善されている。
なお、Ｆは４８６ｎｍ、ｄは５８８ｎｍ、ｃは６５６ｎｍ各々の波長特性である。
【００３０】
図７は第３実施形態の超広角レンズを示す光学系図である。
この第３実施形態では、第４レンズ１４と第５レンズ１５の接合レンズを両凸レンズとメニスカスレンズとで構成した点に特徴があり、その他は図１に示した超広角レンズと同様の構成となっている。
【００３１】
次に、この超広角レンズを具体的に実施した実施例３のレンズ構成デ−タを表３として示す。
なお、レンズ構成デ−タにおいて、ｉ、ｒｉ、ｄｉ、ｎｉ、νｉ、＊印などは上記した表１と同様に表わされている。
【００３２】
【表３】

【００３３】
この実施例３では、Ｄ／Ｈ＝０．６７となり、上記した条件式（１）を満たしている。
また、この超広角レンズは、図８、図９に示した球面収差、非点収差、歪曲収差、横収差より分かるように各収差が良好に改善されている。
なお、Ｆは４８６ｎｍ、ｄは５８８ｎｍ、ｃは６５６ｎｍ各々の波長特性である。
【００３４】
図１０は第４実施形態の超広角レンズを示す光学系図である。
この実施形態では、第２レンズ１２と絞り２１との間にアパ−チュア２２を配置し、このアパ−チュアによってアレア成分をカットするようにしてある。
【００３５】
この超広角レンズを具体的に実施した実施例４のレンズ構成デ−タを表４として示す。
なお、レンズ構成デ−タにおいて、ｉ、ｒｉ、ｄｉ、ｎｉ、νｉ、＊印などは上記した表１と同様に表わされている。
【００３６】
【表４】

【００３７】
この実施例４では、Ｄ／Ｈ＝０．６８となり、上記した条件式（１）を満たしている。
また、この超広角レンズは、図１１、図１２に示した球面収差、非点収差、歪曲収差、横収差より分かるように各収差が良好に改善されている。
なお、Ｆは４８６ｎｍ、ｄは５８８ｎｍ、ｃは６５６ｎｍ各々の波長特性である。
【００３８】
以上、本発明の好ましい実施形態についてセツメイしたが、第１レンズ１１の外面は外気に触れて白獨することがあるので、これを防止するために、第１レンズ１１は耐環境性に優れたＢＫ−７などの硝子材で形成することが好ましい。
【００３９】
【発明の効果】
上記した通り、本発明に係る超広角レンズは、２枚レンズの前群レンズと非球面レンズを含む４枚レンズの後群レンズによって構成すると共に、後群レンズには正レンズと負レンズとで形成した接合レンズを備えたことから、他の収差補正と共に倍率の色収差と軸上の色収差とを効果的に補正することができ、高い解像度の超広角レンズとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の超広角レンズを示す光学系図である。
【図２】第１実施形態の超広角レンズにおける球面収差、非点収差、歪曲収差を示した図である。
【図３】第１実施形態の超広角レンズにおける横収差を示した図である。
【図４】第２実施形態の超広角レンズを示す光学系図である。
【図５】第２実施形態の超広角レンズにおける球面収差、非点収差、歪曲収差を示した図である。
【図６】第２実施形態の超広角レンズにおける横収差を示した図である。
【図７】第３実施形態の超広角レンズを示す光学系図である。
【図８】第３実施形態の超広角レンズにおける球面収差、非点収差、歪曲収差を示した図である。
【図９】第３実施形態の超広角レンズにおける横収差を示した図である。
【図１０】第４実施形態の超広角レンズを示す光学系図である。
【図１１】第４実施形態の超広角レンズにおける球面収差、非点収差、歪曲収差を示した図である。
【図１２】第４実施形態の超広角レンズにおける横収差を示した図である。
【符号の説明】
１００Ａ　前群レンズ
１００Ｂ　後群レンズ
１１　負のメニスカスレンズ（第１レンズ）
１２　負のメニスカスレンズ（第２レンズ）
１３　正のメニスカスレンズ（第３レンズ）
１４　接合レンズを形成する両凸レンズ（第４レンズ）
１５　接合レンズを形成する両凹レンズ（第５レンズ）
１６　両凸レンズ（第６レンズ）

Claims

負のメニスカスレンズからなる第１レンズ、負のメニスカスレンズまたは平凹レンズからなる第２レンズを物体側から順次配設し、これら第１、第２レンズによって負のパワ−をもつ構成とした前群レンズと、
正の第３レンズ、正と負の接合レンズからなる第４、第５レンズ、正の第６レンズを物体側から順次配設し、これら第３〜第６レンズによって正のパワ−をもつ構成とした後群レンズと、
前群レンズと後群レンズとの間に配設した絞りとより構成したことを特徴とする超広角レンズ。
請求項１に記載した超広角レンズにおいて、
前群レンズの第２主点位置から絞りまでの距離をＤ、前群レンズの第２主点位置から後群レンズの第１主点位置までの距離をＨとし、

の条件式を満たす構成としたことを特徴とする超広角レンズ。
請求項１または２に記載した超広角レンズにおいて、
第３レンズを両凸レンズ、第６レンズを平凸レンズまたは両凸レンズとして各々構成としたことを特徴とする超広角レンズ。