JP2010276752A - Wide angle lens - Google Patents

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JP2010276752A JP2009127332A JP2009127332A JP2010276752A JP 2010276752 A JP2010276752 A JP 2010276752A JP 2009127332 A JP2009127332 A JP 2009127332A JP 2009127332 A JP2009127332 A JP 2009127332A JP 2010276752 A JP2010276752 A JP 2010276752A
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Hiroyuki Hagiwara
宏行 萩原
Ryuji Yamada
隆二 山田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a wide angle lens having an f-value showing high brightness, sufficiently securing an angle of view, and satisfactorily correcting various aberrations while achieving miniaturization and reduction of weight. <P>SOLUTION: The wide angle lens aimed to form an image on an imaging element, in order from an object side, includes: a first lens having a negative meniscus shape, which turns a concave surface to an image side; a second lens having a negative meniscus shape, which turns a concave surface to the image side; a third lens having positive refractive power; an aperture stop; and a fourth lens having positive refractive power. The second lens includes aspherical surface on one side, and the fourth lens includes aspherical surfaces on both sides. By satisfying conditions: 2W>130°, -10.0<f1/f<-6.6, 1.8<f1/f2<5.0, 2.0<d2/f<4.5 (provided that 2W: entire angle of view, f: focal length of the entire system, f1: focal length of the first lens, f2: focal length of the second lens, d2: air distance on an optical axis between the first lens and the second lens), the angle of view is sufficiently secured and the various aberrations are satisfactorily corrected. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、主に監視用カメラや車載用カメラ等、固体撮像素子を備えた撮像装置に用いられる広角レンズに関する。 The present invention relates to a wide-angle lens mainly used in an imaging apparatus including a solid-state imaging device such as a monitoring camera and a vehicle-mounted camera.

監視用カメラや車載用カメラなどに用いられる撮像レンズには、広画角を確保しながら画面全域で結像性能が良いことが要求される。また搭載スペースが限られることが多いことなどから小型で軽量であることが要求される。
これらの要望に対応し得る可能性がある広角撮像レンズとして、例えば、下記特許文献1〜3に記載されたものが知られている。
Imaging lenses used for surveillance cameras, in-vehicle cameras, and the like are required to have good imaging performance over the entire screen while ensuring a wide angle of view. In addition, since the mounting space is often limited, it is required to be small and lightweight.
As wide-angle imaging lenses that may be able to meet these demands, for example, those described in Patent Documents 1 to 3 below are known.

特開2003−195161号公報JP 2003-195161 A 特開2004−029282号公報JP 2004-029262 A 特開2005−345577号公報JP 2005-345577 A

しかしながら特許文献2、3に記載される広角レンズでは、高い結像性能を持たせるために、ガラス球面レンズが主体でレンズ枚数が5〜7枚と多くなり、さらには重くなることから上記要望を満足することが困難である。
また、特許文献1に記載される広角レンズは構成レンズ枚数を削減し、小型化を図ったものとして知られているが、最も物体側に配置する第1レンズの径が大きくなりすぎたり、収差補正が十分でなく、画面全域で高い結像性能を満足することが困難であった。
更には車載のモニター、防犯カメラ用レンズなどとして使用する場合、死角をなくすために全画角が180度を超えるような広い画角を近年求められている。
本発明では、これら従来例の問題点や近年の要求を踏まえた上で、レンズ系の量産性を考慮した構成にすると共に、監視用カメラや車載用カメラの観点から求められる光学系のコンパクト化を実現し、しかも安価で良好な画質及び所望の画角を確保した広角レンズを提供することを目的とする。
However, in the wide-angle lenses described in Patent Documents 2 and 3, in order to have high imaging performance, the glass spherical lens is mainly used, and the number of lenses increases to 5 to 7 and further increases, so that the above demand is satisfied. It is difficult to be satisfied.
Further, the wide-angle lens described in Patent Document 1 is known to have a reduced number of constituent lenses and to be downsized. However, the diameter of the first lens arranged closest to the object side is too large, or aberration is increased. Correction was not sufficient and it was difficult to satisfy high imaging performance over the entire screen.
Furthermore, when used as an in-vehicle monitor, a security camera lens, etc., in order to eliminate blind spots, a wide angle of view in which the total angle of view exceeds 180 degrees has been recently demanded.
In the present invention, in consideration of the problems of these conventional examples and recent requirements, the lens system is configured in consideration of mass productivity, and the optical system is required to be compact from the viewpoint of a monitoring camera or a vehicle-mounted camera. It is an object of the present invention to provide a wide-angle lens that realizes a low-cost and secures a good image quality and a desired angle of view.

物体側から順に像側に凹面を向けた負メニスカス形状の第1レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカス形状の第2レンズと、正の屈折力をもつ第3レンズと、開口絞りと、正の屈折力をもつ第4レンズとで構成されているとともに、前記第2レンズは片側非球面形状とし、前記第4レンズは両面非球面形状とされており、
さらに以下の条件を満足することを要旨とする。
2W > 130°
−10.0 < f1/f < −6.6
1.8 < f1/f2 < 5.0
2.0 < d2/f < 4.5
但し、
2W:全画角
f:全系の焦点距離
f1:第1レンズの焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
d2:第1レンズと第2レンズとの光軸上の空気間隔
前記第1レンズはガラス材料で形成され、前記第2レンズは樹脂材料で形成されており、前記第2レンズは像側の面に非球面形状を備え、かつ以下の条件式を満足することを要旨とする。
−4.0 < f2/f < −1.5
−2.5 < f12/f < −1.3
1.0 < (r21+r22)/(r21−r22) < 2.0
但し、
f:全系の焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
f12:第1レンズと第2レンズの合成焦点距離
r21:第2レンズの物体側の近軸曲率半径
r22:第2レンズの像面側の近軸曲率半径
前記第3レンズはガラス材料で形成され、前記第4レンズは樹脂材料で形成されており、かつ以下の条件式を満足することを要旨とする。
2.0 < f3/f < 7.0
2.0 < f4/f < 4.0
−1.4 < f4/f2 < −0.5
但し、
f:全系の焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
f3:第3レンズの焦点距離
f4:第4レンズの焦点距離
前記第1レンズを構成する材料のd線に対するアッベ数を40以上、前記第2レンズを構成する材料のd線に対するアッベ数を50以上、前記第3レンズを構成する材料のd線に対するアッベ数を40以下、前記第4レンズを構成する材料のd線に対するアッベ数を50以上に、それぞれ設定されることを要旨とする。
A negative meniscus first lens having a concave surface facing the image side in order from the object side, a negative meniscus second lens having a concave surface facing the image side, a third lens having positive refractive power, an aperture stop, And a fourth lens having a positive refractive power, the second lens has a single aspherical shape, and the fourth lens has a double-sided aspheric shape,
Furthermore, the gist is to satisfy the following conditions.
2W> 130 °
−10.0 <f1 / f <−6.6
1.8 <f1 / f2 <5.0
2.0 <d2 / f <4.5
However,
2W: Full field angle f: Total system focal length f1: First lens focal length f2: Second lens focal length d2: Air spacing on the optical axis between the first lens and the second lens The first lens is The gist is that the second lens is formed of a glass material, the second lens is formed of a resin material, the second lens has an aspheric shape on the image side surface, and satisfies the following conditional expression.
−4.0 <f2 / f <−1.5
−2.5 <f12 / f <−1.3
1.0 <(r21 + r22) / (r21-r22) <2.0
However,
f: focal length of the entire system f2: focal length of the second lens f12: combined focal length of the first lens and the second lens r21: paraxial radius of curvature r22 on the object side of the second lens r22: image plane side of the second lens The third lens is made of a glass material, the fourth lens is made of a resin material, and satisfies the following conditional expression.
2.0 <f3 / f <7.0
2.0 <f4 / f <4.0
−1.4 <f4 / f2 <−0.5
However,
f: focal length of the entire system f2: focal length of the second lens f3: focal length of the third lens f4: focal length of the fourth lens The Abbe number of the material constituting the first lens with respect to the d-line is 40 or more, The Abbe number for the d-line of the material constituting the second lens is 50 or more, the Abbe number for the d-line of the material constituting the third lens is 40 or less, and the Abbe number for the d-line of the material constituting the fourth lens is The gist is that each is set to 50 or more.

本発明によれば、光学系のコンパクト化を図りつつ、良好な画質及び所望の画角を確保した広角レンズを達成することができる。 According to the present invention, it is possible to achieve a wide-angle lens that ensures a good image quality and a desired angle of view while reducing the size of the optical system.

実施形態1の広角レンズのレンズ断面図である。3 is a lens cross-sectional view of the wide-angle lens of Embodiment 1. FIG. 実施形態1の広角レンズの収差図である。FIG. 3 is an aberration diagram of the wide-angle lens of Embodiment 1. 実施形態2の広角レンズのレンズ断面図である。6 is a lens cross-sectional view of a wide-angle lens according to Embodiment 2. FIG. 実施形態2の広角レンズの収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram of the wide-angle lens of Embodiment 2. 実施形態3の広角レンズのレンズ断面図である。6 is a lens cross-sectional view of a wide-angle lens according to Embodiment 3. FIG. 実施形態3の広角レンズの収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram of the wide-angle lens of Embodiment 3. 実施形態4の広角レンズのレンズ断面図である。6 is a lens cross-sectional view of a wide-angle lens of Embodiment 4. FIG. 実施形態4の広角レンズの収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram of the wide-angle lens of Embodiment 4. 実施形態5の広角レンズのレンズ断面図である。6 is a lens cross-sectional view of a wide-angle lens according to Embodiment 5. FIG. 実施形態5の広角レンズの収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram of the wide-angle lens of Embodiment 5.

以下、図面を用いて本発明の広角レンズ及びそれを用いた撮像装置の実施形態について説明する。
図1は実施形態1の広角レンズのレンズ断面図である。図2は実施形態1の広角レンズの収差図である。実施形態1は焦点距離0.801mm、Fナンバー2.60、全画角は196.6°、バックフォーカス(撮像レンズの最も像側の面から結像面までの空気換算距離)は2.071mmの広角レンズである。
図3は実施形態2の広角レンズのレンズ断面図である。図4は実施形態2の広角レンズの収差図である。実施形態2は焦点距離0.794mm、Fナンバー2.60、全画角は196.2°、バックフォーカスは1.58mmの広角レンズである。
図5は実施形態3の広角レンズのレンズ断面図である。図6は実施形態3の広角レンズの収差図である。実施形態3は焦点距離0.806mm、Fナンバー2.60、全画角は195.6°、バックフォーカスは1.52mmの広角レンズである。
図7は実施形態4の広角レンズのレンズ断面図である。図8は実施形態4の広角レンズの収差図である。実施形態4は焦点距離0.799mm、Fナンバー2.60、全画角は196.4°、バックフォーカスは2.955mmの広角レンズである。
図9は実施形態5の広角レンズのレンズ断面図である。図10は実施形態5の広角レンズの収差図である。実施形態5は焦点距離0.800mm、Fナンバー2.60、全画角は196.3°、バックフォーカスは1.505mmの広角レンズである。
各実施形態のレンズ断面図において、左方は被写体側(物体側)で、右方が像側(結像面側)である。レンズ断面図において、G0は広角レンズであり、負の屈折力(光学的パワー=焦点距離の逆数)の第1レンズL1、負の屈折力の第2レンズL2、正の屈折力の第3レンズL3、正の屈折力の第4レンズL4からなっている。SPは開口絞りであり、第3レンズL3と第4レンズの間に位置している。
Gは水晶ローパスフィルターや赤外カットフィルター、撮像素子を保護する保護ガラス等に対応して設計上設けられたガラスブロックである。IPは像面であり、CCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子の感光面が配置される。
無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは、本実施形態ではパンフォーカスの位置で固定しており、広角レンズG0の繰り出しは行っていないが、広角レンズG0を物体側へ繰り出すまたは撮像レンズG0を構成する複数のレンズの内、一部を繰り出すことによって行っても良い。
収差図において、(A)が球面収差量、(B)が非点収差量、(C)が立体射影方式に対するずれ量をそれぞれ示している。(A)はd線(587.56nm)に対する値を示している。また、(B)中、実線はメリディオナル像面におけるd線の値(ΔM)、破線はサジタル像面におけるd線の値(ΔS)をそれぞれ示し、(C)はd線に対する値を示している。
尚(C)の項目で示す歪曲量については、一般のカメラレンズでは、y=f×tanWで表される中心射影方式が用いられている。ここでyは撮像素子上の像高であり、画角が2Wである。しかしながら画角が180°に近いあるいはそれを超えるような場合は、中心射影方式では現実的ではなく、それに代わって魚眼レンズの射影方式である正射影方式(y=f×sinW)、等距離射影方式(y=f×W)、立体射影方式(y=2×f×tan(W/2))、等立体角射影方式(y=2×f×sin(W/2))などの各方式が採用される。これは、画面の中心を基準としたときの周辺の画像の圧縮率を決めるものと見なすことができ、本実施形態の広角レンズは主に監視用カメラや車載用カメラなど死角をなくす用途で用いることが多いため、周辺の圧縮率が低い立体射影方式に対するずれ量を示している。
以下、本実施形態の広角レンズ(実施形態1〜5の広角レンズを総称して本実施形態の広角レンズという)の構成とその作用について説明する。
本実施形態の広角レンズG0は、物体側から像側の順に、第1レンズL1は像側の面に比べて物体側の面の屈折力の絶対値が小さい物体側の面が凸形状でかつ像側の面が物体側に凸形状になるようなメニスカス形状のガラスレンズにより成っている。このように第1レンズL1をガラスレンズにすることで、監視用カメラや車載用カメラに適用される厳しい環境性能を満足することができる。
第2レンズL2は像側に凹面を向けた形状でかつ物体側の面が凸形状になるような負の屈折力を持つメニスカス形状の樹脂レンズ(プラスチックレンズ)により成っている。このように第2レンズL2をメニスカス形状とし、中心肉厚と周辺部の肉厚の比(偏肉比)を極力小さくすることで樹脂の流動性を良好にし、所望の形状などを成型しやすくすることができる。
また樹脂材料で構成するレンズはガラスで構成するレンズに比べて成型の安定性及び重量、コストの観点から優れている。また成型の利点を活かして、像側の面に回転対称の非球面を用いて設計の自由度を広げることにより少ない構成枚数で良好な結像性能を得ている。一方物体側の面は像側の面に比べて緩い球面形状にしている。
これは第2レンズL2の物体側の面と第1レンズL1の像側の凹面形状周辺部との面反射によるゴーストを意識した形状としている。極力形状の緩い球面形状とすることで第2レンズL2の物体側に蒸着されるコート特性を中心部と周辺部とで大きな差を発生させないようにし、ゴーストの発生を懸念される面の反射率軽減を行っている。
第3レンズL3は正の屈折力を持ったガラスレンズであり、第4レンズL4は像側に凸面を向けた正の屈折力を持った樹脂レンズにより成っている。樹脂レンズで構成されている第4レンズL4は成型の利点を活かして、両面(物体側及び像側)を回転対称の非球面を用いている。このように球面からの自由度を広げることにより少ない構成枚数で良好な結像性能を得ている。
また第4レンズL4は像側面を強い凸面とし、物体側面はほぼ平坦な形状とした正の屈折力を持ったレンズとしている。このような形状にすることで開口絞りSPに近い箇所の感度を緩くし、製造しやすいレンズとしている。
開口絞りSPは第3レンズL3と第4レンズL4との間に配置している。開口絞りSPを第4レンズL4より像側に配置するとレンズ系が大型化することにより好ましくなく、また第2レンズL2と第3レンズL3との間に配置すると焦点距離を短くすることに対して不利になり好ましくない。よって上述した第3レンズL3と第4レンズL4との間に配置することで諸収差の良好な補正及びレンズ系のコンパクト化が可能となる。
上記のように本実施形態の広角レンズでは、適切なパワー配置と非球面配置により、撮像素子用の撮像光学系として良好な結像性能と広い画角を実現しながら、コンパクト化及び低コスト化を達成している。このような効果をバランス良く得るとともに、更に高い結像性能等を達成しつつ、明るいレンズを構成するための条件を以下に説明する。
以下は最適な広角レンズとしての構成に好ましい条件である。
2W > 130° ・・・(条件式1)
ここで、2Wは撮像素子に入射可能な最大画角(全画角)を示している。
条件式(1)は広角レンズG0の対角画角に関する式である。条件式(1)の下限値を超えて対角画角が狭まると、監視用カメラや車載用カメラとして死角となる領域が多く発生して好ましくない。
上記内容を鑑見てさらに好ましくは、条件式(1)の数値範囲を、以下の条件式(1a)のように設定することにより、監視用カメラや車載用カメラとしてより好ましい撮影範囲を確保することが可能となる。
2W > 180° ・・・(条件式1a)
以下は広画角を達成しつつ、レンズ径の小型化のために好ましい条件である。
−10.0 < f1/f < −6.6 ・・・(条件式2)
ここで、f1は第1レンズL1の焦点距離を、fは全系の焦点距離を示している。
条件式(2)は第1レンズL1の焦点距離と全系の焦点距離とに関する条件式である。条件式(2)の上限値を超えると第1レンズL1のコンパクト化には有利だが、諸収差が増大し、従属レンズでの補正が困難となるので好ましくない。また条件式(2)の下限値を超えると十分なバックフォーカス量が確保できず、更には第1レンズL1が拡大するため、コンパクト化に対しても好ましくない。
上記内容を鑑見てさらに好ましくは、条件式(2)の数値範囲を、以下の条件式(2a)のように設定することにより、全長のコンパクト化と高い結像性能の確保することが可能となる。
−8.9 < f1/f < −6.6 ・・・(条件式2a)
以下は製造を容易にしつつ、光学系の良好な収差補正のために好ましい条件である。
1.8 < f1/f2 < 5.0 ・・・(条件式3)
ここで、f1は第1レンズL1の焦点距離を、f2は第2レンズL2の焦点距離を示している。
条件式(3)は第1レンズL1の焦点距離と第2レンズL2の焦点距離とに関する条件式である。条件式(3)の下限値を超えると第1レンズL1の負の屈折力が強くなり、第1レンズL1の像側面の凹面がきつくなり製造が困難となり、更には諸収差の発生量が増大し、従属レンズでの補正が困難となるので好ましくない。また条件式(3)の上限値を超えると第2レンズL2の負の屈折力が強くなり、中心肉厚と周辺の肉厚との比が増大し、成型が困難となる。更には第2レンズL2の屈折力が強くなることで感度が高くなり、製造時に組み込む際の偏芯許容量が厳しくなるため好ましくない。
上記内容を鑑見てさらに好ましくは、条件式(3)の数値範囲を、以下の条件式(3a)のように設定することにより、製造を容易にしつつ良好に諸収差を補正し高い結像性能を確保することが可能となる。
1.8 < f1/f2 < 3.5 ・・・(条件式3a)
以下は製造を容易にしつつ、光学系の良好な収差補正のために好ましい条件である。
2.0 < d2/f < 4.5 ・・・(条件式4)
ここで、d2は第1レンズL1と第2レンズL2との光軸上の空気間隔を、fは全系の焦点距離を示している。
条件式(4)は第1レンズL1と第2レンズL2との間に位置する空気間隔と全系の焦点距離とに関する条件式である。条件式(4)の下限値を超えると第1レンズL1と第2レンズL2との空気間隔が小さくなり、バックフォーカスを確保した本実施形態の広角レンズG0では必然的に第1レンズL1の像側面は強い凹面となっており、その面と第2レンズL2の物体側の面とが干渉または第1レンズL1の像側面に侵入してしまうことから好ましくない。また条件式(4)の上限値を超えると諸収差、特に歪曲収差や像面湾曲が増大し、高い結像性能が得られないので好ましくない。更には全長が長くなることからコンパクト化の観点からも好ましくない。
上記内容を鑑見てさらに好ましくは、条件式(4)の数値範囲を、以下の条件式(4a)のように設定することにより、全長をコンパクトに抑えつつバックフォーカスを確保し、更には高い結像性能を得ることが可能となる。
2.0 < d2/f < 3.8 ・・・(条件式4a)
以下は広画角を達成しつつ、光学系の良好な収差補正のために好ましい条件である。
−4.0 < f2/f < −1.5 ・・・(条件式5)
ここで、f2は第2レンズL2の焦点距離を、fは全系の焦点距離を示している。
条件式(5)は第2レンズL2の焦点距離と全系の焦点距離とに関する条件式である。条件式(5)の上限値を超えると第2レンズL2の像面側の曲率が小さくなりすぎてしまい、またそれに伴い隣り合う第3レンズL3の物体側の曲率もきつくなってしまい、製造の観点からも好ましくない。また条件式(5)の下限値を超えると、負の屈折力が不足するために倍率の色収差補正が困難になり好ましくない。
上記内容を鑑見てさらに好ましくは、条件式(5)の数値範囲を、以下の条件式(5a)のように設定することにより、高い結像性能の確保することが可能となる。
−3.8 < f2/f < −2.3 ・・・(条件式5a)
以下は広画角を達成しつつ、像面への適正な入射角度を確保するために好ましい条件である。
−2.5 < f12/f < −1.3 ・・・(条件式6)
ここで、f12は第1レンズL1と第2レンズL2の合成焦点距離を、fは全系の焦点距離を示している。
条件式(6)は物体側に配置される2枚の負レンズの合成焦点距離に関する条件式である。条件式(6)の上限値を超えると、負のパワーが強くなり、負レンズの各面の曲率が強くなりすぎて製造が困難になる。また強い曲率の面で発生する像面湾曲を非球面で十分に補正することが困難となるため、良好な解像性能を得るのに対して好ましくない。また条件式(6)の下限値を超えると、負の屈折力が不足するために入射角度の大きい光線を大きく曲げることが困難になり、例えば画角が180°を超えるような超広角を達成することが困難になり好ましくない。また広角レンズの一般的な構成であるレトロフォーカスタイプの度合いが弱くなるため、像面への入射角がきつくなり、CCDなどの電子撮像素子に適さなくなり好ましくない。
上記内容を鑑見てさらに好ましくは、条件式(6)の数値範囲を、以下の条件式(6a)のように設定することにより、広画角を達成しつつ、像面への適正な入射角度を確保することが可能となる。
−2.0 < f12/f < −1.3 ・・・(条件式6a)
以下は広画角を達成しつつ、光学系の良好な収差補正のために好ましい条件である。
1.0 < (r21+r22)/(r21−r22) < 2.0 ・・・(条件式7)
ここで、r21は第2レンズL2の物体側の近軸曲率半径を、r22は第2レンズL2の像側の近軸曲率半径を示している。
条件式(7)は第2レンズL2の物体側の近軸曲率半径と像面側の近軸曲率半径とに関する条件式である。条件式(7)の下限値を超えるとメニスカス形状を維持することができなくなり、成型時の流動性やゴーストなどに寄与するコート特性の観点から好ましくない。一方条件式(7)の上限値を超えると諸収差の収差が増大し、特に周辺部の発散を強める形状となり像面湾曲が発生し、非球面で十分に補正することが困難となるため、良好な解像性能を得るのに対して好ましくない。
上記内容を鑑見てさらに好ましくは、条件式(7)の数値範囲を、以下の条件式(7a)のように設定することにより、全長をコンパクトに抑えつつバックフォーカスを確保し、更には高い結像性能を得ることが可能となる。
1.0 ≦ (r21+r22)/(r21−r22) < 1.3 ・・・(条件式7a)
以下は製造を容易にしつつ、光学系の良好な収差補正のために好ましい条件である。
2.0 < f3/f < 7.0 ・・・(条件式8)
ここで、f3は第3レンズL3の焦点距離を、fは全系の焦点距離を示している。
条件式(8)は第3レンズL3の焦点距離と全系の焦点距離とに関する条件式である。条件式(8)の上限値を超えると、正の屈折力が不足するために倍率の色収差の補正が困難になり好ましくない。また条件式(8)の下限値を超えると、第3レンズL3の物体側面の曲率が小さくなりすぎてしまうため、製造が難しくなり好ましくない。
上記内容を鑑見てさらに好ましくは、条件式(8)の数値範囲を、以下の条件式(8a)のように設定することにより、高い結像性能の確保することが可能となる。
3.3 < f3/f < 5.7 ・・・(条件式8a)
以下は製造を容易にしつつ、光学系の良好な収差補正のために好ましい条件である。
2.0 < f4/f < 4.0 ・・・(条件式9)
ここで、f4は第4レンズL4の焦点距離を、fは全系の焦点距離を示している。
条件式(9)は第4レンズL4の焦点距離と全系の焦点距離とに関する条件式である。条件式(9)の上限値を超えると正の屈折力が小さくなりすぎて、諸収差の補正に困難になり好ましくない。また条件式(9)の下限値を超えると、第4レンズL4の像側面の曲率がきつくなりすぎてしまい、製造の観点から好ましくない。
上記内容を鑑見てさらに好ましくは、条件式(9)の数値範囲を、以下の条件式(9a)のように設定することにより、高い結像性能の確保することが可能となる。
2.2 < f4/f < 3.5 ・・・(条件式9a)
以下は樹脂レンズを用いても温度変動によるバックフォーカスの変動を良好に保つために好ましい条件である。
−1.4 < f4/f2 < −0.5 ・・・(条件式10)
ここで、f4は第4レンズL4の焦点距離を、f2は第2レンズL2の焦点距離を示している。
条件式(10)は樹脂レンズを用いた第4レンズL4の焦点距離と樹脂レンズを用いた第2レンズL2の焦点距離とに関する条件式である。樹脂レンズの使用は軽量かつ安価で、更には非球面が安価で使用可能であるため、光学性能を良好にする上で有効であるが、熱膨張係数がガラスレンズに比べて1桁大きく、それによる像面位置変動がしばしば問題となる。条件式(10)は、負の樹脂レンズと絞りを挟んだ正の樹脂レンズとの温度変化による性能変動を抑える上で好ましい焦点距離の比を規定している。条件式(10)の上限を上回るか、下限を下回ると、第2レンズL2と第4レンズL4との焦点距離の比が崩れ、温度変動時の像面位置が変動することで好ましくない。
上記内容を鑑見てさらに好ましくは、条件式(10)の数値範囲を、以下の条件式(10a)のように設定することにより、高い結像性能の確保することが可能となる。
−1.1 < f4/f2 < −0.7 ・・・(条件式10a)
以下に、本実施形態1〜5にそれぞれ対応する数値実施例1〜5の数値データを示す。各数値実施例において、iは物体側からの面の順序を示し、riは第i面の曲率半径、diは第i面と第(i+1)面との間隔、ni、νiはそれぞれd線に対する屈折率、アッベ数を示す。また、最も像側の2面は水晶ローパスフィルター、保護ガラス等に相当し、設計上設けられたガラスブロックGである。また、非球面形状は光軸からの高さHの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてxとするとき

Figure 2010276752
で表される。但しRは近軸曲率半径、A,B,C,D,Eは非球面係数、Kは円錐定数である。
前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−1に示す。 Hereinafter, embodiments of a wide-angle lens of the present invention and an image pickup apparatus using the same will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a lens cross-sectional view of the wide-angle lens of the first embodiment. FIG. 2 is an aberration diagram of the wide-angle lens of the first embodiment. In the first embodiment, the focal length is 0.801 mm, the F number is 2.60, the total angle of view is 196.6 °, and the back focus (the air conversion distance from the surface closest to the image side of the imaging lens to the imaging surface) is 2.071 mm. This is a wide-angle lens.
FIG. 3 is a lens cross-sectional view of the wide-angle lens of the second embodiment. FIG. 4 is an aberration diagram of the wide-angle lens of the second embodiment. The second embodiment is a wide-angle lens having a focal length of 0.794 mm, an F number of 2.60, a full field angle of 196.2 °, and a back focus of 1.58 mm.
FIG. 5 is a lens cross-sectional view of the wide-angle lens of the third embodiment. FIG. 6 is an aberration diagram of the wide-angle lens of Embodiment 3. The third embodiment is a wide-angle lens having a focal length of 0.806 mm, an F number of 2.60, a full field angle of 195.6 °, and a back focus of 1.52 mm.
FIG. 7 is a lens cross-sectional view of the wide-angle lens of the fourth embodiment. FIG. 8 is an aberration diagram of the wide-angle lens of the fourth embodiment. The fourth embodiment is a wide-angle lens having a focal length of 0.799 mm, an F number of 2.60, a total angle of view of 196.4 °, and a back focus of 2.955 mm.
FIG. 9 is a lens cross-sectional view of the wide-angle lens of the fifth embodiment. FIG. 10 is an aberration diagram of the wide-angle lens of Embodiment 5. Embodiment 5 is a wide-angle lens having a focal length of 0.800 mm, an F number of 2.60, a total angle of view of 196.3 °, and a back focus of 1.505 mm.
In the lens cross-sectional views of the embodiments, the left side is the subject side (object side), and the right side is the image side (imaging plane side). In the lens cross-sectional view, G0 is a wide angle lens, a first lens L1 having a negative refractive power (optical power = reciprocal of focal length), a second lens L2 having a negative refractive power, and a third lens having a positive refractive power. L3 includes a fourth lens L4 having a positive refractive power. SP is an aperture stop, which is located between the third lens L3 and the fourth lens.
G is a glass block designed in accordance with a crystal low-pass filter, an infrared cut filter, a protective glass for protecting the image sensor, and the like. IP is an image plane on which a photosensitive surface of a solid-state imaging device such as a CCD sensor or a CMOS sensor is arranged.
In this embodiment, the focus from an infinite object to a short-distance object is fixed at the pan focus position, and the wide-angle lens G0 is not extended, but the wide-angle lens G0 is extended to the object side or the imaging lens G0 is used. You may carry out by paying out one part among the some lenses which comprise.
In the aberration diagrams, (A) shows the amount of spherical aberration, (B) shows the amount of astigmatism, and (C) shows the amount of deviation with respect to the stereoscopic projection method. (A) shows the value for the d-line (587.56 nm). In (B), the solid line indicates the d-line value (ΔM) on the meridional image plane, the broken line indicates the d-line value (ΔS) on the sagittal image plane, and (C) indicates the value for the d-line. .
As for the amount of distortion shown in the item (C), a central projection method represented by y = f × tanW is used in a general camera lens. Here, y is the image height on the image sensor, and the angle of view is 2W. However, when the angle of view is close to or exceeds 180 °, the central projection method is not practical. Instead, a normal projection method (y = f × sinW), which is a fish-eye lens projection method, and an equidistant projection method are used. (Y = f × W), solid projection method (y = 2 × f × tan (W / 2)), equal solid angle projection method (y = 2 × f × sin (W / 2)), and the like. Adopted. This can be regarded as determining the compression ratio of the surrounding image when the center of the screen is used as a reference, and the wide-angle lens of this embodiment is mainly used for eliminating blind spots such as surveillance cameras and in-vehicle cameras. Since there are many cases, the amount of deviation with respect to the stereoscopic projection method having a low peripheral compression rate is shown.
Hereinafter, the configuration and operation of the wide-angle lens of this embodiment (the wide-angle lenses of Embodiments 1 to 5 are collectively referred to as the wide-angle lens of this embodiment) will be described.
The wide-angle lens G0 of the present embodiment has a convex object-side surface in which the absolute value of the refractive power of the object-side surface is smaller than that of the image-side surface in the order from the object side to the image side. It consists of a meniscus glass lens whose image side surface is convex toward the object side. In this way, by using the first lens L1 as a glass lens, it is possible to satisfy severe environmental performance that is applied to a monitoring camera or a vehicle-mounted camera.
The second lens L2 is formed of a meniscus resin lens (plastic lens) having a negative refractive power such that the concave surface faces the image side and the object side surface is convex. Thus, the second lens L2 has a meniscus shape, and the ratio of the center thickness to the thickness of the peripheral portion (deviation thickness ratio) is made as small as possible to improve the fluidity of the resin and to easily mold a desired shape and the like. can do.
A lens made of a resin material is superior to a lens made of glass in terms of molding stability, weight, and cost. Further, by taking advantage of the molding, a favorable image forming performance can be obtained with a small number of components by using a rotationally symmetric aspherical surface on the image side to increase the degree of freedom in design. On the other hand, the object side surface has a spherical shape that is looser than the image side surface.
This is a shape conscious of ghost due to surface reflection between the object-side surface of the second lens L2 and the concave peripheral portion on the image side of the first lens L1. By making the spherical shape as gentle as possible, the coating characteristic deposited on the object side of the second lens L2 is prevented from causing a large difference between the central portion and the peripheral portion, and the reflectance of the surface that is likely to cause ghosting Mitigating.
The third lens L3 is a glass lens having a positive refractive power, and the fourth lens L4 is a resin lens having a positive refractive power with a convex surface facing the image side. The fourth lens L4 made of a resin lens uses a rotationally symmetric aspherical surface on both sides (object side and image side) taking advantage of molding. In this way, good imaging performance can be obtained with a small number of components by expanding the degree of freedom from the spherical surface.
The fourth lens L4 is a lens having positive refractive power in which the image side surface is a strong convex surface and the object side surface is substantially flat. By adopting such a shape, the sensitivity near the aperture stop SP is relaxed, and the lens is easy to manufacture.
The aperture stop SP is disposed between the third lens L3 and the fourth lens L4. If the aperture stop SP is disposed on the image side of the fourth lens L4, it is not preferable because the lens system is enlarged, and if it is disposed between the second lens L2 and the third lens L3, the focal length is shortened. It is disadvantageous and not preferable. Therefore, by disposing the lens between the third lens L3 and the fourth lens L4 described above, it is possible to correct various aberrations and make the lens system compact.
As described above, the wide-angle lens according to the present embodiment achieves good imaging performance and a wide angle of view as an imaging optical system for an image sensor by an appropriate power arrangement and aspherical arrangement, and is downsized and reduced in cost. Has achieved. The conditions for constructing a bright lens while obtaining such effects in a well-balanced manner while achieving higher imaging performance will be described below.
The following are preferable conditions for the configuration as an optimum wide-angle lens.
2W> 130 ° (Condition 1)
Here, 2W indicates the maximum angle of view (full angle of view) that can be incident on the image sensor.
Conditional expression (1) is an expression relating to the diagonal angle of view of the wide-angle lens G0. If the diagonal angle of view is narrowed beyond the lower limit value of conditional expression (1), there will be many blind areas as surveillance cameras and in-vehicle cameras, which is not preferable.
More preferably, the numerical value range of the conditional expression (1) is set as in the following conditional expression (1a) to ensure a more preferable photographing range as a monitoring camera or a vehicle-mounted camera. It becomes possible.
2W> 180 ° (Condition 1a)
The following conditions are preferable for reducing the lens diameter while achieving a wide angle of view.
−10.0 <f1 / f <−6.6 (Condition 2)
Here, f1 indicates the focal length of the first lens L1, and f indicates the focal length of the entire system.
Conditional expression (2) is a conditional expression regarding the focal length of the first lens L1 and the focal length of the entire system. Exceeding the upper limit value of conditional expression (2) is advantageous for making the first lens L1 compact, but is not preferable because various aberrations increase and correction with the subordinate lens becomes difficult. If the lower limit of conditional expression (2) is exceeded, a sufficient amount of back focus cannot be secured, and further, the first lens L1 is enlarged, which is not preferable for downsizing.
In view of the above contents, more preferably, by setting the numerical range of conditional expression (2) as in the following conditional expression (2a), it is possible to reduce the overall length and ensure high imaging performance. It becomes.
−8.9 <f1 / f <−6.6 (Condition 2a)
The following conditions are preferable for good aberration correction of the optical system while facilitating manufacture.
1.8 <f1 / f2 <5.0 (Condition 3)
Here, f1 indicates the focal length of the first lens L1, and f2 indicates the focal length of the second lens L2.
Conditional expression (3) is a conditional expression regarding the focal length of the first lens L1 and the focal length of the second lens L2. If the lower limit value of conditional expression (3) is exceeded, the negative refractive power of the first lens L1 becomes strong, the concave surface of the image side surface of the first lens L1 becomes tight, making it difficult to manufacture, and the amount of various aberrations increases. However, it is not preferable because correction with a dependent lens becomes difficult. If the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the negative refractive power of the second lens L2 becomes strong, the ratio of the center thickness to the peripheral thickness increases, and molding becomes difficult. Furthermore, since the refractive power of the second lens L2 is increased, the sensitivity is increased, and the eccentricity allowable amount at the time of incorporation during manufacturing becomes strict, which is not preferable.
More preferably, the numerical value range of conditional expression (3) is set as shown in the following conditional expression (3a) so that various aberrations can be favorably corrected and high imaging can be performed. It becomes possible to ensure performance.
1.8 <f1 / f2 <3.5 (Condition 3a)
The following conditions are preferable for good aberration correction of the optical system while facilitating manufacture.
2.0 <d2 / f <4.5 (Condition 4)
Here, d2 represents the air space on the optical axis between the first lens L1 and the second lens L2, and f represents the focal length of the entire system.
Conditional expression (4) is a conditional expression related to the air distance between the first lens L1 and the second lens L2 and the focal length of the entire system. When the lower limit value of conditional expression (4) is exceeded, the air space between the first lens L1 and the second lens L2 becomes small, and the wide-angle lens G0 of the present embodiment that secures the back focus inevitably has an image of the first lens L1. The side surface is a strong concave surface, which is not preferable because the surface and the object side surface of the second lens L2 interfere with each other or enter the image side surface of the first lens L1. If the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, various aberrations, particularly distortion and field curvature, increase, and high imaging performance cannot be obtained. Furthermore, since the total length becomes long, it is not preferable from the viewpoint of compactness.
More preferably, the numerical range of conditional expression (4) is set as in conditional expression (4a) below to ensure the back focus while keeping the overall length compact and even higher. Imaging performance can be obtained.
2.0 <d2 / f <3.8 (Condition 4a)
The following conditions are preferable for achieving good aberration correction of the optical system while achieving a wide angle of view.
−4.0 <f2 / f <−1.5 (Condition 5)
Here, f2 indicates the focal length of the second lens L2, and f indicates the focal length of the entire system.
Conditional expression (5) is a conditional expression regarding the focal length of the second lens L2 and the focal length of the entire system. If the upper limit value of conditional expression (5) is exceeded, the curvature of the image plane side of the second lens L2 becomes too small, and the curvature of the object side of the adjacent third lens L3 becomes tight accordingly. It is not preferable also from a viewpoint. If the lower limit of conditional expression (5) is exceeded, negative refracting power will be insufficient, making it difficult to correct chromatic aberration of magnification.
In view of the above contents, more preferably, by setting the numerical range of conditional expression (5) as in the following conditional expression (5a), it is possible to ensure high imaging performance.
−3.8 <f2 / f <−2.3 (Condition 5a)
The following are preferable conditions for ensuring a proper incident angle on the image plane while achieving a wide angle of view.
-2.5 <f12 / f <-1.3 (Condition 6)
Here, f12 represents the combined focal length of the first lens L1 and the second lens L2, and f represents the focal length of the entire system.
Conditional expression (6) is a conditional expression related to the combined focal length of two negative lenses arranged on the object side. If the upper limit value of conditional expression (6) is exceeded, the negative power becomes strong, the curvature of each surface of the negative lens becomes too strong, and manufacturing becomes difficult. In addition, it is difficult to sufficiently correct the curvature of field generated on the surface of strong curvature with an aspherical surface, which is not preferable for obtaining good resolution performance. If the lower limit of conditional expression (6) is exceeded, the negative refractive power will be insufficient, and it will be difficult to bend light rays with a large incident angle. For example, an ultra-wide angle with an angle of view exceeding 180 ° will be achieved. It is difficult to do so, which is not preferable. In addition, since the degree of the retrofocus type, which is a general configuration of a wide-angle lens, is weakened, the incident angle to the image plane becomes tight, which is not suitable for an electronic image pickup device such as a CCD.
In view of the above contents, more preferably, the numerical range of conditional expression (6) is set as in the following conditional expression (6a), so that a wide angle of view is achieved and proper incidence on the image plane is achieved. An angle can be secured.
-2.0 <f12 / f <-1.3 (Condition 6a)
The following conditions are preferable for achieving good aberration correction of the optical system while achieving a wide angle of view.
1.0 <(r21 + r22) / (r21−r22) <2.0 (conditional expression 7)
Here, r21 represents the paraxial radius of curvature of the second lens L2 on the object side, and r22 represents the paraxial radius of curvature of the second lens L2 on the image side.
Conditional expression (7) is a conditional expression regarding the paraxial curvature radius on the object side and the paraxial curvature radius on the image plane side of the second lens L2. If the lower limit value of conditional expression (7) is exceeded, the meniscus shape cannot be maintained, which is not preferable from the viewpoint of coating properties that contribute to fluidity and ghosting during molding. On the other hand, if the upper limit value of conditional expression (7) is exceeded, the aberrations of various aberrations increase, and in particular, the shape becomes a shape that increases the divergence of the peripheral portion, resulting in curvature of field, which makes it difficult to sufficiently correct with an aspherical surface. It is not preferable for obtaining good resolution performance.
In view of the above contents, more preferably, the numerical range of conditional expression (7) is set as in the following conditional expression (7a) to ensure the back focus while keeping the overall length compact and even higher. Imaging performance can be obtained.
1.0 ≦ (r21 + r22) / (r21−r22) <1.3 (Condition 7a)
The following conditions are preferable for good aberration correction of the optical system while facilitating manufacture.
2.0 <f3 / f <7.0 (Condition 8)
Here, f3 indicates the focal length of the third lens L3, and f indicates the focal length of the entire system.
Conditional expression (8) is a conditional expression regarding the focal length of the third lens L3 and the focal length of the entire system. Exceeding the upper limit of conditional expression (8) is not preferable because the positive refractive power is insufficient and correction of chromatic aberration of magnification becomes difficult. If the lower limit value of conditional expression (8) is exceeded, the curvature of the object side surface of the third lens L3 becomes too small, which makes manufacturing difficult and is not preferable.
In view of the above contents, more preferably, by setting the numerical range of conditional expression (8) as in the following conditional expression (8a), it is possible to ensure high imaging performance.
3.3 <f3 / f <5.7 (Condition 8a)
The following conditions are preferable for good aberration correction of the optical system while facilitating manufacture.
2.0 <f4 / f <4.0 (Condition 9)
Here, f4 indicates the focal length of the fourth lens L4, and f indicates the focal length of the entire system.
Conditional expression (9) is a conditional expression regarding the focal length of the fourth lens L4 and the focal length of the entire system. If the upper limit value of conditional expression (9) is exceeded, the positive refractive power becomes too small, which makes it difficult to correct various aberrations. If the lower limit of conditional expression (9) is exceeded, the curvature of the image side surface of the fourth lens L4 becomes too tight, which is not preferable from the viewpoint of manufacturing.
In view of the above contents, more preferably, by setting the numerical range of conditional expression (9) as in the following conditional expression (9a), it is possible to ensure high imaging performance.
2.2 <f4 / f <3.5 (Condition 9a)
The following conditions are preferable for maintaining good back focus fluctuation due to temperature fluctuation even when a resin lens is used.
−1.4 <f4 / f2 <−0.5 (Condition 10)
Here, f4 indicates the focal length of the fourth lens L4, and f2 indicates the focal length of the second lens L2.
Conditional expression (10) is a conditional expression regarding the focal length of the fourth lens L4 using a resin lens and the focal length of the second lens L2 using a resin lens. The use of resin lenses is lightweight and inexpensive, and since aspherical surfaces are inexpensive and can be used, it is effective in improving optical performance, but the thermal expansion coefficient is one order of magnitude larger than that of glass lenses. Variation in image plane position due to the problem is often a problem. Conditional expression (10) defines a preferable focal length ratio in order to suppress performance fluctuations due to temperature changes between the negative resin lens and the positive resin lens with the diaphragm interposed therebetween. If the upper limit of conditional expression (10) is exceeded or less than the lower limit, the ratio of the focal lengths of the second lens L2 and the fourth lens L4 is lost, and the image plane position at the time of temperature fluctuation is not preferable.
In view of the above contents, more preferably, by setting the numerical range of the conditional expression (10) as in the following conditional expression (10a), it is possible to ensure high imaging performance.
−1.1 <f4 / f2 <−0.7 (Condition 10a)
The numerical data of numerical examples 1 to 5 corresponding to the first to fifth embodiments are shown below. In each numerical example, i indicates the order of the surfaces from the object side, ri is the radius of curvature of the i-th surface, di is the distance between the i-th surface and the (i + 1) -th surface, and ni and νi are for the d-line, respectively. Refractive index and Abbe number are shown. The two surfaces closest to the image side correspond to a crystal low-pass filter, protective glass, and the like, and are glass blocks G provided by design. The aspherical shape is when the displacement in the optical axis direction at the position of the height H from the optical axis is x with respect to the surface vertex.
Figure 2010276752
It is represented by Where R is a paraxial radius of curvature, A, B, C, D, and E are aspherical coefficients, and K is a conic constant.
Table 1 shows the relationship between the above-described conditional expressions and various numerical values in the numerical examples.

単位 mm
・面データ
i r d n ν
1: 14.480 0.700 1.883 40.7
2: 3.510 2.076
3: 68.500 0.700 1.530 56.2
4*: 1.545 1.324
5: 4.700 2.000 1.946 17.9
6: -14.600 1.415
7(絞り): ∞ 0.473
8*: 8.200 1.950 1.530 56.2
9*: -1.250 0.671
10: ∞ 0.800 1.516 64.1
11: ∞ 0.870
像面: ∞
*は非球面

・非球面係数
面番号 K A B C D
4: -0.890862 -1.18929E-02 2.07955E-03 -2.79961E-04 1.34065E-05
8: 0.023454 -1.16328E-01 1.87588E-01 -2.72991E-01 1.79544E-01
9: -0.548051 4.03412E-02 -1.31128E-02 6.56598E-03 -3.48417E-04

・各種データ
焦点距離 0.801mm
Fナンバー 2.6
画角 196.6°
像高 1.826mm
レンズ全長 13.663mm
バックフォーカス(in air) 2.071mm
Unit mm
・ Surface data
i r d n ν
1: 14.480 0.700 1.883 40.7
2: 3.510 2.076
3: 68.500 0.700 1.530 56.2
4 *: 1.545 1.324
5: 4.700 2.000 1.946 17.9
6: -14.600 1.415
7 (Aperture): ∞ 0.473
8 *: 8.200 1.950 1.530 56.2
9 *: -1.250 0.671
10: ∞ 0.800 1.516 64.1
11: ∞ 0.870
Image plane: ∞
* Aspherical

・ Aspherical surface number K A B C D
4: -0.890862 -1.18929E-02 2.07955E-03 -2.79961E-04 1.34065E-05
8: 0.023454 -1.16328E-01 1.87588E-01 -2.72991E-01 1.79544E-01
9: -0.548051 4.03412E-02 -1.31128E-02 6.56598E-03 -3.48417E-04

・ Various focal length 0.801mm
F number 2.6
Angle of view 196.6 °
Image height 1.826mm
Total lens length 13.663mm
Back focus (in air) 2.071mm

単位 mm
・面データ
i r d n ν
1: 9.620 0.700 1.883 40.7
2: 3.472 2.960
3: 595.000 0.700 1.530 56.2
4*: 1.000 1.230
5: 2.483 1.820 1.946 17.9
6: 53.670 0.500
7(絞り): ∞ 0.590
8*: 3.050 1.800 1.530 56.2
9*: -1.350 0.185
10: ∞ 0.800 1.516 64.1
11: ∞ 0.870
像面: ∞
*は非球面

・非球面係数
面番号 K A B C D
4: -0.953449 2.33363E-03 1.24943E-02 -2.29485E-03 5.79133E-04
8: -20.641275 5.19695E-03 2.17165E-03 -1.33977E-02 2.17711E-03
9: -0.734183 4.59225E-02 -2.06950E-02 1.25146E-02 -3.47812E-03

・各種データ
焦点距離 0.794mm
Fナンバー 2.60
画角 196.2°
像高 1.826mm
レンズ全長 12.155mm
バックフォーカス(in air) 1.580mm
Unit mm
・ Surface data
i r d n ν
1: 9.620 0.700 1.883 40.7
2: 3.472 2.960
3: 595.000 0.700 1.530 56.2
4 *: 1.000 1.230
5: 2.483 1.820 1.946 17.9
6: 53.670 0.500
7 (Aperture): ∞ 0.590
8 *: 3.050 1.800 1.530 56.2
9 *: -1.350 0.185
10: ∞ 0.800 1.516 64.1
11: ∞ 0.870
Image plane: ∞
* Aspherical

・ Aspherical surface number K A B C D
4: -0.953449 2.33363E-03 1.24943E-02 -2.29485E-03 5.79133E-04
8: -20.641275 5.19695E-03 2.17165E-03 -1.33977E-02 2.17711E-03
9: -0.734183 4.59225E-02 -2.06950E-02 1.25146E-02 -3.47812E-03

・ Various focal length 0.794mm
F number 2.60
Angle of view 196.2 °
Image height 1.826mm
Total lens length 12.155mm
Back focus (in air) 1.580mm

単位 mm
・面データ
i r d n ν
1: 16.000 1.190 1.772 49.5
2: 3.840 1.735
3: 14.000 0.700 1.530 56.2
4*: 1.116 1.630
5: 2.960 1.790 1.946 17.9
6: -90.090 0.500
7(絞り): ∞ 0.469
8*: 5.200 1.780 1.530 56.2
9*: -1.090 0.125
10: ∞ 0.800 1.516 64.1
11: ∞ 0.870
像面: ∞
*は非球面

・非球面係数
面番号 K A B C D
4: -0.670226 -2.61862E-02 3.58846E-03 2.18841E-03 -9.97810E-04
8: -0.008604 -1.85625E-01 1.36483E-01 -1.82360E-01 2.23464E-02
9: -0.429375 6.94270E-02 4.27673E-03 -1.54886E-02 8.38039E-03

・各種データ
焦点距離 0.806mm
Fナンバー 2.60
画角 195.6°
像高 1.826mm
レンズ全長 11.589mm
バックフォーカス(in air) 1.520mm
Unit mm
・ Surface data
i r d n ν
1: 16.000 1.190 1.772 49.5
2: 3.840 1.735
3: 14.000 0.700 1.530 56.2
4 *: 1.116 1.630
5: 2.960 1.790 1.946 17.9
6: -90.090 0.500
7 (Aperture): ∞ 0.469
8 *: 5.200 1.780 1.530 56.2
9 *: -1.090 0.125
10: ∞ 0.800 1.516 64.1
11: ∞ 0.870
Image plane: ∞
* Aspherical

・ Aspherical surface number K A B C D
4: -0.670226 -2.61862E-02 3.58846E-03 2.18841E-03 -9.97810E-04
8: -0.008604 -1.85625E-01 1.36483E-01 -1.82360E-01 2.23464E-02
9: -0.429375 6.94270E-02 4.27673E-03 -1.54886E-02 8.38039E-03

・ Various focal length 0.806mm
F number 2.60
Angle of view 195.6 °
Image height 1.826mm
Total lens length 11.589mm
Back focus (in air) 1.520mm

単位 mm
・面データ
i r d n ν
1: 12.830 0.700 1.772 49.5
2: 3.534 2.225
3: 14.450 0.700 1.530 56.2
4*: 1.334 2.330
5: 100.000 1.7895 1.923 20.8
6: -4.317 1.053
7(絞り): ∞ 0.605
8*: -3.600 1.410 1.530 56.2
9*: -1.180 1.560
10: ∞ 0.800 1.516 64.1
11: ∞ 0.870
像面: ∞
*は非球面

・非球面係数
面番号 K A B C D
4: -5.911760 1.24628E-01 -2.60747E-02 2.51823E-03 6.65500E-04
8: 0.035179 -2.36410E-01 1.71478E-01 -2.55587E-01 1.62313E-01
9: -0.690941 2.05088E-02 -1.02249E-01 7.61640E-02 -2.46762E-02

・各種データ
焦点距離 0.799mm
Fナンバー 2.60
画角 196.4°
像高 1.826mm
レンズ全長 14.0425mm
バックフォーカス(in air) 2.955mm
Unit mm
・ Surface data
i r d n ν
1: 12.830 0.700 1.772 49.5
2: 3.534 2.225
3: 14.450 0.700 1.530 56.2
4 *: 1.334 2.330
5: 100.000 1.7895 1.923 20.8
6: -4.317 1.053
7 (Aperture): ∞ 0.605
8 *: -3.600 1.410 1.530 56.2
9 *: -1.180 1.560
10: ∞ 0.800 1.516 64.1
11: ∞ 0.870
Image plane: ∞
* Aspherical

・ Aspherical surface number K A B C D
4: -5.911760 1.24628E-01 -2.60747E-02 2.51823E-03 6.65500E-04
8: 0.035179 -2.36410E-01 1.71478E-01 -2.55587E-01 1.62313E-01
9: -0.690941 2.05088E-02 -1.02249E-01 7.61640E-02 -2.46762E-02

-Various data focal length 0.799mm
F number 2.60
Angle of view 196.4 °
Image height 1.826mm
Lens total length 14.0425mm
Back focus (in air) 2.955mm

単位 mm
・面データ
i r d n ν
1: 12.100 0.700 1.772 49.5
2: 3.660 2.450
3: 57.940 0.700 1.530 56.2
4*: 1.070 1.290
5: 2.693 1.810 1.946 17.9
6: 55.295 0.500
7(絞り): ∞ 0.620
8*: 2.850 1.730 1.530 56.2
9*: -1.250 0.110
10: ∞ 0.800 1.516 64.1
11: ∞ 0.870
像面: ∞
*は非球面

・非球面係数
面番号 K A B C D
4: -1.025000 1.82300E-02 5.81200E-03 -1.66000E-03 4.75500E-04
8: -37.318400 6.57800E-02 -6.36500E-02 3.31200E-02 -8.13600E-03
9: -0.858600 4.74600E-02 -2.28700E-02 1.61300E-02 -3.78900E-03

・各種データ
焦点距離 0.800mm
Fナンバー 2.60
画角 196.3°
像高 1.826mm
レンズ全長 11.58mm
バックフォーカス(in air) 1.505mm
Unit mm
・ Surface data
i r d n ν
1: 12.100 0.700 1.772 49.5
2: 3.660 2.450
3: 57.940 0.700 1.530 56.2
4 *: 1.070 1.290
5: 2.693 1.810 1.946 17.9
6: 55.295 0.500
7 (Aperture): ∞ 0.620
8 *: 2.850 1.730 1.530 56.2
9 *: -1.250 0.110
10: ∞ 0.800 1.516 64.1
11: ∞ 0.870
Image plane: ∞
* Aspherical

・ Aspherical surface number K A B C D
4: -1.025000 1.82300E-02 5.81200E-03 -1.66000E-03 4.75500E-04
8: -37.318400 6.57800E-02 -6.36500E-02 3.31200E-02 -8.13600E-03
9: -0.858600 4.74600E-02 -2.28700E-02 1.61300E-02 -3.78900E-03

-Various data focal length 0.800mm
F number 2.60
Angle of view 196.3 °
Image height 1.826mm
Total lens length 11.58mm
Back focus (in air) 1.505mm

Figure 2010276752
Figure 2010276752

以上説明した本実施形態の広角レンズによれば、固体撮像素子を用いた撮影系、特に監視用カメラや車載カメラなどに好適であり、高い光学性能が求められ、かつF値が明るい広角レンズが実現できる。 According to the wide-angle lens of the present embodiment described above, a wide-angle lens that is suitable for an imaging system using a solid-state imaging device, particularly a surveillance camera, an in-vehicle camera, and the like, requires high optical performance, and has a bright F value. realizable.

G0 広角レンズ
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
SP 開口絞り
IP 像面
G ガラスブロック
d d線
ΔS サジタル像面
ΔM メリディオナル像面
G0 Wide-angle lens L1 First lens L2 Second lens L3 Third lens L4 Fourth lens SP Aperture stop IP Image plane G Glass block dd line ΔS Sagittal image plane ΔM Meridional image plane

Claims (4)

物体側から順に像側に凹面を向けた負メニスカス形状の第1レンズと、
像側に凹面を向けた負メニスカス形状の第2レンズと、
正の屈折力をもつ第3レンズと、
開口絞りと、
正の屈折力をもつ第4レンズと、で構成され、
前記第2レンズは片側非球面形状とし、前記第4レンズは両面非球面形状とされており、
さらに以下の条件を満足することを特徴とする広角レンズ。
2W > 130°
−10.0 < f1/f < −6.6
1.8 < f1/f2 < 5.0
2.0 < d2/f < 4.5
但し、
2W:全画角
f:全系の焦点距離
f1:第1レンズの焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
d2:第1レンズと第2レンズとの光軸上の空気間隔
A negative first meniscus lens having a concave surface facing the image side in order from the object side;
A negative meniscus second lens having a concave surface facing the image side;
A third lens having a positive refractive power;
An aperture stop,
A fourth lens having a positive refractive power,
The second lens has a single aspherical shape, and the fourth lens has a double-sided aspheric shape,
Furthermore, the wide angle lens characterized by satisfying the following conditions.
2W> 130 °
−10.0 <f1 / f <−6.6
1.8 <f1 / f2 <5.0
2.0 <d2 / f <4.5
However,
2W: Total angle of view f: Total system focal length f1: First lens focal length f2: Second lens focal length d2: Air spacing on the optical axis between the first lens and the second lens
前記第1レンズはガラス材料で形成され、前記第2レンズは樹脂材料で形成されており、前記第2レンズは像側の面に非球面形状を備え、かつ以下の条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の広角レンズ。
−4.0 < f2/f < −1.5
−2.5 < f12/f < −1.3
1.0 < (r21+r22)/(r21−r22) < 2.0
但し、
f:全系の焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
f12:第1レンズと第2レンズの合成焦点距離
r21:第2レンズの物体側の近軸曲率半径
r22:第2レンズの像面側の近軸曲率半径
The first lens is made of a glass material, the second lens is made of a resin material, the second lens has an aspheric shape on the image side surface, and satisfies the following conditions: The wide-angle lens according to claim 1.
−4.0 <f2 / f <−1.5
−2.5 <f12 / f <−1.3
1.0 <(r21 + r22) / (r21-r22) <2.0
However,
f: focal length of the entire system f2: focal length of the second lens f12: combined focal length of the first lens and the second lens r21: paraxial radius of curvature r22 on the object side of the second lens r22: image plane side of the second lens Paraxial radius of curvature
前記第3レンズはガラス材料で形成され、前記第4レンズは樹脂材料で形成されており、かつ以下の条件を満足することを特徴とする請求項1もしくは2に記載の広角レンズ。
2.0 < f3/f < 7.0
2.0 < f4/f < 4.0
−1.4 < f4/f2 < −0.5
但し、
f:全系の焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
f3:第3レンズの焦点距離
f4:第4レンズの焦点距離
3. The wide-angle lens according to claim 1, wherein the third lens is made of a glass material, the fourth lens is made of a resin material, and satisfies the following conditions.
2.0 <f3 / f <7.0
2.0 <f4 / f <4.0
−1.4 <f4 / f2 <−0.5
However,
f: focal length of the entire system f2: focal length of the second lens f3: focal length of the third lens f4: focal length of the fourth lens
前記第1レンズを構成する材料のd線に対するアッベ数を40以上、前記第2レンズを構成する材料のd線に対するアッベ数を50以上、前記第3レンズを構成する材料のd線に対するアッベ数を40以下、前記第4レンズを構成する材料のd線に対するアッベ数を50以上に、それぞれ設定されることを特徴
とする請求項1ないし3のいずれか一に記載の広角レンズ。
The Abbe number of the material constituting the first lens with respect to the d-line is 40 or more, the Abbe number with respect to the d-line of the material constituting the second lens is 50 or more, and the Abbe number of the material constituting the third lens with respect to the d-line The wide-angle lens according to any one of claims 1 to 3, wherein an Abbé number with respect to the d-line of the material constituting the fourth lens is set to 50 or less.
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