JP2013174740A

JP2013174740A - 広角レンズおよび撮像装置

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Publication number: JP2013174740A
Application number: JP2012039330A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sugiyama; 隆杉山; Masateru Yamazaki; 真輝山崎
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2012-02-24
Publication date: 2013-09-05
Anticipated expiration: 2032-02-24
Also published as: CN104126142A; US20150049166A1; CN104126142B; JP5893437B2; WO2013125248A1; US10527826B2; KR20140126365A; US20200088975A1

Abstract

【課題】４枚ないし６枚のレンズから構成された小型で高解像度の広角レンズを提供すること。
【解決手段】撮像レンズ１０は、物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを有する第１群レンズ１１、正のパワーを有する第２群レンズ１２、負のパワーを有する第３群レンズ１３、および、正のパワーを有する第４群レンズ１４からなる。全レンズ系の焦点距離をｆ、第２群レンズ１２の焦点距離をｆｆ２とすると、１．０≦ｆｆ２／ｆ≦２．０を満たすので、レンズ系の全長を短く抑えることができ、像面湾曲を抑制することができる。また、第２群レンズ１２、第３群レンズ１３、第４群レンズ１４のそれぞれの物体側レンズ面および像側レンズ面が非球面形状を備えているので、撮像レンズ１０が明るく構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、４枚ないし６枚のレンズから構成された小型で高解像度の広角レンズおよび当該広角レンズを搭載する撮像装置に関する。

車載用カメラや監視カメラなどに搭載される広角レンズは特許文献１に記載されている。同文献の広角レンズは、物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを備える第１レンズ、正のパワーを備える第２レンズ、負のパワーを備える第３レンズおよび正のパワーを備える第４レンズからなる。同文献の広角レンズは６５°程度の対角画角を備えている。

特開２００９−１４９４７号公報

車載用カメラや監視カメラなどの撮像装置に搭載される広角レンズには小型化が要求されているとともに、これらの撮像装置に搭載される撮像素子の画素数の増大に伴って、一層の高解像度化が要求されている。ここで、広角レンズの解像度を向上させるためには、像面湾曲などの収差を従来よりも抑制することが必要となる。

このような点に鑑みて、本発明の課題は、小型でより高解像度の広角レンズを提供することにある。また、このような広角レンズを搭載する撮像装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の広角レンズは、
物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを有する第１群レンズ、正のパワーを有する第２群レンズ、負のパワーを有する第３群レンズ、および、正のパワーを有する第４群レンズからなり、
前記第１群レンズは、負のパワーを有する１枚のレンズ、または、それぞれが負のパワーを有する２枚のレンズからなり、
前記第２群レンズは、正のパワーを有する１枚のレンズ、または、それぞれが正のパワーを有する２枚のレンズからなり、
前記第３群レンズは、負のパワーを有する１枚のレンズからなり、
前記第４群レンズは、正のパワーを有する１枚のレンズからなり、
前記第１群レンズを構成するレンズは、像側レンズ面に凹形状を備え、
前記第２群レンズにおいて前記第３群レンズに隣接配置されているレンズは、像側レンズ面に凸形状を備え、
前記第３群レンズは、物体側レンズ面に凹形状を備え、
前記第２群レンズ、前記第３群レンズ、前記第４群レンズを構成するレンズのうちの少なくとも１枚のレンズは、物体側レンズ面および像側レンズ面のうちの少なくとも一方のレンズ面が非球面形状とされており、
全レンズ系の焦点距離をｆ、前記第２群レンズの焦点距離をｆｆ２としたときに、以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする。
１．０≦ｆｆ２／ｆ≦２．０（１）

本発明の広角レンズは、条件式（１）を満たすので、レンズ系の全長を短く抑えることができるとともに、像面湾曲を抑制できる。また、第２群レンズ、第３群レンズ、第４群レンズを構成するレンズに非球面形状を備えることにより、口径数を大きくすることが容易となる。ここで、条件式（１）の上限値を超えると、像面湾曲が正の側に増大してその補正が困難となる。条件式（１）の下限値を超えると、像面湾曲が負の側に増大してその補正が困難となる。また、条件式（１）の上限値を超えると、第２群レンズの正のパワーが相対的に弱くなるので、レンズ系の全長を短く抑えることが困難となる。なお、広角レンズとは、対角画角が６０°以上の撮像レンズをいう。

本発明において、前記第３群レンズの焦点距離をｆｆ３としたときに、以下の条件式（２）を満たすことが望ましい。
−２．０≦ｆｆ２／ｆｆ３≦−１．０（２）

条件式（２）の上限値は色収差を抑制するためのものである。条件式（２）の上限値を超えると、凸形状を備える第２群レンズの正のパワーに対して、凹形状を備える第３レンズの負のパワーが弱くなりすぎるので、色収差が増大して、その補正が困難となる。従って、色収差を抑えるために上限を−１．０以下とする。条件式（２）の下限値は像面湾曲を抑制するとともに、レンズ系の全長を抑制するためのものである。条件式（２）の下限値を超えると、凸形状を備える第２群レンズの正のパワーに対して凹形状を備える第３レンズの負のパワーが強くなりすぎるので、像面湾曲の増大を招く。従って、像面湾曲を抑えるために下限を−２．０以上とする。また、条件式（２）の下限値を超えると、第２群レンズの正のパワーが第３群レンズの負のパワーに対して弱くなるので、レンズ系の全長を短く抑えることが困難になる。ここで、条件式（２）について、その範囲を−１．９以上−１．３以下とすることにより、色収差と像面湾曲のバランスをとることができる。

本発明において、前記第４群レンズの焦点距離をｆｆ４としたときに、以下の条件式（３）を満たすことが望ましい。
０．５≦ｆｆ４／ｆ≦２．０（３）

条件式（３）は像面湾曲を抑制するためのものである。すなわち、条件式（３）の上限値を超えると像面湾曲が正の側に大きくなり、その補正が困難となる。条件式（３）の下下限値を超えると像面湾曲が負の側に大きくなり、その補正が困難となる。従って、像面湾曲をより抑制するためには、その範囲を０．５以上２．０以下とする。ここで、条件式（３）について、その範囲を０．７以上１．７以下とすることにより、像面のバランスがとれる。

本発明において、色収差を良好に補正するためには、前記第２群レンズは、アッベ数が４０以上のレンズを備えており、前記第３群レンズは、アッベ数が３５以下のレンズを備えていることが望ましい。

本発明において、対角画角が１００°以上の構成を採用することができる。すなわち、このような画角の大きい広角レンズにおいても像面湾曲を抑制できる。

次に、本発明の撮像装置は、上記の広角レンズと、前記広角レンズの焦点位置に配置された撮像素子とを有することを特徴とする。

本発明によれば、広角レンズが高解像度となるので、撮像素子として画素数の多い撮像素子を採用することにより、撮像装置を高解像度のものとすることができる。また、広角レンズの全長を短くできるので、撮像装置を小型化することができる。

本発明の広角レンズによれば、レンズ系の全長を短く抑制することができるとともに、像面湾曲の発生を抑制できる。また、口径数を大きくすることが容易である。

本発明を適用した実施例１の撮像レンズの構成図である。図１の撮像レンズの軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。本発明を適用した実施例２の撮像レンズの構成図である。図３の撮像レンズの軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。本発明を適用した実施例３の撮像レンズの構成図である。図５の撮像レンズの軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。本発明を適用した実施例４の撮像レンズの構成図である。図７の撮像レンズの軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。本発明を適用した実施例５の撮像レンズの構成図である。図８の撮像レンズの軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。撮像レンズを搭載する撮像装置の説明図である。

以下に図面を参照して、本発明を適用した撮像レンズを説明する。

（実施例１）
図１は実施例１の撮像レンズの構成図である。図１に示すように、撮像レンズ１０は、物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを有する第１群レンズ１１、正のパワーを有する第２群レンズ１２、負のパワーを有する第３群レンズ１３、および、正のパワーを有する第４群レンズ１４からなる。本例の撮像レンズ１０は４枚のレンズから構成されており、第１群レンズ１１は１枚の第１レンズ１１１から構成され、第２群レンズ１２は１枚の第２レンズ１２１から構成され、第３群レンズ１３は１枚の第３レンズ１３１から構成され、第４群レンズ１４は１枚の第４レンズ１４１から構成されている。第１群レンズ１１と第２群レンズ１２の間、すなわち、第１レンズ１１１と第２レンズ１２１の間には絞り１７が配置されており、第４レンズ１４１の像側にはカバーガラス１８が配置されている。結像面１９はカバーガラス１８と間隔を開けた位置にある。

第１レンズ１１１は、物体側レンズ面１１１ａが平面形状を備えており、像側レンズ面１１１ｂが凹形状を備えている。第２レンズ１２１は、物体側レンズ面１２１ａおよび像側レンズ面１２１ｂがそれぞれ凸形状を備えている。第３レンズ１３１は、物体側レンズ面１３１ａが凹形状を備えており、像側レンズ面１３１ｂが凸形状を備えている。第４レンズ１４１は、物体側レンズ面１４１ａおよび像側レンズ面１４１ｂがそれぞれ凸形状を備えている。

撮像レンズ１０の開口数をＦｎｏ．、半画角をω、および、レンズ径の全長をＬとすると、これらの値は以下のとおりである。
Ｆｎｏ．＝２
ω＝５７．５°
Ｌ＝１２．３０３ｍｍ

また、全レンズ系の焦点距離をｆ、第１群レンズ１１（第１レンズ１１１）の焦点距離をｆｆ１、第２群レンズ１２（第２レンズ１２１）の焦点距離をｆｆ２、第３群レンズ１３（第３レンズ１３１）の焦点距離をｆｆ３、第４群レンズ１４（第４レンズ１４１）の焦点距離をｆｆ４とすると、これらの値は以下のとおりである。
ｆ＝１．９７４８
ｆｆ１＝−７．３９４
ｆｆ２＝２．０１９
ｆｆ３＝−１．０８９
ｆｆ４＝１．５４５

ここで、本例の撮像レンズ１０は、以下の条件式（１）〜（３）を満たす。
１．０≦ｆｆ２／ｆ≦２．０（１）
−２．０≦ｆｆ２／ｆｆ３≦−１．０（２）
０．５≦ｆｆ４／ｆ≦２．０（３）

すなわち、ｆｆ２／ｆ＝１．０２であり、ｆｆ２／ｆｆ３＝−１．８５であり、ｆｆ４／ｆ＝０．７８である。

本例の撮像レンズ１０は条件式（１）を満たすので、レンズ系の全長を短く抑え、像面湾曲を抑制することができる。すなわち、条件式（１）の上限値を超えると、像面湾曲が正の側に増大してその補正が困難となる。条件式（１）の下限値を超えると、像面湾曲が負の側に増大してその補正が困難となる。また、条件式（１）の上限値を超えると、第２群レンズ１２の正のパワーが相対的に弱くなるので、レンズ系の全長を短く抑えることが困難となる。

また、撮像レンズ１０は条件式（２）を満たすので、色収差を抑制しながら、レンズ系の全長を短く抑え、像面湾曲を抑制することができる。すなわち、条件式（２）の上限値を超えると、凸形状を備える第２群レンズ１２の正のパワーに対して、凹形状を備える第３レンズ１３１の負のパワーが弱くなりすぎるので、色収差が増大して、その補正が困難となる。従って、色収差を抑えるために上限を−１．０以下とする。条件式（２）の下限値は像面湾曲を抑制するとともに、レンズ系の全長を抑制するためのものである。条件式（２）の下限値を超えると、凸形状を備える第２群レンズ１２の正のパワーに対して凹形状を備える第３レンズ１３１の負のパワーが強くなりすぎるので、像面湾曲の増大を招く。従って、像面湾曲を抑えるために下限を−２．０以上とする。また、条件式（２）の下限値を超えると、第２群レンズ１２の正のパワーが第３群レンズ１３の負のパワーに対して弱くなるので、レンズ系の全長を短く抑えることが困難になる。ここで、条件式（２）について、その範囲を−１．９以上−１．３以下とすることにより、色収差と像面湾曲のバランスをとることができる。

さらに、撮像レンズ１０は条件式（３）を満たすので、像面湾曲をより抑制できる。すなわち、条件式（３）の上限値を超えると像面湾曲が正の側に大きくなり、その補正が困難となる。条件式（３）が下限値以上となると像面湾曲が負の側に大きくなり、その補正が困難となる。従って、像面湾曲をより抑制するためには、その範囲を０．５以上２．０以下とする。ここで、条件式（３）について、その範囲を０．７以上１．７以下とすることにより、像面のバランスがとれる。

また、本例では、第２群レンズ１２（第２レンズ１２１）のアッベ数をνｄ２、第３群レンズ１３（第３レンズ１３１）のνｄ３としたときに、以下の条件式（４）および条件式（５）を満たす。
νｄ２≧４０（４）
νｄ３≦３５（５）

本例では、νｄ２＝５２、νｄ３＝２３．４である。この結果、撮像レンズ１０では、低分散の材料からなる第２レンズ１２１と高分散の材料からなる第３レンズ１３１が隣り合うように配置されるので、色収差を良好に補正できる。

次に、表１Ａは撮像レンズ１０の各レンズ面のレンズデータを示す。表１Ａでは物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。星印が付けられたレンズ面は非球面である。本例では、第２レンズ１２１（第２群レンズ１２）、第３レンズ１３１（第３群レンズ１３）、第４レンズ１４１（第４群レンズ１４）のそれぞれの物体側レンズ面１２１ａ、１３１ａ、１４１ａおよび像側レンズ面１２１ｂ、１３１ｂ、１４１ｂが非球面形状を備えている。Ｓは絞り１７を示す。なお、９面および１０面はカバーガラス１８のガラス面である。曲率半径および間隔の単位はミリメートルである。

次に、表１Ｂは非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表１Ｂにおいても物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。

なお、レンズ面に採用する非球面形状は、Ｙをサグ量、ｃを曲率半径の逆数、Ｋを円錐係数、ｈを光線高さ、４次、６次、８次、１０次、１２次、１４次、１６次の非球面係数をそれぞれＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６とすると、次式により表わされる。

（作用効果）
図２（ａ）〜（ｄ）は撮像レンズ１０の軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。図２（ａ）の軸上色収差図では焦点移動を示し、縦軸は波長を示す。図２（ｂ）の横収差図では横軸は入射瞳座標を示し、縦軸は収差量を示す。図２（ｂ）では、波長の異なる複数の光線についてのシミュレーション結果を示してある。図２（ｃ）の像面湾曲図では横軸は光軸方向の距離を示し、縦軸は像の高さを示す。図２（ｃ）において、Ｓはサジタル面における像面湾曲収差を示し、Ｔはタンジェンシャル面における像面湾曲収差を示す。図２（ｄ）の歪曲収差図では横軸は像の歪み量を示し、縦軸は像の高さを示す。図２（ａ）に示すように、本例の撮像レンズ１０によれば、軸上の色収差が良好に補正されている。また、図２（ｂ）に示すように、色の滲みが抑制される。さらに、図２（ｃ）、（ｄ）に示すように、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ１０が高解像度になる。

また、本例では、第２レンズ１２１（第２群レンズ１２）、第３レンズ１３１（第３群レンズ１３）、第４レンズ１４１（第４群レンズ１４）のそれぞれの物体側レンズ面１２１ａ、１３１ａ、１４１ａ、および像側レンズ面１２１ｂ、１３１ｂ、１４１ｂが非球面形状を備えているので、撮像レンズ１０が明るく構成される。さらに、本例では、レンズ系の全長Ｌを１２．３０３ｍｍと短く抑えることができる。

（実施例２）
図３は実施例２の撮像レンズ２０の構成図である。図３に示すように、撮像レンズ２０は、物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを有する第１群レンズ２１、正のパワーを有する第２群レンズ２２、負のパワーを有する第３群レンズ２３、および、正のパワーを有する第４群レンズ２４からなる。本例の撮像レンズ２０は５枚のレンズから構成されており、第１群レンズ２１は１枚の第１レンズ２１１から構成され、第２群レンズ２２は第２レンズ２２１および第３レンズ２２２の２枚のレンズから構成され、第３群レンズ２３は１枚の第４レンズ２３１から構成され、第４群レンズ２４は１枚の第５レンズ２４１から構成されている。第２群レンズ２２において、第２レンズ２２１と第３レンズ２２２の間には絞り２７が配置されており、第５レンズ２４１の像側にはカバーガラス２８が配置されている。結像面２９はカバーガラス２８と間隔を開けた位置にある。

第１レンズ２１１は、物体側レンズ面２１１ａが平面形状を備えており、像側レンズ面２１１ｂが凹形状を備えている。第２レンズ２２１は、物体側レンズ面２２１ａおよび像側レンズ面２２１ｂがそれぞれ凸形状を備えている。第３レンズ２２２は、物体側レンズ面２２２ａおよび像側レンズ面２２２ｂがそれぞれ凸形状を備えている。第４レンズ２３１は、物体側レンズ面２３１ａが凹形状を備えており、像側レンズ面２３１ｂが凸形状を備えている。第５レンズ２４１は、物体側レンズ面２４１ａおよび像側レンズ面２４１ｂがそれぞれ凸形状を備えている。

撮像レンズ２０の開口数をＦｎｏ．、半画角をω、および、レンズ径の全長をＬとすると、これらの値は以下のとおりである。
Ｆｎｏ．＝２
ω＝６９．０°
Ｌ＝１２．３００ｍｍ

また、全レンズ系の焦点距離をｆ、第１群レンズ２１（第１レンズ２２１）の焦点距離をｆｆ１、第２群レンズ２２（第２レンズ２２１および第３レンズ２２２）の焦点距離をｆｆ２、第３群レンズ２３（第４レンズ２３１）の焦点距離をｆｆ３、第４群レンズ２４（第５レンズ２４１）の焦点距離をｆｆ４とすると、これらの値は以下のとおりである。
ｆ＝１．９０５５
ｆｆ１＝−３．４３０
ｆｆ２＝２．０５９
ｆｆ３＝−１．４８１
ｆｆ４＝２．４５１

なお、第２群レンズ２２を構成している第２レンズ２２１の焦点距離をｆｆ２１、第３レンズ２２２の焦点距離をｆｆ２２とすると、これらの値は以下のとおりである。
ｆｆ２１＝４．０８０
ｆｆ２２＝２．６８５

ここで、本例の撮像レンズ２０は、以下のとおり、条件式（１）〜（３）を満たす。
１．０≦ｆｆ２／ｆ＝１．０８≦２．０（１）
−２．０≦ｆｆ２／ｆｆ３＝−１．３９≦−１．０（２）
０．５≦ｆｆ４／ｆ＝１．２９≦２．０（３）

また、本例では、第２群レンズ２２を構成する第２レンズ２２１および第３レンズ２２２のうちアッベ数の大きな第３レンズ２２２のアッベ数をνｄ２、第３群レンズ２３（第４レンズ２３１）のアッベ数をνｄ３としたときに、以下の条件式（４）および条件式（５）を満たす。
νｄ２＝５６≧４０（４）
νｄ３＝２３．４≦３５（５）

次に、表２Ａは撮像レンズ２０の各レンズ面のレンズデータを示す。表２Ａでは物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。星印が付けられたレンズ面は非球面であり、本例では、第３レンズ２２２、第４レンズ２３１（第３群レンズ２３）、および第５レンズ２４１（第４群レンズ２４）のそれぞれの物体側レンズ面２２２ａ、２３１ａ、２４１ａおよび像側レンズ面２２２ｂ、２３１ｂ、２４１ｂが非球面形状を備えている。Ｓは絞り２７を示す。なお、１２面および１３面はカバーガラス２８のガラス面である。曲率半径および間隔の単位はミリメートルである。

次に、表２Ｂは非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表２Ｂにおいても物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。

（作用効果）
本例の撮像レンズ２０は条件式（１）〜（３）を満たすので、レンズ系の全長を短く抑えるとともに、像面湾曲および色収差を抑制することができる。また、本例では、低分散の材料からなる第３レンズ２２２と高分散の材料からなる第４レンズ２３１が隣り合うように配置されるので、色収差を良好に補正できる。

さらに、本例では、第２群レンズ２２の第３レンズ２２２、第４レンズ２３１（第３群レンズ２３）、第５レンズ２４１（第４群レンズ２４）のそれぞれが、物体側レンズ面２２２ａ、２３１ａ、２４１ａおよび像側レンズ面２２２ｂ、２３１ｂ、２４１ｂに非球面形状を備えている。この結果、開口数：Ｆｎｏ．＝２となり、撮像レンズ２０が明るく構成される。また、本例では、レンズ系の全長Ｌを１２．３００ｍｍと短く抑えることができる。

図４（ａ）〜（ｄ）は撮像レンズ２０の軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。図４（ａ）に示すように、本例の撮像レンズ２０によれば、軸上の色収差が良好に補正されている。また、図４（ｂ）に示すように、色の滲みが抑制される。さらに、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ２０が高解像度になる。

（実施例３）
図５は実施例３の撮像レンズ３０の構成図である。図５に示すように、撮像レンズ３０は、物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを有する第１群レンズ３１、正のパワーを有する第２群レンズ３２、負のパワーを有する第３群レンズ３３、および、正のパワーを有する第４群レンズ３４からなる。本例の撮像レンズ３０は５枚のレンズから構成されており、第１群レンズ３１は１枚の第１レンズ３１１から構成され、第２群レンズ３２は第２レンズ３２１および第３レンズ３２２の２枚のレンズから構成され、第３群レンズ３３は１枚の第４レンズ３３１から構成され、第４群レンズ３４は１枚の第５レンズ３４１から構成されている。第２群レンズ３２において、第２レンズ３２１と第３レンズ３２２の間には絞り３７が配置されており、第５レンズ３４１の像側にはカバーガラス３８が配置されている。結像面３９はカバーガラス３８と間隔を開けた位置にある。

第１レンズ３１１は、物体側レンズ面３１１ａが平面形状を備えており、像側レンズ面３１１ｂが凹形状を備えている。第２レンズ３２１は、物体側レンズ面３２１ａおよび像側レンズ面３２１ｂがそれぞれ凸形状を備えている。第３レンズ３２２は、物体側レンズ面３２２ａおよび像側レンズ面３２２ｂがそれぞれ凸形状を備えている。第４レンズ３３１は、物体側レンズ面３３１ａが凹形状を備えており、像側レンズ面３３１ｂが凸形状を備えている。第５レンズ３４１は、物体側レンズ面３４１ａおよび像側レンズ面３４１ｂがそれぞれ凸形状を備えている。

撮像レンズ３０の開口数をＦｎｏ．、半画角をω、および、レンズ径の全長をＬとすると、これらの値は以下のとおりである。
Ｆｎｏ．＝２
ω＝５６．５°
Ｌ＝１２．３０３ｍｍ

また、全レンズ系の焦点距離をｆ、第１群レンズ３１（第１レンズ３１１）の焦点距離をｆｆ１、第２群レンズ３２（第２レンズ３２１および第３レンズ３２２）の焦点距離をｆｆ２、第３群レンズ３３（第４レンズ３３１）の焦点距離をｆｆ３、第４群レンズ３４（第５レンズ３４１）の焦点距離をｆｆ４とすると、これらの値は以下のとおりである。
ｆ＝１．９８６
ｆｆ１＝−６．２７８
ｆｆ２＝２．３２１
ｆｆ３＝−１．６０２
ｆｆ４＝２．２０６

なお、第２群レンズ３２を構成している第２レンズ３２１の焦点距離をｆｆ２１、第３レンズ３２２の焦点距離をｆｆ２２とすると、これらの値は以下のとおりである。
ｆｆ２１＝５．４４２
ｆｆ２２＝２．７６６

ここで、本例の撮像レンズ３０は、以下のとおり、条件式（１）〜（３）を満たす。
１．０≦ｆｆ２／ｆ＝１．１７≦２（１）
−２．０≦ｆｆ２／ｆｆ３＝−１．３８≦−１．０（２）
０．５≦ｆｆ４／ｆ＝１．１１≦２．０（３）

また、本例では、第２群レンズ３２を構成する第２レンズ３２１および第３レンズ３２２のうちアッベ数の大きい第３レンズ３２２のアッベ数をνｄ２、第３群レンズ３３（第４レンズ３３１）のアッベ数をνｄ３としたときに、以下の条件式（４）および条件式（５）を満たす。
νｄ２＝５６≧４０（４）
νｄ３＝２３．４≦３５（５）

次に、表３Ａは撮像レンズ３０の各レンズ面のレンズデータを示す。表３Ａでは物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。星印が付けられたレンズ面は非球面であり、本例では、第３レンズ３２２、第４レンズ３３１（第３群レンズ３３）、および第５レンズ３４１（第４群レンズ３４）のそれぞれの物体側レンズ面３２２ａ、３３１ａ、３４１ａおよび像側レンズ面３２２ｂ、３３１ｂ、３４１ｂが非球面形状を備えている。Ｓは絞り３７を示す。なお、１２面および１３面はカバーガラス３８のガラス面である。曲率半径および間隔の単位はミリメートルである。

次に、表３Ｂは非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表３Ｂにおいても物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。

（作用効果）
本例の撮像レンズ３０は条件式（１）〜（３）を満たすので、レンズ系の全長を短く抑えるとともに、像面湾曲および色収差を抑制することができる。また、本例では、低分散の材料からなる第３レンズ３２２と高分散の材料からなる第４レンズ３３１が隣り合うように配置されるので、色収差を良好に補正できる。

さらに、本例では、第２群レンズ３２の第３レンズ３２２、第４レンズ３３１（第３群レンズ３３）、第５レンズ３４１（第４群レンズ３４）のそれぞれが、物体側レンズ面３２２ａ、３３１ａ、３４１ａおよび像側レンズ面３２２ｂ、３３１ｂ、３４１ｂに非球面形状を備えている。この結果、開口数：Ｆｎｏ．＝２となり、撮像レンズ３０が明るく構成される。また、本例では、レンズ系の全長Ｌを１２．３０３ｍｍと短く抑えることができる。

図６（ａ）〜（ｄ）は撮像レンズ３０の軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。図６（ａ）に示すように、本例の撮像レンズ３０によれば、軸上の色収差が良好に補正されている。また、図６（ｂ）に示すように、色の滲みが抑制される。さらに、図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ３０が高解像度になる。

（実施例４）
図７は実施例４の撮像レンズ４０の構成図である。図７に示すように、撮像レンズ４０は、物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを有する第１群レンズ４１、正のパワーを有する第２群レンズ４２、負のパワーを有する第３群レンズ４３、および、正のパワーを有する第４群レンズ４４からなる。本例の撮像レンズ４０は５枚のレンズから構成されており、第１群レンズ４１は第１レンズ４１１および第２レンズ４１２の２枚のレンズから構成され、第２群レンズ４２は１枚の第３レンズ４２１から構成され、第３群レンズ４３は１枚の第４レンズ４３１から構成され、第４群レンズ４４は１枚の第５レンズ４４１から構成されている。第１群レンズ４１と第２群レンズ４２の間、すなわち、第２レンズ４１２と第３レンズ４２１の間には絞り４７が配置されており、第５レンズ４４１の像側にはカバーガラス４８が配置されている。結像面４９はカバーガラス４８と間隔を開けた位置にある。

第１レンズ４１１は、物体側レンズ面４１１ａが凸形状を備えており、像側レンズ面４１１ｂが凹形状を備えている。第２レンズ４１２は、物体側レンズ面４１２ａが凸形状を備えており、像側レンズ面４１２ｂが凹形状を備えている。第３レンズ４２１は、物体側レンズ面４２１ａおよび像側レンズ面４２１ｂがそれぞれ凸形状を備えている。第４レンズ４３１は、物体側レンズ面４３１ａが凹形状を備えており、像側レンズ面４３１ｂが凸形状を備えている。第５レンズ４４１は、物体側レンズ面４４１ａおよび像側レンズ面４４１ｂがそれぞれ凸形状を備えている。

撮像レンズ４０の開口数をＦｎｏ．、半画角をω、および、レンズ径の全長をＬとすると、これらの値は以下のとおりである。
Ｆｎｏ．＝２．４
ω＝９５°
Ｌ＝１１．１６ｍｍ

また、全レンズ系の焦点距離をｆ、第１群レンズ４１（第１レンズ４１１および第２レンズ４１２）の焦点距離をｆｆ１、第２群レンズ４２（第３レンズ４２１）の焦点距離をｆｆ２、第３群レンズ４３（第４レンズ４３１）の焦点距離をｆｆ３、第４群レンズ４４（第５レンズ４４１）の焦点距離をｆｆ４とすると、これらの値は以下のとおりである。
ｆ＝１．３７６
ｆｆ１＝−４．３９４
ｆｆ２＝１．７５４
ｆｆ３＝−１．１１４
ｆｆ４＝１．４４６

なお、第１群レンズ４１を構成している第１レンズ４１１の焦点距離をｆｆ１１、第２レンズ４１２の焦点距離をｆｆ１２とすると、これらの値は以下のとおりである。
ｆｆ１１＝−１１．３０４
ｆｆ１２＝−８．２７９

ここで、本例の撮像レンズ４０は、以下のとおり、条件式（１）〜（３）を満たす。
１．０≦ｆｆ２／ｆ＝１．２７≦２．０（１）
−２．０≦ｆｆ２／ｆｆ３＝−１．５７≦−１．０（２）
０．５≦ｆｆ４／ｆ＝１．０５≦２．０（３）

また、本例では、第２群レンズ４２（第３レンズ４２１）のアッベ数をνｄ２、第３群レンズ４３（第４レンズ４３１）のアッベ数をνｄ３としたときに、以下の条件式（４）および条件式（５）を満たす。
νｄ２＝５６≧４０（４）
νｄ３＝２３．４≦３５（５）

次に、表４Ａは撮像レンズ４０の各レンズ面のレンズデータを示す。表４Ａでは物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。星印が付けられたレンズ面は非球面であり、本例では、第２レンズ４１２、第３レンズ４２１（第３群レンズ４３）、第４レンズ４３１（第３群レンズ４３）、および第５レンズ４４１（第４群レンズ４４）のそれぞれの物体側レンズ面４１２ａ、４２１ａ、４３１ａ、４４１ａおよび像側レンズ面４１２ｂ、４２１ｂ、４３１ｂ、４４１ｂが非球面形状を備えている。Ｓは絞り４７を示す。なお、１２面および１３面はカバーガラス４８のガラス面である。曲率半径および間隔の単位はミリメートルである。

次に、表４Ｂは第２レンズ４１２の各レンズ面の非球面係数を示し、表４Ｃは第３レンズ４２１、第４レンズ４３１、および第５レンズ４４１の各レンズ面の非球面係数を示す。表４Ｂ、表４Ｃにおいても物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。

（作用効果）
本例の撮像レンズ４０は条件式（１）〜（３）を満たすので、レンズ系の全長を短く抑えるとともに、像面湾曲および色収差を抑制することができる。また、本例では、低分散の材料からなる第３レンズ４２１と高分散の材料からなる第４レンズ４３１が隣り合うように配置されるので、色収差を良好に補正できる。

さらに、本例では、第２レンズ４１２、第３レンズ４２１（第２群レンズ４２）、第４レンズ４３１（第３群レンズ４３）、第５レンズ４４１（第４群レンズ４４）のそれぞれが、物体側レンズ面４１２ａ、４２１ａ、４３１ａ、４４１ａおよび像側レンズ面４１２ｂ、４２１ｂ、４３１ｂ、４４１ｂに非球面形状を備えている。この結果、開口数：Ｆｎｏ．＝２．４となり、撮像レンズ４０が明るく構成される。また、本例では、レンズ系の全長Ｌを１１．１６ｍｍと短く抑えることができる。

図８（ａ）〜（ｄ）は撮像レンズ４０の軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。図８（ａ）に示すように、本例の撮像レンズ４０によれば、軸上の色収差が良好に補正されている。また、図８（ｂ）に示すように、色の滲みが抑制される。さらに、図８（ｃ）、（ｄ）に示すように、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ４０が高解像度になる。

（実施例５）
図９は実施例５の撮像レンズ５０の構成図である。図７に示すように、撮像レンズ５０は、物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを有する第１群レンズ５１、正のパワーを有する第２群レンズ５２、負のパワーを有する第３群レンズ５３、および、正のパワーを有する第４群レンズ５４からなる。本例の撮像レンズ５０は６枚のレンズから構成されており、第１群レンズ５１は第１レンズ５１１および第２レンズ５１２の２枚のレンズから構成され、第２群レンズ５２は第３レンズ５２１および第４レンズ５２２の２枚のレンズから構成されている。第３群レンズ５３は１枚の第５レンズ５３１から構成され、第４群レンズ５４は１枚の第６レンズ５４１から構成されている。第２群レンズ５２を構成している第３レンズ５２１と第４レンズ５２２の間には絞り５７が配置されており、第６レンズ５４１の像側にはカバーガラス５８が配置されている。結像面５９はカバーガラス５８と間隔を開けた位置にある。

第１レンズ５１１は、物体側レンズ面５１１ａが凸形状を備えており、像側レンズ面５１１ｂが凹形状を備えている。第２レンズ５１２は、物体側レンズ面５１２ａおよび像側レンズ面５１２ｂがそれぞれ凹形状を備えている。第３レンズ５２１は、物体側レンズ面５２１ａおよび像側レンズ面５２１ｂがそれぞれ凸形状を備えている。第４レンズ５２２は、物体側レンズ面５２２ａおよび像側レンズ面５２２ｂがそれぞれ凸形状を備えている。第５レンズ５３１は、物体側レンズ面５３１ａが凹形状を備えており、像側レンズ面５３１ｂが凸形状を備えている。第６レンズ５４１は、物体側レンズ面５４１ａおよび像側レンズ面５４１ｂがそれぞれ凸形状を備えている。

撮像レンズ５０の開口数をＦｎｏ．、半画角をω、および、レンズ径の全長をＬとすると、これらの値は以下のとおりである。
Ｆｎｏ．＝２．２
ω＝７２．８°
Ｌ＝１５．５７ｍｍ

また、全レンズ系の焦点距離をｆ、第１群レンズ５１（第１レンズ５１１および第２レンズ５１２）の焦点距離をｆｆ１、第２群レンズ５２（第３レンズ５２１および第４レンズ５２２）の焦点距離をｆｆ２、第３群レンズ５３（第５レンズ５３１）の焦点距離をｆｆ３、第４群レンズ５４（第６レンズ５４１）の焦点距離をｆｆ４とすると、これらの値は以下のとおりである。
ｆ＝１．３５６
ｆｆ１＝−３．２７９
ｆｆ２＝２．４５９
ｆｆ３＝−１．６０２
ｆｆ４＝２．１８３

なお、第１群レンズ５１を構成している第１レンズ５１１の焦点距離をｆｆ１１、第２レンズ５１２の焦点距離をｆｆ１２とし、第２群レンズ５２を構成している第３レンズ５２１の焦点距離をｆｆ２１、第４レンズ５２２の焦点距離をｆｆ２２とすると、これらの値は以下のとおりである。
ｆｆ１１＝−１４．１３
ｆｆ１２＝−４．９５８
ｆｆ２１＝３．６４９
ｆｆ２２＝２．７９３

ここで、本例の撮像レンズ５０は、以下のとおり、条件式（１）〜（３）を満たす。
１．０≦ｆｆ２／ｆ＝１．８１≦２．０（１）
−２．０≦ｆｆ２／ｆｆ３＝−１．５３≦−１．０（２）
０．５≦ｆｆ４／ｆ＝１．６１≦２．０（３）

また、本例では、第２群レンズ５２（第３レンズ５２１および第４レンズ５２２）のうちアッベ数の大きな第４レンズ５２２のアッベ数をνｄ２、第３群レンズ５３（第５レンズ５３１）のアッベ数をνｄ３としたときに、以下の条件式（４）および条件式（５）を満たす。
νｄ２＝５６≧４０（４）
νｄ３＝２３．４≦３５（５）

次に、表５Ａは撮像レンズ５０の各レンズ面のレンズデータを示す。表５Ａでは物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。星印が付けられたレンズ面は非球面であり、本例では、第２レンズ５１２、第３群レンズ５３のうちの第４レンズ５２２、第５レンズ５３１（第３群レンズ５３）、および第６レンズ５４１（第４群レンズ５４）のそれぞれの物体側レンズ面５１２ａ、５２２ａ、５３１ａ、５４１ａおよび像側レンズ面５１２ｂ、５２２ｂ、５３１ｂ、５４１ｂが非球面形状を備えている。Ｓは絞り５７を示す。なお、１４面および１５面はカバーガラス５８のガラス面である。曲率半径および間隔の単位はミリメートルである。

次に、表５Ｂは第２レンズ５１２の各レンズ面の非球面係数を示し、表５Ｃは第４レンズ５２２、第５レンズ５３１、および第６レンズ５４１の各レンズ面の非球面係数を示す。表５Ｂ、表５Ｃにおいても物体側から数えた順番で各レンズ面を特定している。

（作用効果）
本例の撮像レンズ５０は条件式（１）〜（３）を満たすので、レンズ系の全長を短く抑えるとともに、像面湾曲および色収差を抑制することができる。また、本例では、低分散の材料からなる第４レンズ５２２と高分散の材料からなる第５レンズ５３１が隣り合うように配置されるので、色収差を良好に補正できる。

さらに、本例では、第２レンズ５１２、第２群レンズ５２の第４レンズ５２２、第５レンズ５３１（第３群レンズ５３）、第６レンズ５４１（第４群レンズ５４）のそれぞれが、物体側レンズ面５１２ａ、５２２ａ、５３１ａ、５４１ａおよび像側レンズ面５１２ｂ、５２２ｂ、５３１ｂ、５４１ｂに非球面形状を備えている。この結果、開口数：Ｆｎｏ．＝２．２となり、撮像レンズ５０が明るく構成される。また、本例では、レンズ系の全長Ｌを１５．５７ｍｍと短く抑えることができる。

図１０（ａ）〜（ｄ）は撮像レンズ５０の軸上色収差図、横収差図、像面湾曲図、歪曲収差図である。図１０（ａ）に示すように、本例の撮像レンズ５０によれば、軸上の色収差が良好に補正されている。また、図１０（ｂ）に示すように、色の滲みが抑制される。さらに、図１０（ｃ）、（ｄ）に示すように、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ５０が高解像度になる。

（撮像装置）
図１１は本発明の撮像レンズ１０を搭載する撮像装置６０の説明図である。図１１に示すように、撮像装置６０は撮像レンズ１０の結像面１９（焦点位置）にセンサ面６１ａを配置した撮像素子６１を備えるものである。撮像素子６１は、ＣＣＤセンサ或いはＣＭＯＳセンサである。

本例によれば、撮像レンズ１０の解像度が高いので、撮像素子６１として画素数の多い撮像素子６１を採用することにより、撮像装置６０を高解像度のものとすることができる。また、撮像レンズ１０のレンズ系の全長がＬが短いので、撮像装置６０を小型化することができる。なお、撮像装置６０には、撮像レンズ２０、３０、４０、５０を撮像レンズ１０と同様に搭載することができ、この場合にも同様の効果を得ることができる。

１０・２０・３０・４０・５０・・・撮像レンズ実施例
１１・２１・３１・４１・５１・・・第１群レンズ
１２・２２・３２・４２・５２・・・第２群レンズ
１３・２３・３３・４３・５３・・・第３群レンズ
１４・２４・３４・４４・５４・・・第４群レンズ
１７・２７・３７・４７・５７・・・絞り
１８・２８・３８・４８・５８・・・カバーガラス
１９・２９・３９・４９・５９・・・結像面
６０・・・撮像装置
６１・・・撮像素子
６１ａ・・・センサ面

Claims

物体側から像側に向かって順に配置された、負のパワーを有する第１群レンズ、正のパワーを有する第２群レンズ、負のパワーを有する第３群レンズ、および、正のパワーを有する第４群レンズからなり、
前記第１群レンズは、負のパワーを有する１枚のレンズ、または、それぞれが負のパワーを有する２枚のレンズからなり、
前記第２群レンズは、正のパワーを有する１枚のレンズ、または、それぞれが正のパワーを有する２枚のレンズからなり、
前記第３群レンズは、負のパワーを有する１枚のレンズからなり、
前記第４群レンズは、正のパワーを有する１枚のレンズからなり、
前記第１群レンズを構成するレンズは、像側レンズ面に凹形状を備え、
前記第２群レンズにおいて前記第３群レンズに隣接配置されているレンズは、像側レンズ面に凸形状を備え、
前記第３群レンズは、物体側レンズ面に凹形状を備え、
前記第２群レンズ、前記第３群レンズ、前記第４群レンズを構成するレンズのうちの少なくとも１枚のレンズは、物体側レンズ面および像側レンズ面のうちの少なくとも一方のレンズ面が非球面形状とされており、
全レンズ系の焦点距離をｆ、前記第２群レンズの焦点距離をｆｆ２としたときに、以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする広角レンズ。
１．０≦ｆｆ２／ｆ≦２．０（１）
請求項１において、
前記第３群レンズの焦点距離をｆｆ３としたときに、以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする広角レンズ。
−２．０≦ｆｆ２／ｆｆ３≦−１．０（２）
請求項１または２において、
前記第４群レンズの焦点距離をｆｆ４としたときに、以下の条件式（３）を満たすことを特徴とする広角レンズ。
０．５≦ｆｆ４／ｆ≦２．０（３）
請求項１ないし３のうちのいずれかの項において、
前記第２群レンズは、アッベ数が４０以上のレンズを備えており、
前記第３群レンズは、アッベ数が３５以下のレンズを備えていることを特徴とする広角レンズ。
請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
対角画角が１００°以上であることを特徴とする広角レンズ。
請求項１ないし５のうちのいずれかの項に記載の広角レンズと、
前記広角レンズの焦点位置に配置された撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。