JP2019028201A - 広角レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】４群５枚のレンズ構成で、第２レンズの生産性の維持や、レンズ系全体の物像間距離の短縮化を図りつつ、広角化を図ることのできる広角レンズを提供すること。
【解決手段】広角レンズ１００は、４群５枚のレンズ構成を有している。第２レンズ、第３レンズ３０、第４レンズ４０および第５レンズ５０はプラスチックレンズであり、第４レンズ４０と第５レンズ５０とは接合レンズ６０を構成している。第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２の有効半径Ｒ22、第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２の中心から第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１の中心までの距離ｄ23、レンズ系全体の焦点距離ｆ0、および第３レンズ３０の中心の厚さｄ3は、以下の条件を満たしている。
０．５＜Ｒ22／ｄ23＜１．５
２．０＜ｄ3／ｆ0＜５．０
【選択図】図１

Description

本発明は、各種撮像系に用いられる広角レンズに関するものである。

広角レンズとして、４群５枚のレンズ構成が提案されている（特許文献１、２参照）。特許文献１、２に記載の広角レンズは、物体側より順に配置された第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、絞り、第４レンズ、および第５レンズからなり、第１レンズは、像側のレンズ面が凹曲面である負レンズであり、第２レンズは、像側のレンズ面が凹曲面である負レンズであり、第３レンズは、像側のレンズ面が凸曲面である正レンズであり、第４レンズは、像側のレンズ面が凹曲面である負レンズである。第５レンズは、物体側のレンズ面および像側のレンズ面のいずれもが凸曲面である両凸レンズであり、第４レンズと接合レンズを構成している。

特開２００９−６３８７７号公報 特開２０１５−４５８０３号公報

特許文献１、２に記載のレンズ構成では、さらなる広角化を図ろうとすると、絞りより物体側に位置する第２レンズや第３レンズに対する設計上の制約が過度に大きくなって、第２レンズの生産性や、レンズ系全体の物像間距離が犠牲になるという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、４群５枚のレンズ構成で、第２レンズの生産性の維持や、レンズ系全体の物像間距離の短縮化を図りつつ、広角化を図ることのできる広角レンズを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る広角レンズは、物体側より順に配置された第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、絞り、第４レンズ、および第５レンズからなり、前記第１レンズは、像側のレンズ面が凹曲面である負レンズであり、前記第２レンズは、像側のレンズ面が凹状の非球面である負レンズであり、前記第３レンズは、像側のレンズ面が凸曲面である正レンズであり、前記第４レンズは、像側のレンズ面が凹曲面である負レンズであり、前記第５レンズは、物体側のレンズ面および像側のレンズ面のいずれもが凸曲面である両凸レンズであり、前記第２レンズ、前記第３レンズ、前記第４レンズ、および前記第５レンズは、プラスチックレンズであり、前記第４レンズおよび前記第５レンズは、前記第４レンズの像側のレンズ面と前記第５レンズの物体側のレンズ面とが接合された接合レンズを構成しており、
前記第２レンズの像側のレンズ面の有効半径をＲ22とし、前記第２レンズの像側のレンズ面の中心から前記第３レンズの物体側のレンズ面の中心までの距離をｄ23としたとき、有効半径Ｒ22および距離ｄ23は、以下の条件式
０．５＜Ｒ22／ｄ23＜１．５
を満たし、かつ
レンズ系全体の焦点距離をｆ0とし、前記第３レンズの中心の厚さをｄ3としたとき、レンズ全体の焦点距離ｆ0、および厚さｄ3は、以下の条件式
２．０＜ｄ3／ｆ0＜５．０
を満たすことを特徴とする。

広角レンズにおいて、広角化を図る場合や、立体射影方式において周辺を大きく見せたい場合、絞りより物体側に位置する第２レンズの像側のレンズ面が、物体側に深く凹んだ凹部になるため、第２レンズを成形する際、金型内に樹脂を充填しにくくなり、成形時間が長くなる等、生産性が低下する。しかるに本発明では、Ｒ22／ｄ23の値が０．５を超えるため、第２レンズの像側のレンズ面は、物体側への凹みが比較的浅い。このため、第２レンズの歩留まりや生産性の低下を抑制することができる。また、Ｒ22／ｄ23の値が１．５未満であるため、倍率色収差の補正を行いやすい。また、ｄ3／ｆ0の値が２．０を超えるため、第１レンズおよび第２レンズで発生する倍率色収差と、かかる倍率色収差を補正する第３レンズの倍率色収差とのバランスを適正化しつつ、球面収差やコマ修正の補正することができる。また、ｄ3／ｆ0の値が５．０未満であり、第３レンズの厚さｄ3が薄いので、レンズ系全体の物像間距離を短くすることができる。

本発明において、前記第１レンズおよび前記第２レンズの合成焦点距離をｆ12とし、前記第３レンズ、前記第４レンズ、および前記第５レンズの合成焦点距離をｆ345としたとき、合成焦点距離ｆ12、ｆ345は、以下の条件式
−１＜ｆ12／ｆ345＜０
を満たすことが好ましい。かかる構成によれば、ｆ12／ｆ345の値が負であるため、温度変化による焦点距離のずれを抑えることができる。また、ｆ12／ｆ345の値が−１を超えるため、正のパワーが強くなりすぎることを抑制することができるので、コマ収差や非点収差を適正に補正することができる。さらに、ｆ12／ｆ345の値が０未満であるため、負のパワーが強くなりすぎることを抑制することができるので、レンズ系全体の全長が長くなることを回避することができる。

本発明において、レンズ系全体の物像間距離をｄ0とし、レンズ系全体の焦点距離をｆ0としたとき、レンズ系全体の物像間距離ｄ0、およびレンズ系全体の焦点距離ｆ0は、以下の条件式
１０＜ｄ0／ｆ0＜１８
を満たすことが好ましい。かかる構成によれば、ｄ0／ｆ0の値が１０を超えているので、球面収差や歪曲収差を適正に補正することができる。また、ｄ0／ｆ0の値が１８未満であるので、レンズ径が大きくなりすぎることを抑制することができるとともに、レンズ系全体の全長が長くなることを回避することができる。

本発明において、前記第４レンズのアッベ数をν4とし、前記第５レンズのアッベ数をν5としたとき、アッベ数ν4、ν5は各々、以下の条件式
ν4≦３０
５０≦ν5
を満たすことが好ましい。かかる構成によれば、第５レンズのアッベ数ν5が大きいので、色収差を適正に補正することができる。

本発明において、前記第３レンズは、物体側のレンズ面が凹曲面である正メニスカスレンズであることが好ましい。かかる構成によれば、負のパワーを第３レンズの物体側のレンズ面に持たせることができるので、第２レンズに求められる負のパワーを軽減することができる。従って、第２レンズの像側のレンズ面は、物体側への凹みが比較的浅い。このため、第２レンズの歩留まりや生産性の低下を抑制することができる。

本発明において、入射角が９０°のときの像高ｙ90と９０°との比をＹ90（＝ｙ90／（９０×（π／１８０）））とし、入射角が５０°のときの像高ｙ50と５０°との比をＹ50（＝ｙ50／（５０×（π／１８０）））としたとき、比Ｙ90、Ｙ50は各々、以下の条件式
０．９０＜Ｙ90＜１．２０
０．７５＜Ｙ50＜１．２０
を満たすことが好ましい。かかる構成によれば、比Ｙ90、Ｙ50は各々、下限である０．９０、０．７５を超えているので、周辺を大きく見せる立体射影を実現でき、視覚性を向上することができる。また、比Ｙ90、Ｙ50は各々、上限である１．２０未満であるので、各種収差を補正しやすく、良好な光学特性を得ることができる。

本発明に係る広角レンズでは、第２レンズの像側のレンズ面の有効半径をＲ22とし、第２レンズの像側のレンズ面の中心から第３レンズの物体側のレンズ面の中心までの距離をｄ23としたとき、Ｒ22／ｄ23の値が０．５を超えるため、第２レンズの像側のレンズ面は、物体側への凹みが比較的浅い。このため、第２レンズの歩留まりや生産性の低下を抑制することができる。また、Ｒ22／ｄ23の値が１．５未満であるため、倍率色収差の補正を行いやすい。また、レンズ系全体の焦点距離をｆ0とし、第３レンズの中心の厚さをｄ3としたとき、ｄ3／ｆ0の値が２．０を超えるため、第１レンズおよび第２レンズで発生する倍率色収差と、かかる倍率色収差を補正する第３レンズの倍率色収差とのバランスを適正化しつつ、球面収差やコマ修正の補正することができる。また、ｄ3／ｆ0の値が５．０未満であり、第３レンズの厚さｄ3が薄いので、レンズ系全体の物像間距離を短くすることができる。

本発明の実施例１に係る広角レンズの説明図である。 図１に示す広角レンズの球面収差を示す説明図である。 図１に示す広角レンズの倍率色収差を示す説明図である。 図１に示す広角レンズの非点収差およびディストーションを示す説明図である。 図１に示す広角レンズの横収差を示す説明図である。 本発明の実施例２に係る広角レンズの説明図である。 図６に示す広角レンズの球面収差を示す説明図である。 図６に示す広角レンズの倍率色収差を示す説明図である。 図６に示す広角レンズの非点収差およびディストーションを示す説明図である。 図６に示す広角レンズの横収差を示す説明図である。 本発明の実施例２に係る広角レンズの説明図である。 図１１に示す広角レンズの球面収差を示す説明図である。 図１１に示す広角レンズの倍率色収差を示す説明図である。 図１１に示す広角レンズの非点収差およびディストーションを示す説明図である。 図１１に示す広角レンズの横収差を示す説明図である。

本発明を適用した広角レンズ１００として、実施例１、実施例２、および実施例３を説明する。

［実施例１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施例１に係る広角レンズ１００の説明図である。図２は、図１に示す広角レンズ１００の球面収差を示す説明図である。図３は、図１に示す広角レンズ１００の倍率色収差を示す説明図であり、最大画角における倍率色収差を示してある。図４は、図１に示す広角レンズ１００の非点収差およびディストーションを示す説明図である。
図５は、図１に示す広角レンズ１００の横収差を示す説明図である。なお、図１には、面番号をかっこ内に示し、非球面には＊を付してある。

なお、図２、図３および図５には、赤色光Ｒ（波長６６８ｎｍ）、緑色光Ｇ（波長５４６ｎｍ）、および青色光Ｂ（波長４７３ｎｍ）における各収差を示してある。また、図４に示す非点収差に関しては、サジタル方向の特性にＳを付し、タンジェンシャル方向の特性にＴを付してある。また、図４に示すディストーションとは、撮像中央部と周辺部における像の変化比率を示し、ディストーションをあらわす数値の絶対値が小さいほど、高精度なレンズといえる。図５には、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、および青色光Ｂの各角度０．００ｄｅｇ、２０．００ｄｅｇ、５２．００ｄｅｇ、７１．００ｄｅｇ、および９１．００ｄｅｇにおける光軸に直交する２方向（ｙ方向およびｘ方向）の横収差を纏めて示してある。

図１に示すように、本例の広角レンズ１００は、物体側Ｌａから像側Ｌｂに向けて順に配置された第１レンズ１０、第２レンズ２０、遮光シート７１、第３レンズ３０、絞り７２、第４レンズ４０、および第５レンズ５０からなり、第５レンズ５０に対して像側Ｌｂに平板状の赤外線フィルタ７３、透光性のカバー７４、および撮像素子７５が順に配置されている。本例において、広角レンズ１００の射影方式は、中心像よりも周辺像の方が大きくなる立体射影方式である。

本例の広角レンズ１００の各レンズの構成等は、表１に示す通りであり、表１には、広角レンズ１００の特性として以下の特性を示してある。
レンズ系全体の焦点距離ｆ0（Effective Focal Length）
物像間距離（Total Track）
レンズ系全体のＦ値（Image Space）
最大画角（Max. Field Angle）

また、表１には、各面の以下の項目が示されている。
曲率半径（Radius）
厚さ（Thickness）
屈折率Ｎｄ
アッベ数νｄ
焦点距離ｆｄ
レンズ面の有効半径（Semi-Diameter）

なお、曲率半径、厚さ、焦点距離、有効半径の単位はｍｍである。ここで、レンズ面が物体側Ｌａに向けて突出した凸面あるいは物体側Ｌａに向けて凹んだ凹面である場合には、曲率半径を正の値とし、レンズ面が像側Ｌｂに向けて突出した凸面あるいは像側Ｌｂに向けて凹んだ凹面である場合、曲率半径を負の値としてある。また、正レンズ（正のパワーを有するレンズ）の焦点距離を正の値とし、負レンズ（負のパワーを有するレンズ）の焦点距離を負の値としてある。

表２には、広角レンズ１００に用いた非球面レンズの形状を下式（数１）で表した際の非球面係数Ａ2、Ａ4、Ａ6、Ａ8、Ａ10、Ａ12が示されている。下式においては、サグ量（光軸方向の軸）をｚ、光軸と垂直方向の高さ（光線高さ）をｒ、円錐係数をｋ、曲率半径の逆数をｃとしてある。

表１に示すように、本例の広角レンズ１００においては、レンズ系全体の焦点距離ｆ0は０．８４８ｍｍであり、物像間距離は１２．６７３ｍｍであり、レンズ系全体のＦ値は２．０であり、最大画角は２０６ｄｅｇである。

第１レンズ１０は、像側Ｌｂのレンズ面１２（第２面（２））が凹曲面である負レンズである。本例において、第１レンズ１０の物体側Ｌａのレンズ面１１（第１面（１））は凸曲面であり、第１レンズ１０はメニスカスレンズである。第１レンズ１０はガラスレンズであり、レンズ面１１（第１面（１））およびレンズ面１２（第２面（２））は球面である。第１レンズ１０には、屈折率が１．８０５、かつ、アッベ数が４６．５０３のレンズ材料が用いられており、焦点距離は−４．４７７ｍｍである。

第２レンズ２０は、像側Ｌｂのレンズ面２２（第４面（４））が凹曲面である負レンズである。本例において、第２レンズ２０の物体側Ｌａのレンズ面２１（第３面（３））は凹曲面であり、第２レンズ２０は、両凹レンズである。第２レンズ２０は、アクリル樹脂系、ポリカーボネート系、ポリオレフィン系等からなるプラスチックレンズであり、レンズ面２１（第３面（３））およびレンズ面２２（第４面（４））は、凹状の非球面である。第２レンズ２０には、屈折率が１．５１２、かつ、アッベ数が５６．３０３のレンズ材料が用いられており、焦点距離は−３．７８１ｍｍである。

遮光シート７１は、円環状のシートであり、物体側Ｌａの面によって第５面（５）が構成され、像側Ｌｂの面によって第６面（６）が構成されている。

第３レンズ３０は、像側Ｌｂのレンズ面３２（第８面（８））が凸曲面である正レンズである。本例において、第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１（第７面（７））は凹曲面であり、第３レンズ３０はメニスカスレンズである。第３レンズ３０は、アクリル樹脂系、ポリカーボネート系、ポリオレフィン系等からなるプラスチックレンズであり、レンズ面３１（第７面（７））およびレンズ面３２（第８面（８））は非球面である。第３レンズ３０には、屈折率が１．６３６、かつ、アッベ数が２３．９７２のレンズ材料が用いられており、焦点距離は２．９０９ｍｍである。

絞り７２の物体側Ｌａの面によって第９面（９）が構成され、像側Ｌｂの面によって第１０面（１０）が構成されている。

第４レンズ４０は、像側Ｌｂのレンズ面４２が凹曲面である負レンズである。本例において、第４レンズ４０の物体側Ｌａのレンズ面４１（第１１面（１１））は凸曲面であり、第４レンズ４０はメニスカスレンズである。第４レンズ４０は、アクリル樹脂系、ポリカーボネート系、ポリオレフィン系等からなるプラスチックレンズであり、レンズ面４１（第１１面（１１））およびレンズ面４２は非球面である。第４レンズ４０には、屈折率が１．６３６、かつ、アッベ数が２３．９７２のレンズ材料が用いられている。

第５レンズ５０は、物体側Ｌａのレンズ面５１および像側Ｌｂのレンズ面５２（第１３面（１３））のいずれもが凸曲面である両凸レンズである。第５レンズ５０は、アクリル樹脂系、ポリカーボネート系、ポリオレフィン系等からなるプラスチックレンズであり、レンズ面５１およびレンズ面５２（第１３面（１３））は非球面である。第５レンズ５０には、屈折率が１．５４４、かつ、アッベ数が５６．１９０のレンズ材料が用いられている。

ここで、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と、第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１とは、同一形状に形成されており、第４レンズ４０と第５レンズ５０とは、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１とが樹脂により接合された接合レンズ６０を構成している。従って、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１との接合面を第１２面（１２）としてある。接合レンズ６０の焦点距離は３．４０６ｍｍである。本例において、樹脂材は、ＵＶ硬化型の接着剤である。接着剤は、硬化後も弾性を有する材質であることが好ましい。

なお、赤外線フィルタ７３の物体側Ｌａの面は第１４面（１４）を構成し、像側Ｌｂの面は第１５面（１５）を構成している。カバー７４の物体側Ｌａの面は第１６面（１６）を構成している。カバー７４の像側Ｌｂの面は第１７面（１７）を構成しており、撮像素子７５の撮像面は、第１７面（１７）に相当する。

図２〜図５に示すように、本例の広角レンズ１００においては、球面収差、倍率色収差、非点収差（ディストーション）、および横収差が適正なレベルまで補正されている。

（条件式）
本例の広角レンズ１００において、以下に説明する条件式（１）〜（８）に関連する各値を表３に示してある。本例の広角レンズ１００は、以下の条件式（１）〜（８）を満たすため、図３〜図５に示すレンズ特性を有している。なお、表３には、後述する実施例２
および実施例３の各値も示してある。また、表３に示す値や以下に説明する値は、四捨五入による端数処理を行ってある。

本例の広角レンズ１００において、第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２の有効半径をＲ22とし、第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２の中心から第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１の中心までの距離をｄ23としたとき、有効半径Ｒ２２および距離ｄ23は、以下の条件式（１）
０．５＜Ｒ22／ｄ23＜１．５・・・条件式（１）
を満たしている。より具体的には、第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２の有効半径Ｒ22は１．６５６ｍｍであり、第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２の中心から第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１の中心までの距離ｄ23は１．４８ｍｍである。従って、Ｒ22／ｄ23の値は１．１１９であり、条件式（１）を満たしている。このように、本例では、第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２は、物体側Ｌａへの凹みが比較的浅いため、第２レンズ２０の歩留まりや生産性の低下を抑制することができる。すなわち、広角化を図る場合や、立体射影方式において周辺を大きく見せたい場合、絞り７２より物体側Ｌａに位置する第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２は、物体側Ｌａに深く凹んだ凹部になるため、第２レンズ２０を成形する際、金型内に樹脂を充填しにくくなり、成形時間が長くなるが、本例では、かかる問題が発生しにくい。また、Ｒ22／ｄ23の値が１．５未満であるため、倍率色収差の補正を行いやすい。

また、レンズ系全体の焦点距離をｆ0とし、第３レンズ３０の中心の厚さをｄ3としたとき、レンズ全体の焦点距離ｆ0、および厚さｄ3は、以下の条件式（２）
２．０＜ｄ3／ｆ0＜５．０・・・条件式（２）
を満たしている。より具体的には、レンズ全体の焦点距離ｆ0は０．８４８ｍｍであり、第３レンズ３０の中心の厚さｄ3は３．０００ｍｍである。従って、ｄ3／ｆ0の値は３．５３９であり、条件式（２）を満たしている。このように本例では、ｄ3／ｆ0の値が２．０を超えるため、第１レンズ１０および第２レンズ２０で発生する倍率色収差と、かかる
倍率色収差を補正する第３レンズ３０の倍率色収差とのバランスを適正化しつつ、球面収差やコマ修正の補正することができる。また、ｄ3／ｆ0の値が５．０未満であるため、第３レンズ３０の厚さｄ3が厚くなることを抑制することができる。従って、レンズ系全体の物像間距離を短くすることができる。

また、第１レンズ１０および第２レンズ２０の合成焦点距離をｆ12とし、第３レンズ３０、第４レンズ４０、および第５レンズ５０の合成焦点距離をｆ345としたとき、合成焦点距離ｆ12、ｆ345は、以下の条件式（３）
−１＜ｆ12／ｆ345＜０・・・条件式（３）
を満たしている。より具体的には、合成焦点距離ｆ12は−１．７８９ｍｍであり、合成焦点距離ｆ345は２．２７３ｍｍである。従って、ｆ12／ｆ345の値は−０．７８７であり、条件式（３）を満たしている。このように本例では、ｆ12／ｆ345の値が負であるため、温度変化による焦点距離のずれを抑えることができる。また、ｆ12／ｆ345の値が−１を超えるため、正のパワーが強くなりすぎることを抑制することができるので、コマ収差や非点収差を適正に補正することができる。さらに、ｆ12／ｆ345の値が０未満であるため、負のパワーが強くなりすぎることを抑制することができる。従って、レンズ系全体の全長が長くなることを回避することができる。

また、レンズ系全体の物像間距離をｄ0とし、レンズ系全体の焦点距離をｆ0としたとき、レンズ系全体の物像間距離ｄ0、およびレンズ系全体の焦点距離ｆ0は、以下の条件式（４）
１０＜ｄ0／ｆ0＜１８・・・条件式（４）
を満たしている。より具体的には、物像間距離ｄ0は１２．６７３ｍｍであり、レンズ系全体の焦点距離ｆ0は０．８４８ｍｍである。従って、ｄ0／ｆ0の値は１４．９４９であり、条件式（４）を満たしている。このように本例では、ｄ0／ｆ0の値が１０を超えているので、球面収差や歪曲収差を適正に補正することができる。また、ｄ0／ｆ0の値が１８未満であるので、レンズ径が大きくなりすぎることを抑制することができるとともに、レンズ系全体の全長が長くなることを回避することができる。

また、第４レンズ４０のアッベ数をν4とし、第５レンズ５０のアッベ数をν5としたとき、アッベ数ν4、ν5は各々、以下の条件式（５）、（６）
ν4≦３０・・・条件式（５）
５０≦ν5・・・条件式（６）
を満たしている。より具体的には、アッベ数ν4は２３．９７２であり、アッベ数ν5は５６．１９０である。従って、アッベ数ν4、ν5は各々、条件式（５）、（６）を満たしている。それ故、第５レンズ５０のアッベ数ν5が大きいので、色収差を適正に補正することができる。

また、入射角が９０°のときの像高ｙ90と９０°との比をＹ90（＝ｙ90／（９０×（π／１８０）））とし、入射角が５０°のときの像高ｙ50と５０°との比をＹ50（＝ｙ50／（５０×（π／１８０）））としたとき、比Ｙ90、Ｙ50は各々、以下の条件式（７）、（８）
０．９０＜Ｙ90＜１．２０・・・条件式（７）
０．７５＜Ｙ50＜１．２０・・・条件式（８）
を満たしている。より具体的には、入射角が９０°のときの像高ｙ90は１．５９８ｍｍであり、入射角が５０°のときの像高ｙ50は０．７８８ｍｍである。従って、比Ｙ90の値は１．０１７であり、比Ｙ50の値は０．９０３である。それ故、比Ｙ90、Ｙ50は各々、条件式（７）、（８）を満たしている。このように本例では、比Ｙ90、Ｙ50が各々、下限である０．９０、０．７５を超えているので、周辺を大きく見せる立体射影を実現でき、視覚性を向上することができる。また、比Ｙ90、Ｙ50は各々、上限である１．２０未満である
ので、各種収差を補正しやすく、良好な光学特性を得ることができる。

さらに、本例において、第３レンズ３０は、物体側Ｌａのレンズ面３１が凹曲面である正メニスカスレンズであるため、負のパワーを第３レンズ３０の物体側のレンズ面３１に持たせることができる。このため、第２レンズ２０に求められる負のパワーを軽減することができる。それ故、第２レンズ２０の像側のレンズ面２２は、物体側への凹みが比較的浅い。このため、第２レンズ２０の歩留まりや生産性の低下を抑制することができる。

［実施例２］
図６は、本発明の実施例２に係る広角レンズ１００の説明図である。図７は、図６に示す広角レンズ１００の球面収差を示す説明図である。図８は、図６に示す広角レンズ１００の倍率色収差を示す説明図であり、最大画角における倍率色収差を示してある。図９は、図６に示す広角レンズ１００の非点収差およびディストーションを示す説明図である。図１０は、図６に示す広角レンズ１００の横収差を示す説明図である。なお、本例の基本的な構成は、実施例１と同様であるため、対応する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図６に示すように、本例の広角レンズ１００も、実施例１と同様、物体側Ｌａから像側Ｌｂに向けて順に配置された第１レンズ１０、第２レンズ２０、遮光シート７１、第３レンズ３０、絞り７２、第４レンズ４０、および第５レンズ５０からなり、第５レンズ５０に対して像側Ｌｂに平板状の赤外線フィルタ７３、透光性のカバー７４、および撮像素子７５が順に配置されている。本例において、広角レンズ１００の射影方式は、中心像よりも周辺像の方が大きくなる立体射影方式である。

本例の広角レンズ１００の各レンズの構成等は、表４に示す通りであり、表５には、広角レンズ１００に用いた非球面レンズの非球面係数Ａ4、Ａ6、Ａ8が示されている。

表４に示すように、本例の広角レンズ１００においては、レンズ系全体の焦点距離ｆ0は０．８５３ｍｍであり、物像間距離は１２．６０１ｍｍであり、レンズ系全体のＦ値は２．０であり、最大画角は２０６ｄｅｇである。

第１レンズ１０は、像側Ｌｂのレンズ面１２（第２面（２））が凹曲面である負レンズである。本例において、第１レンズ１０の物体側Ｌａのレンズ面１１（第１面（１））は凸曲面であり、第１レンズ１０はメニスカスレンズである。第１レンズ１０はガラスレンズであり、レンズ面１１（第１面（１））およびレンズ面１２（第２面（２））は球面である。第１レンズ１０には、屈折率が１．７７３、かつ、アッベ数が４９．６２４のレンズ材料が用いられており、焦点距離は−５．５１７ｍｍである。

第２レンズ２０は、像側Ｌｂのレンズ面２２（第４面（４））が凹曲面である負レンズである。本例において、第２レンズ２０の物体側Ｌａのレンズ面２１（第３面（３））は凹曲面であり、第２レンズ２０は、両凹レンズである。第２レンズ２０はプラスチックレンズであり、レンズ面２１（第３面（３））およびレンズ面２２（第４面（４））は、凹状の非球面である。第２レンズ２０には、屈折率が１．５１２、かつ、アッベ数が５６．３０３のレンズ材料が用いられており、焦点距離は−３．７８１ｍｍである。

第３レンズ３０は、像側Ｌｂのレンズ面３２（第８面（８））が凸曲面である正レンズである。本例において、第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１（第７面（７））は凹曲面であり、第３レンズ３０はメニスカスレンズである。第３レンズ３０はプラスチックレンズであり、レンズ面３１（第７面（７））およびレンズ面３２（第８面（８））は非球面である。第３レンズ３０には、屈折率が１．５８５、かつ、アッベ数が３０．２４９のレンズ材料が用いられており、焦点距離は３．８３７ｍｍである。

第４レンズ４０は、像側Ｌｂのレンズ面４２が凹曲面である負レンズである。本例において、第４レンズ４０の物体側Ｌａのレンズ面４１（第１１面（１１））は凸曲面であり、第４レンズ４０はメニスカスレンズである。第４レンズ４０はプラスチックレンズであり、レンズ面４１（第１１面（１１））およびレンズ面４２は非球面である。第４レンズ４０には、屈折率が１．６３６、かつ、アッベ数が２３．９７２のレンズ材料が用いられている。

第５レンズ５０は、物体側Ｌａのレンズ面５１および像側Ｌｂのレンズ面５２（第１３面（１３））のいずれもが凸曲面である両凸レンズである。第５レンズ５０はプラスチックレンズであり、レンズ面５１およびレンズ面５２（第１３面（１３））は非球面である。第５レンズ５０には、屈折率が１．５４４、かつ、アッベ数が５６．１９０のレンズ材料が用いられている。

ここで、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と、第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１とは、同一形状に形成されており、第４レンズ４０と第５レンズ５０とは、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１とが樹脂により接合された接合レンズ６０を構成している。従って、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１との接合面を第１２面（１２）としてある。接合レンズ６０の焦点距離は３．４０６ｍｍである。

図７〜図１０に示すように、本例の広角レンズ１００においては、球面収差、倍率色収差、非点収差（ディストーション）、および横収差が適正なレベルまで補正されている。

本例の広角レンズ１００において、実施例１で説明した条件式（１）〜（８）に関連する各値は表３に示されており、本例の広角レンズ１００は、条件式（１）〜（８）を満たしている。従って、本例の広角レンズ１００も実施例１と同様な効果を奏する。

より具体的には、第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２の有効半径Ｒ22は１．５３５ｍｍであり、第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２の中心から第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１の中心までの距離ｄ23は１．８６１ｍｍである。従って、Ｒ22／ｄ23の値は０．８２５であり、条件式（１）を満たしている。レンズ全体の焦点距離ｆ0は０．８５３ｍｍであり、第３レンズ３０の中心の厚さｄ3は２．００１ｍｍである。従って、ｄ3／ｆ0の値は２．３４５であり、条件式（２）を満たしている。第１レンズ１０および第２レンズ２０の合成焦点距離ｆ12は−１．７０７ｍｍであり、第３レンズ３０、第４レンズ４０、および第５レンズ５０の合成焦点距離ｆ345は２．２８３ｍｍである。従って、ｆ12／ｆ345の値は−０．７４８であり、条件式（３）を満たしている。レンズ系全体の物像間距離ｄ0は１２．６０１ｍｍであり、レンズ系全体の焦点距離ｆ0は０．８４８ｍｍである。従って、ｄ0／ｆ0の値は１４．７７２であり、条件式（４）を満たしている。第４レンズ４０のアッベ数ν4は２３．９７２であり、第５レンズ５０のアッベ数ν5は５６．１９０であるである。従って、条件式（５）、（６）を満たしている。入射角が９０°のときの像高ｙ90は１．６７ｍｍであり、入射角が５０°のときの像高ｙ50は０．８３２ｍｍである。従って、入射角が９０°のときの像高ｙ90と９０°との比Ｙ90は１．０６３であり、入射角が５０°のときの像高ｙ50と５０°との比Ｙ50は０．９５３である。それ故、比Ｙ90、Ｙ50は各々、条件式（７）、（８）を満たしている。

また、本例においては、実施例１と同様、第３レンズ３０は、物体側Ｌａのレンズ面３１が凹曲面である正メニスカスレンズであるため、負のパワーを第３レンズ３０の物体側のレンズ面３１に持たせることができる。このため、第２レンズ２０に求められる負のパワーを軽減することができる。それ故、第２レンズ２０の像側のレンズ面２２は、物体側への凹みが比較的浅い。このため、第２レンズ２０の歩留まりや生産性の低下を抑制することができる。

［実施例３］
図１１は、本発明の実施例３に係る広角レンズ１００の説明図である。図１２は、図１０に示す広角レンズ１００の球面収差を示す説明図である。図１３は、図１０に示す広角レンズ１００の倍率色収差を示す説明図であり、最大画角における倍率色収差を示してあ
る。図１４は、図１１に示す広角レンズ１００の非点収差およびディストーションを示す説明図である。図１５は、図１１に示す広角レンズ１００の横収差を示す説明図である。なお、本例の基本的な構成は、実施例１、２と同様であるため、対応する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図１１に示すように、本例の広角レンズ１００も、実施例１、２と同様、物体側Ｌａから像側Ｌｂに向けて順に配置された第１レンズ１０、第２レンズ２０、遮光シート７１、第３レンズ３０、絞り７２、第４レンズ４０、および第５レンズ５０からなり、第５レンズ５０に対して像側Ｌｂに平板状の赤外線フィルタ７３、透光性のカバー７４、および撮像素子７５が順に配置されている。本例において、広角レンズ１００の射影方式は、中心像よりも周辺像の方が大きくなる立体射影方式である。

本例の広角レンズ１００の各レンズの構成等は、表６に示す通りであり、表７には、広角レンズ１００に用いた非球面レンズの非球面係数Ａ4、Ａ6、Ａ8、Ａ10、Ａ12が示されている。

表６に示すように、本例の広角レンズ１００においては、レンズ系全体の焦点距離ｆ0は０．８４７ｍｍであり、物像間距離は１２．６６０ｍｍであり、レンズ系全体のＦ値は２．０であり、最大画角は１９８ｄｅｇである。

第１レンズ１０は、像側Ｌｂのレンズ面１２（第２面（２））が凹曲面である負レンズである。本例において、第１レンズ１０の物体側Ｌａのレンズ面１１（第１面（１））は凸曲面であり、第１レンズ１０はメニスカスレンズである。第１レンズ１０はガラスレンズであり、レンズ面１１（第１面（１））およびレンズ面１２（第２面（２））は球面である。第１レンズ１０には、屈折率が１．７７３、かつ、アッベ数が４９．６２４のレンズ材料が用いられており、焦点距離は−５．５１７ｍｍである。

第２レンズ２０は、像側Ｌｂのレンズ面２２（第４面（４））が凹曲面である負レンズである。本例において、第２レンズ２０の物体側Ｌａのレンズ面２１（第３面（３））は凸曲面であり、第２レンズ２０は、メニスカスレンズである。第２レンズ２０はプラスチックレンズであり、レンズ面２１（第３面（３））およびレンズ面２２（第４面（４））は非球面である。第２レンズ２０には、屈折率が１．５４４、かつ、アッベ数が５６．１９０のレンズ材料が用いられており、焦点距離は−１．９９８ｍｍである。

第３レンズ３０は、像側Ｌｂのレンズ面３２（第８面（８））が凸曲面である正レンズである。本例において、第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１（第７面（７））は、凸曲面であり、第３レンズ３０は両凸レンズである。第３レンズ３０はプラスチックレンズであり、レンズ面３１（第７面（７））およびレンズ面３２（第８面（８））は非球面である。第３レンズ３０には、屈折率が１．６３６、かつ、アッベ数が２３．９７２のレンズ材料が用いられており、焦点距離は２．４９４ｍｍである。

第４レンズ４０は、像側Ｌｂのレンズ面４２が凹曲面である負レンズである。本例において、第４レンズ４０の物体側Ｌａのレンズ面４１（第１１面（１１））は凸曲面であり、第４レンズ４０はメニスカスレンズである。第４レンズ４０はプラスチックレンズであり、レンズ面４１（第１１面（１１））およびレンズ面４２は非球面である。第４レンズ４０には、屈折率が１．６３６、かつ、アッベ数が２３．９７２のレンズ材料が用いられている。

第５レンズ５０は、物体側Ｌａのレンズ面５１および像側Ｌｂのレンズ面５２（第１３面（１３））のいずれもが凸曲面である両凸レンズである。第５レンズ５０はプラスチックレンズであり、レンズ面５１およびレンズ面５２（第１３面（１３））は非球面である
。第５レンズ５０には、屈折率が１．５４４、かつ、アッベ数が５６．１９０のレンズ材料が用いられている。

ここで、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と、第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１とは、同一形状に形成されており、第４レンズ４０と第５レンズ５０とは、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１とが樹脂により接合された接合レンズ６０を構成している。従って、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１との接合面を第１２面（１２）としてある。接合レンズ６０の焦点距離は３．４０６ｍｍである。

図１１〜図１４に示すように、本例の広角レンズ１００においては、球面収差、倍率色収差、非点収差（ディストーション）、および横収差が適正なレベルまで補正されている。

本例の広角レンズ１００において、実施例１で説明した条件式（１）〜（８）に関連する各値は表３に示されており、本例の広角レンズ１００は、条件式（１）〜（８）を満たしている。従って、本例の広角レンズ１００も実施例１と同様な効果を奏する。

まず、第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２の有効半径Ｒ22は１．２５９ｍｍであり、第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２の中心から第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１の中心までの距離ｄ23は１．５２６ｍｍである。従って、Ｒ22／ｄ23の値は０．８２５であり、条件式（１）を満たしている。レンズ全体の焦点距離ｆ0は０．８４７ｍｍであり、第３レンズ３０の中心の厚さｄ3は、２．５７０ｍｍである。従って、ｄ3／ｆ0の値は３．０３３であり、条件式（２）を満たしている。第１レンズ１０および第２レンズ２０の合成焦点距離ｆ12は−１．１６８ｍｍであり、第３レンズ３０、第４レンズ４０、および第５レンズ５０の合成焦点距離ｆ345は２．７３０ｍｍである。従って、ｆ12／ｆ345の値は−０．４２８であり、条件式（３）を満たしている。レンズ系全体の物像間距離ｄ0は１２．６６０ｍｍであり、レンズ系全体の焦点距離ｆ0は０．８４７ｍｍである。従って、ｄ0／ｆ0の値は１４．９４０であり、条件式（４）を満たしている。第４レンズ４０のアッベ数ν4は２３．９７２であり、第５レンズ５０のアッベ数ν5は５６．１９０である。従って、条件式（５）、（６）を満たしている。入射角が９０°のときの像高ｙ90は１．６７２ｍｍであり、入射角が５０°のときの像高ｙ50は０．８３４ｍｍである。従って、入射角が９０°のときの像高ｙ90と９０°との比Ｙ90は１．０６４であり、入射角が５０°のときの像高ｙ50と５０°との比Ｙ50は０．９５６である。それ故、比Ｙ90、Ｙ50は各々、条件式（７）、（８）を満たしている。

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、第１レンズ１０がガラスレンズであったが、プラスチックレンズであってもよい。この場合、第１レンズ１０の像側Ｌｂのレンズ面１１を非球面とすることができる。

１０…第１レンズ、２０…第２レンズ、３０…第３レンズ、４０…第４レンズ、５０…第５レンズ、６０…接合レンズ、７１…遮光シート、７２…絞り、７３…赤外線フィルタ、７４…カバー、７５…撮像素子

Claims (6)

1. 物体側より順に配置された第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、絞り、第４レンズ、および第５レンズからなり、
   前記第１レンズは、像側のレンズ面が凹曲面である負レンズであり、
   前記第２レンズは、像側のレンズ面が凹状の非球面である負レンズであり、
   前記第３レンズは、像側のレンズ面が凸曲面である正レンズであり、
   前記第４レンズは、像側のレンズ面が凹曲面である負レンズであり、
   前記第５レンズは、物体側のレンズ面および像側のレンズ面のいずれもが凸曲面である両凸レンズであり、
   前記第２レンズ、前記第３レンズ、前記第４レンズ、および前記第５レンズは、プラスチックレンズであり、
   前記第４レンズおよび前記第５レンズは、前記第４レンズの像側のレンズ面と前記第５レンズの物体側のレンズ面とが接合された接合レンズを構成しており、
   前記第２レンズの像側のレンズ面の有効半径をＲ22とし、前記第２レンズの像側のレンズ面の中心から前記第３レンズの物体側のレンズ面の中心までの距離をｄ23としたとき、有効半径Ｒ22および距離ｄ23は、以下の条件式
   ０．５＜Ｒ22／ｄ23＜１．５
   を満たし、かつ
   レンズ系全体の焦点距離をｆ0とし、前記第３レンズの中心の厚さをｄ3としたとき、レンズ全体の焦点距離ｆ0、および厚さｄ3は、以下の条件式
   ２．０＜ｄ3／ｆ0＜５．０
   を満たすことを特徴とする広角レンズ。
2. 前記第１レンズおよび前記第２レンズの合成焦点距離をｆ12とし、前記第３レンズ、前記第４レンズ、および前記第５レンズの合成焦点距離をｆ345としたとき、合成焦点距離ｆ12、ｆ345は、以下の条件式
   −１＜ｆ12／ｆ345＜０
   を満たすことを特徴とする請求項１に記載の広角レンズ。
3. レンズ系全体の物像間距離をｄ0とし、レンズ系全体の焦点距離をｆ0としたとき、レンズ系全体の物像間距離ｄ0、およびレンズ系全体の焦点距離ｆ0は、以下の条件式
   １０＜ｄ0／ｆ0＜１８
   を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の広角レンズ。
4. 前記第４レンズのアッベ数をν4とし、前記第５レンズのアッベ数をν5としたとき、アッベ数ν4、ν5は各々、以下の条件式
   ν4≦３０
   ５０≦ν5
   を満たすことを特徴とする請求項１から３までの何れか一項に記載の広角レンズ。
5. 前記第３レンズは、物体側のレンズ面が凹曲面である正メニスカスレンズであることを特徴とする請求項１から４までの何れか一項に記載の広角レンズ。
6. 入射角が９０°のときの像高ｙ90と９０°との比をＹ90（＝ｙ90／（９０×（π／１８０）））とし、入射角が５０°のときの像高ｙ50と５０°との比をＹ50（＝ｙ50／（５０×（π／１８０）））としたとき、比Ｙ90、Ｙ50は各々、以下の条件式
   ０．９０＜Ｙ90＜１．２０
   ０．７５＜Ｙ50＜１．２０
   を満たすことを特徴とする請求項１から５までの何れか一項に記載の広角レンズ。

Images