JP2020126198A - 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１レンズ１０の屈折率ｎ１は１．８３９であり、以下の条件式（１）を満たしている。１．８００＜ｎ１ ・・・条件式（１）第２レンズ２０の焦点距離ｆ2とレンズ系全体の焦点距離ｆ0との比であるｆ2／ｆ0は−２．６８０であり、以下の条件式（２）を満たしている。−３．０００＜ｆ2／ｆ0＜−２．５００ ・・・条件式（２）【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１参照）。特許文献１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。

特許文献１に記載の広角レンズでは、第１レンズには、屈折率が約１．５のレンズ材料が用いられており、第２レンズはメニスカスレンズである。従って、第１レンズおよび第２レンズにおける負のパワーを確保するために、第２レンズの像側のレンズ面が深い凹曲面になっている。

特開２００９−６３８７７号公報

特許文献１に記載の広角レンズでは、第２レンズの像側のレンズ面が深い凹曲面になっている。このため、第２レンズを成形する際、金型内に樹脂を充填しにくいため、成形時間が長くなる等、製造しにくい。それ故、第２レンズについては、生産効率が低下しやすいとともに、歩留まりが低下しやすい。

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レンズのレンズ面を浅い凹曲面とすることが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、複数のレンズと、絞りとを備え、前記複数のレンズは、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、第４レンズ、および第５レンズからなり、前記絞りは、第３レンズと第４レンズとの間に配置され、前記第１レンズは、像側のレンズ面が凹曲面である負メニスカスレンズであり、前記第２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凹曲面である両凹レンズであり、前記第３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１レンズの屈折率をｎ１とし、前記第２レンズの焦点距離をｆ2とし、レンズ系全体の焦点距離をｆ0としたとき、屈折率ｎ１、焦点距離ｆ2、および焦点距離ｆ0は、以下の条件式
１．８００＜ｎ１
−３．０００＜ｆ2／ｆ0＜−２．５００
の双方を満たすことを特徴とする。

本発明において、第１レンズは、屈折率ｎ１が１．８００を超えているので、負のパワーが大きい。また、第２レンズは、両凹レンズであるので、負のパワーが大きい。従って、第１レンズおよび第２レンズの負のパワーを大きくして、各種収差を適正に補正することができ、特に色収差を適正に補正することができる。この場合、第２レンズの像側のレンズ面を浅い凹曲面にすることができるので、第２レンズを製造しやすい構造とすることができるので、第２レンズの歩留まりの低下や生産効率の向上等を図ることができる。また、第１レンズの屈折率ｎ１が１．８００を超えているので、第１レンズのレンズ面の径を小さくすることができる。従って、第１レンズの小型化を図ることができるので、広角レンズの小型化を図ることができる。また、ｆ2／ｆ0が−３．０００より０に近い値であるため、各種収差を適正に補正することができる。また、ｆ2／ｆ0が−２．５００未満であるため、第２レンズの像側のレンズ面を深い凹曲面としなくてもよい。従って、第２レンズを製造しやすい構造とすることができるので、第２レンズの歩留まりの低下や生産効率の向上等を図ることができる。

本発明において、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レンズはいずれも、プラスチックレンズである態様を採用することができる。かかる態様によれば、広角レンズのコストを低減することができる。また、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、および第５レンズがプラスチックレンズであるため、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、および第５レンズを非球面レンズとすることが容易である。

本発明において、前記第２レンズの像側のレンズ面の直径をＲ22とし、前記第２レンズの像側のレンズ面と前記第３レンズの物体側のレンズ面との光軸上における距離をｄ23としたとき、直径Ｒ22、および距離ｄ23は、以下の条件式
１．０００＜Ｒ22／ｄ23＜２．５００
を満たす態様を採用することができる。かかる態様によれば、Ｒ２２／ｄ２３が１．０００を超えるため、第２レンズの像側のレンズ面を浅い凹曲面とすることができる。従って、第２レンズを製造しやすい構造とすることができるので、第２レンズの歩留まりの低下や生産効率の向上等を図ることができる。また、Ｒ２２／ｄ２３が２．５００未満であるため、倍率色収差を補正しやすい。

本発明において、前記第１レンズの焦点距離をｆ1としたとき、焦点距離ｆ1、および焦点距離ｆ0は、以下の条件式
−５．０００＜ｆ1／ｆ0＜−１．０００
を満たす態様を採用することができる。かかる態様によれば、ｆ1／ｆ0が−５．０００より０に近い値であるため、各種収差を適正に補正することができ、特に倍率色収差を適正に補正することができる。また、広い画角を得るのに必要な負のパワーを第１レンズで得ることができるので、第２レンズの像側のレンズ面を浅い凹曲面にすることができる。従って、第２レンズを製造しやすい構造とすることができるので、第２レンズの歩留まりの低下や生産効率の向上等を図ることができる。また、ｆ1／ｆ0が−１．０００未満であるため、第１レンズの像側のレンズ面の曲率半径が小さくなりすぎることを抑制することができる。従って、第１レンズを製造しやすい構造とすることができる。それ故、第１レンズの歩留まりの低下や生産効率の向上等を図ることができる。

本発明において、前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離をｆ12としたとき、合成焦点距離ｆ12、および焦点距離ｆ0は、以下の条件式
−２．５００＜ｆ12／ｆ0＜−０．５００
を満たす態様を採用することができる。かかる態様によれば、ｆ12／ｆ0が−２．５００より０に近い値であるため、各種収差を適正に補正することができ、特に像面湾曲を小さく抑えることができる。また、ｆ12／ｆ0が−０．５００未満であるため、視野角を大き
くすることができる。

本発明において、前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離をｆ12とし、前記第３レンズと前記第４レンズと前記第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

−１．０００＜ｆ12／ｆ345＜０
を満たす態様を採用することができる。かかる態様によれば、収差全般を低減することができる。また、ｆ12／ｆ345が負の値であるため、温度変化に起因する焦点距離の変化を小さく抑えることができる。

本発明において、第１レンズは、屈折率ｎ１が１．８００を超えているので、負のパワーが大きい。また、第２レンズは、両凹レンズであるので、負のパワーが大きい。従って、第１レンズおよび第２レンズの負のパワーを大きくして、各種収差を適正に補正することができ、特に色収差を適正に補正することができる。この場合、第２レンズの像側のレンズ面を浅い凹曲面にすることができるので、第２レンズを製造しやすい構造とすることができるので、第２レンズの歩留まりの低下や生産効率の向上等を図ることができる。また、第１レンズの屈折率ｎ１が１．８００を超えているので、第１レンズのレンズ面の径を小さくすることができる。従って、第１レンズの小型化を図ることができるので、広角レンズの小型化を図ることができる。また、ｆ2／ｆ0が−３．０００より０に近い値であるため、各種収差を適正に補正することができる。また、ｆ2／ｆ0が−２．５００未満であるため、第２レンズの像側のレンズ面を深い凹曲面としなくてもよい。従って、第２レンズを製造しやすい構造とすることができるので、第２レンズの歩留まりの低下や生産効率の向上等を図ることができる。

本発明の実施例１に係る広角レンズの説明図。 図１に示す広角レンズの球面収差を示す説明図。 図１に示す広角レンズの倍率色収差を示す説明図。 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。 図１に示す広角レンズの横収差を示す説明図。 本発明の実施例２に係る広角レンズの説明図。 図６に示す広角レンズの球面収差を示す説明図。 図６に示す広角レンズの倍率色収差を示す説明図。 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。 図６に示す広角レンズの横収差を示す説明図。 本発明の実施例３に係る広角レンズの説明図。 図１１に示す広角レンズの球面収差を示す説明図。 図１１に示す広角レンズの倍率色収差を示す説明図。 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。 図１１に示す広角レンズの横収差を示す説明図。

本発明を適用した広角レンズ１００として、実施例１、２、３を説明する。本願発明において、「レンズ面の直径（Diameter）」とは、レンズ面における光学有効径のことである。有効径とは、結像に寄与する全光線とレンズ面との交わる点を考えたとき、径方向における最も外側の点（最も光軸から離れた点）からなる円の直径のことである。「サグ量（Ｓａｇ）」とは、光軸と直交する仮想平面を仮想基準面としたとき、レンズ面の有効径の最外周における仮想基準面の光軸Ｌ上の点から、レンズ面の光軸Ｌ上の点までの距離で
ある。また、サグ量が正の値である場合、仮想基準面における光軸Ｌの点がレンズ面の光軸Ｌ上の点よりも物体側に位置し、サグ量が負の値である場合、仮想基準面における光軸Ｌの点がレンズ面の光軸Ｌ上の点よりも像側に位置する。

［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（Surf）をかっこ内に示し、非球面には、面番号の後ろに＊を付してある。

また、図２、図３、図４および図５には、赤色光Ｒ（波長６５６ｎｍ）、黄色光Ｙ（波長５８８ｎｍ）、緑色光Ｇ（波長５４６ｎｍ）、青色光Ｂ（波長４８６ｎｍ）、および紫色光Ｖ（波長４３６ｎｍ）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、黄色光Ｙ、緑色光Ｇ、青色光Ｂ、および紫色光Ｖの各角度０．００ｄｅｇ、１９．５８ｄｅｇ、３７．８８ｄｅｇ、５４．５２ｄｅｇ、６９．８５ｄｅｇ、および８４．７４ｄｅｇ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、複数のレンズと、絞り７２とを備えている。複数のレンズは、物体側Ｌａより順に配置された第１レンズ１０、第２レンズ２０、第３レンズ３０、第４レンズ４０、および第５レンズ５０からなり、絞り７２は、第３レンズ３０と第４レンズ４０との間に配置されている。本形態においては、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ｆ
レンズ面の有効直径（Diameter）
サグ量（Sag）

なお、曲率半径、厚さ、焦点距離、有効直径、サグ量の単位は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。また、各表に記載の焦点距離は、５４６ｎｍの波長の光線を用いて５４６ｎｍの波長における各レンズ材料の屈折率を使用して計算により求めた。

表２には、本例の広角レンズ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Ａ4、Ａ6、Ａ8、Ａ10を示してある。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１．２９５ｍｍであり、物像間距離は１５．４７２ｍｍであり、レンズ系全体のＦ値は２．４００であり、最大画角は１７７．１６３ｄｅｇである。

第１レンズ１０は、像側Ｌｂのレンズ面１２（第２面（２））が凹曲面である負メニスカスレンズであり、物体側Ｌａのレンズ面１１（第１面（１））は凸曲面である。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１．８３９、かつ、アッベ数が４２．７２のレンズ材料が用いられており、焦点距離は−４．８０７ｍｍである。

第２レンズ２０は、物体側Ｌａのレンズ面２１（第３面（３））、および像側Ｌｂのレンズ面２２（第４面（４））のいずれもが凹曲面である両凹レンズであり、負のパワーを有している。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））は非球面である。第２レンズ２０には、屈折率が１．５３９、かつ、アッベ数が５５．９８のレンズ材料が用いられており、焦点距離は−３．４７１ｍｍである。

第３レンズ３０は、物体側Ｌａのレンズ面３１（第５面（５））、および像側Ｌｂのレンズ面３２（第６面（６））のいずれもが凸曲面である両凸レンズであり、正のパワーを有している。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５面（５））、およびレンズ面３２（第６面（６））は非球面である。第３レンズ３０には、屈折率が１．６４６、かつ、アッベ数が２３．４９のレンズ材料が用いられており、焦点距離は４．３３０ｍｍである。絞り７２の物体側Ｌａの面によって第７面（７）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８面（８））は凸曲面であり、第４レンズ４０は負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８面（８））、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１．５８７、かつ、アッベ数が３０．１７のレンズ材料が用いられており、焦点距離は−１．０８１ｍｍである。

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１０面（１０））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１０面（１０））は非球面である。第５レンズ５０には、屈折率が１．５３９、かつ、アッベ数が５５．９８のレンズ材料が用いられており、焦点距離は１．２７８ｍｍである。

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とが樹脂材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９面（９）としてある。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。

赤外線フィルタ７３の物体側Ｌａの面は第１１面（１１）を構成し、像側Ｌｂの面は第１２面（１２）を構成している。カバー７４の物体側Ｌａの面は第１３面（１３）を構成している。カバー７４の像側Ｌｂの面は第１４面（１４）を構成している。

このように構成した広角レンズ１００において、絞り７２より物体側Ｌａに位置する前群のレンズ（第１レンズ１０、第２レンズ２０、および第３レンズ３０）の合成焦点距離ｆ123は５５．４６０ｍｍであり、絞り７２より物体側Ｌａに位置する後群のレンズ（接合レンズ６０）の合成焦点距離ｆ45は３．５９６ｍｍである。第１レンズ１０と第２レンズ２０との合成焦点距離ｆ12は−１．６０１ｍｍであり、第３レンズ３０と接合レンズ６０（第４レンズ４０、および第５レンズ５０）との合成焦点距離ｆ345は３．９１０ｍｍである。

かかる広角レンズ１００において、第２レンズ２０、第３レンズ３０、第４レンズ４０、および第５レンズ５０はいずれも、プラスチックレンズであるため、広角レンズ１００のコストを低減することができる。また、第２レンズ２０、第３レンズ３０、第４レンズ４０、および第５レンズ５０がプラスチックレンズであるため、第２レンズ２０、第３レンズ３０、第４レンズ４０、および第５レンズ５０を非球面レンズとすることが容易である。

また、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）〜（６）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）〜（６）を満たすため、図２〜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１レンズ１０の屈折率ｎ１、第２レンズ２０の焦点距離ｆ2、およびレンズ系全体の焦点距離をｆ0は、以下の条件式（１）、（２）の双方を満たしている。
１．８００＜ｎ１ ・・・条件式（１）
−３．０００＜ｆ2／ｆ0＜−２．５００ ・・・条件式（２）

より具体的には、第１レンズ１０の屈折率ｎ１は１．８３９であり、条件式（１）を満たしている。かかる構成によれば、第１レンズ１０は、屈折率ｎ１が１．８００を超えており、負のパワーが大きい。また、第２レンズ２０は、両凹レンズであるので、負のパワーが大きい。従って、第１レンズ１０および第２レンズ２０の負のパワーを大きくして、各種収差を適正に補正することができ、特に色収差を適正に補正することができる。この場合、第２レンズ２０の像側のレンズ面２２を浅い凹曲面にすることができるため、第２レンズ２０を製造しやすい構造とすることができる。それ故、第２レンズ２０の歩留まりの低下や生産効率の向上等を図ることできる。また、第１レンズ１０の屈折率ｎ１が１．８００を超えているので、第１レンズ１０のレンズ面１１、１２の径を小さくすることができる。従って、第１レンズ１０の小型化を図ることができるので、広角レンズ１００の小型化を図ることができる。

また、第２レンズ２０の焦点距離ｆ2は−３．４７１ｍｍであり、レンズ系全体の焦点距離をｆ0は１．２９５ｍｍである。従って、ｆ2／ｆ0は−２．６８０であり、条件式（２）を満たしている。かかる構成によれば、ｆ2／ｆ0が−３．０００より０に近い値であるため、各種収差を適正に補正することができる。また、ｆ2／ｆ0が−２．５００未満であるため、第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２を深い凹曲面としなくてもよい。従って、第２レンズ２０を製造しやすい構造とすることができるので、第２レンズ２０の歩留まりの低下や生産効率の向上等を図ることできる

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の直径Ｒ22、および第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２と第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１との光軸上における距離ｄ23は、以下の条件式（３）を満たしている。
１．０００＜Ｒ22／ｄ23＜２．５００ ・・・条件式（３）

より具体的には、第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２の直径Ｒ22は２．１３０ｍｍであり、第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２と第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１との光軸上における距離ｄ23は１．５３１である。従って、Ｒ22／ｄ23は１．３９１であり、条件式（３）を満たしている。このため、第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２を浅い凹曲面とすることができる。それ故、第２レンズ２０を製造しやすい構造とすることができるので、第２レンズ２０の歩留まりの低下や生産効率の向上等を図ることできる。また、Ｒ22／ｄ23が２．５００未満であるため、倍率色収差を補正しやすい。

本例の広角レンズ１００において、第１レンズ１０の焦点距離ｆ1、およびレンズ系全体の焦点距離ｆ0は、以下の条件式（４）を満たしている。
−５．０００＜ｆ1／ｆ0＜−１．０００ ・・・条件式（４）

より具体的には、第１レンズ１０の焦点距離ｆ1は、−４．８０７ｍｍであり、レンズ系全体の焦点距離ｆ0は１．２９５ｍｍである。従って、ｆ1／ｆ0は−３．７１２であり、条件式（４）を満たしている。かかる構成によれば、ｆ1／ｆ0が−５．０００より０に近い値であるため、各種収差を適正に補正することができ、特に倍率色収差を適正に補正することができる。また、広い画角を得るのに必要な負のパワーを第１レンズ１０で得る
ことができるので、第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２を浅い凹曲面にすることができる。従って、第２レンズを製造しやすい構造とすることができるので、第２レンズの歩留まりの低下や生産効率の向上等を図ることができる。また、ｆ1／ｆ0が−１．０００未満であるため、第１レンズ１０の像側Ｌｂのレンズ面１２の曲率半径が小さくなりすぎることを抑制することができる。従って、第１レンズ１０を製造しやすい構造とすることができるので、第１レンズ１０の歩留まりの低下や生産効率の向上等を図ることできる。

本例の広角レンズ１００において、第１レンズ１０と第２レンズ２０の合成焦点距離ｆ12、およびレンズ系全体の焦点距離ｆ0は以下の条件式（５）を満たしている。
−２．５００＜ｆ12／ｆ0＜−０．５００ ・・・条件式（５）

より具体的には、第１レンズ１０と第２レンズ２０の合成焦点距離ｆ12は−１．６０１ｍｍであり、レンズ系全体の焦点距離ｆ0は１．２９５ｍｍである。このため、ｆ12／ｆ0は−１．２３６であり、条件式（５）を満たしている。かかる構成によれば、ｆ12／ｆ0が−２．５００より０に近い値であるため、各種収差を適正に補正することができ、特に像面湾曲を小さく抑えることができる。また、ｆ12／ｆ0が−０．５００未満であるため、視野角を大きくすることができる

本例の広角レンズ１００において、第１レンズ１０と第２レンズ２０の合成焦点距離ｆ12、および第３レンズ３０と第４レンズ４０と第５レンズ５０の合成焦点距離ｆ345は、以下の条件式（６）を満たしている。
−１．０００＜ｆ12／ｆ345＜０ ・・・条件式（６）

より具体的には、第１レンズ１０と第２レンズ２０の合成焦点距離ｆ12は−１．６０１ｍｍであり、第３レンズ３０と第４レンズ４０と第５レンズ５０の合成焦点距離ｆ345は３．９１０ｍｍである。このため、ｆ12／ｆ345は、０．４０９であり、条件式（６）を満たしている。かかる構成によれば、収差全般を低減することができる。また、ｆ12／ｆ345が負の値であるため、温度変化に起因する焦点距離の変化を小さく抑えることができる。

［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。図１０には、赤色光Ｒ、黄色光Ｙ、緑色光Ｇ、青色光Ｂ、および紫色光Ｖの各角度０．００ｄｅｇ、１９．５５ｄｅｇ、３７．７２ｄｅｇ、５４．２９ｄｅｇ、６８．７９ｄｅｇ、および８５．４０ｄｅｇ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。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、環状の遮光シート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、本例の広角レンズ１００に用いた非球面レンズの非球面係数Ａ4、Ａ6、Ａ8を示してある。

表４に示すように、本例の広角レンズ１００において、レンズ系全体の焦点距離ｆ0は１．２９５ｍｍであり、物像間距離は１５．４８０ｍｍであり、レンズ系全体のＦ値は２．４００であり、最大画角は１７９．１８５ｄｅｇである。

第１レンズ１０は、像側Ｌｂのレンズ面１２（第２面（２））が凹曲面である負メニスカスレンズであり、物体側Ｌａのレンズ面１１（第１面（１））は凸曲面である。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１．８３９、かつ、アッベ数が４２．７２のレンズ材料が用いられており、焦点距離は−４．８０７ｍｍである。

第２レンズ２０は、物体側Ｌａのレンズ面２１（第３面（３））、および像側Ｌｂのレンズ面２２（第４面（４））のいずれもが凹曲面である両凹レンズであり、負のパワーを
有している。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１．５３９、かつ、アッベ数が５５．９８のレンズ材料が用いられており、焦点距離は−３．５３５ｍｍである。

第３レンズ３０は、物体側Ｌａのレンズ面３１（第５面（５））、および像側Ｌｂのレンズ面３２（第６面（６））のいずれもが凸曲面である両凸レンズであり、正のパワーを有している。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５面（５））、およびレンズ面３２（第６面（６））は非球面である。第３レンズ３０には、屈折率が１．６４６、かつ、アッベ数が２３．４９のレンズ材料が用いられており、焦点距離は４．３５０ｍｍ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８面（８））は凸曲面であり、第４レンズ４０は負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８面（８））、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１．５８７、かつ、アッベ数が３０．１７のレンズ材料が用いられており、焦点距離は−１．１５６ｍｍである。

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１０面（１０））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１０面（１０））は非球面である。第５レンズ５０には、屈折率が１．５３９、かつ、アッベ数が５５．９８のレンズ材料が用いられており、焦点距離は１．２６０ｍｍである。

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。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９面（９）としてある。

このように構成した広角レンズ１００において、絞り７２より物体側Ｌａに位置する前群のレンズ（第１レンズ１０、第２レンズ２０、および第３レンズ３０）の合成焦点距離ｆ123は８４．００５ｍｍであり、絞り７２より物体側Ｌａに位置する後群のレンズ（接合レンズ６０）の合成焦点距離ｆ45は３．６４６ｍｍである。

第１レンズ１０と第２レンズ２０との合成焦点距離ｆ12は−１．５７３ｍｍであり、第３レンズ３０と接合レンズ６０（第４レンズ４０、および第５レンズ５０）との合成焦点距離ｆ345は３．７７０ｍｍである。

かかる広角レンズ１００においては、図７〜図１０に示すように、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）〜（６）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）〜（６）を満たしている。従って、本例の広角レンズ１００も、第２レンズ２０の像側のレンズ面２２を浅い凹曲面にすることができるため、第２レンズ２０を製造しやすい構造とすることができる等、実施例１と同様な効果を奏する。

より具体的には、第１レンズ１０の屈折率ｎ１は１．８３９であり、条件式（１）を満たしている。第２レンズ２０の焦点距離ｆ2は−３．５３５ｍｍであり、レンズ系全体の焦点距離をｆ0は１．２９５ｍｍである。従って、ｆ2／ｆ0は−２．７３０であり、条件
式（２）を満たしている。第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２の直径Ｒ22は２．９９５ｍｍであり、第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２と第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１との光軸上における距離ｄ23は１．２４０である。従って、Ｒ22／ｄ23は２．４１５であり、条件式（３）を満たしている。第１レンズ１０の焦点距離ｆ1は、−４．８０７ｍｍであり、レンズ系全体の焦点距離ｆ0は１．２９５ｍｍである。従って、ｆ1／ｆ0は−３．７１２であり、条件式（４）を満たしている。第１レンズ１０と第２レンズ２０の合成焦点距離ｆ12は−１．５７３ｍｍであり、レンズ系全体の焦点距離ｆ0は１．２９５ｍｍである。このため、ｆ12／ｆ0は−１．２１５であり、条件式（５）を満たしている。第１レンズ１０と第２レンズ２０の合成焦点距離ｆ12は−１．５７３ｍｍであり、第３レンズ３０と第４レンズ４０と第５レンズ５０の合成焦点距離ｆ345は３．７７０ｍｍである。このため、ｆ12／ｆ345は、０．４１７であり、条件式（６）を満たしている。

［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１１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１１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。図１５には、赤色光Ｒ、黄色光Ｙ、緑色光Ｇ、青色光Ｂ、および紫色光Ｖの各角度０．００ｄｅｇ、２８．９６ｄｅｇ、４６．４８ｄｅｇ、６２．４１ｄｅｇ、７７．２７ｄｅｇ、および８８．４９ｄｅｇ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。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１１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、環状の遮光シート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、本例の広角レンズ１００に用いた非球面レンズの非球面係数Ａ4、Ａ6、Ａ8を示してある。

表６に示すように、本例の広角レンズ１００において、レンズ系全体の焦点距離ｆ0は１．２９６ｍｍであり、物像間距離は１５．４０２ｍｍであり、レンズ系全体のＦ値は２．４００であり、最大画角は１７６．９８７ｄｅｇである。

第１レンズ１０は、像側Ｌｂのレンズ面１２（第２面（２））が凹曲面である負メニスカスレンズであり、物体側Ｌａのレンズ面１１（第１面（１））は凸曲面である。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１．８３９、かつ、アッベ数が４２．７２のレンズ材料が用いられており、焦点距離は−４．６７９ｍｍである。

第２レンズ２０は、物体側Ｌａのレンズ面２１（第３面（３））、および像側Ｌｂのレンズ面２２（第４面（４））のいずれもが凹曲面である両凹レンズであり、負のパワーを
有している。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１．５３９、かつ、アッベ数が５５．９８のレンズ材料が用いられており、焦点距離は−３．６４０ｍｍである。

第３レンズ３０は、物体側Ｌａのレンズ面３１（第５面（５））、および像側Ｌｂのレンズ面３２（第６面（６））のいずれもが凸曲面である両凸レンズであり、正のパワーを有している。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５面（５））、およびレンズ面３２（第６面（６））は非球面である。第３レンズ３０には、屈折率が１．５８７、かつ、アッベ数が３０．１７のレンズ材料が用いられており、焦点距離は３．４０３ｍｍ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８面（８））は凸曲面であり、第４レンズ４０は負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８面（８））、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１．６４６、かつ、アッベ数が２３．４９のレンズ材料が用いられており、焦点距離は−１．５０４ｍｍである。

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１０面（１０））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１０面（１０））は非球面である。第５レンズ５０には、屈折率が１．５３９、かつ、アッベ数が５５．９８のレンズ材料が用いられており、焦点距離は１．５４４ｍｍである。

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９面（９）としてある。

このように構成した広角レンズ１００において、絞り７２より物体側Ｌａに位置する前群のレンズ（第１レンズ１０、第２レンズ２０、および第３レンズ３０）の合成焦点距離ｆ123は２．７６７ｍｍであり、絞り７２より物体側Ｌａに位置する後群のレンズ（接合レンズ６０）の合成焦点距離ｆ45は４．８８６ｍｍである。

第１レンズ１０と第２レンズ２０との合成焦点距離ｆ12は−１．６０３ｍｍであり、第３レンズ３０と接合レンズ６０（第４レンズ４０、および第５レンズ５０）との合成焦点距離ｆ345は３．６４７ｍｍである。

かかる広角レンズ１００においては、図１２〜図１５に示すように、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）〜（６）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）〜（６）を満たしている。従って、本例の広角レンズ１００も、第２レンズ２０の像側のレンズ面２２を浅い凹曲面にすることができるため、第２レンズ２０を製造しやすい構造とすることができる等、実施例１と同様な効果を奏する。

より具体的には、第１レンズ１０の屈折率ｎ１は１．８３９であり、条件式（１）を満
たしている。第２レンズ２０の焦点距離ｆ2は−３．６４０ｍｍであり、レンズ系全体の焦点距離をｆ0は１．２９６ｍｍである。従って、ｆ2／ｆ0は−２．８０９であり、条件式（２）を満たしている。第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２の直径Ｒ22は２．３３７ｍｍであり、第２レンズ２０の像側Ｌｂのレンズ面２２と第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１との光軸上における距離ｄ23は１．８００である。従って、Ｒ22／ｄ23は１．２９８であり、条件式（３）を満たしている。第１レンズ１０の焦点距離ｆ1は、−４．６７９ｍｍであり、レンズ系全体の焦点距離ｆ0は１．２９６ｍｍである。従って、ｆ1／ｆ0は−３．６１０であり、条件式（４）を満たしている。第１レンズ１０と第２レンズ２０の合成焦点距離ｆ12は−１．６０３ｍｍであり、レンズ系全体の焦点距離ｆ0は１．２９６ｍｍである。このため、ｆ12／ｆ0は−１．２３７であり、条件式（５）を満たしている。第１レンズ１０と第２レンズ２０の合成焦点距離ｆ12は−１．６０３ｍｍであり、第３レンズ３０と第４レンズ４０と第５レンズ５０の合成焦点距離ｆ345は３．６４７ｍｍである。このため、ｆ12／ｆ345は、０．４４０であり、条件式（６）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. 複数のレンズと、絞りとを備え、
   前記複数のレンズは、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、第４レンズ、および第５レンズからなり、
   前記絞りは、第３レンズと第４レンズとの間に配置され、
   前記第１レンズは、像側のレンズ面が凹曲面である負メニスカスレンズであり、
   前記第２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凹曲面である両凹レンズであり、
   前記第３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１レンズの屈折率をｎ１とし、前記第２レンズの焦点距離をｆ2とし、レンズ系全体の焦点距離をｆ0としたとき、屈折率ｎ１、焦点距離ｆ2、および焦点距離ｆ0は、以下の条件式
   １．８００＜ｎ１
   −３．０００＜ｆ2／ｆ0＜−２．５００
   の双方を満たすことを特徴とする広角レンズ。
2. 請求項１に記載の広角レンズにおいて、
   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レンズはいずれも、プラスチックレンズであることを特徴とする広角レンズ。
3. 請求項１または２に記載の広角レンズにおいて、
   前記第２レンズの像側のレンズ面の直径をＲ22とし、前記第２レンズの像側のレンズ面と前記第３レンズの物体側のレンズ面との光軸上における距離をｄ23としたとき、直径Ｒ22、および距離ｄ23は、以下の条件式
   １．０００＜Ｒ22／ｄ23＜２．５００
   を満たすことを特徴とする広角レンズ。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の広角レンズにおいて、
   前記第１レンズの焦点距離をｆ1としたとき、焦点距離ｆ1、および焦点距離ｆ0は、以下の条件式
   −５．０００＜ｆ1／ｆ0＜−１．０００
   を満たすことを特徴とする広角レンズ。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載の広角レンズにおいて、
   前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離をｆ12としたとき、合成焦点距離ｆ12、および焦点距離ｆ0は、以下の条件式
   −２．５００＜ｆ12／ｆ0＜−０．５００
   を満たすことを特徴とする広角レンズ。
6. 請求項１から５までの何れか一項に記載の広角レンズにおいて、
   前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離をｆ12とし、前記第３レンズと前記第４レンズと前記第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
   −１．０００＜ｆ12／ｆ345＜０
   を満たすことを特徴とする広角レンズ。

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