JP2021001993A - 広角レンズ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第3レンズ30の物体側Laのレンズ面31のサグ量をSag31(mm)とし、第3レンズ30の物体側Laのレンズ面31の直径をD31(mm)としたとき、サグ量Sag31および直径D31は、以下の条件式(2)
0<|Sag31/(D31/2)|<0.060 ・・・条件式(2)
を満たしている。したがって、各種収差を適正に補正することができる。したがって、第2レンズの像側のレンズ面と第3レンズの物体側のレンズ面との間での多重反射を抑制することができる。このため、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との間での多重反射に起因するリング状のゴーストの発生を抑制することができる。
【選択図】図1
Description
0<|Sag31/(D31/2)|<0.060
を満たすことを特徴とする。
することができる。また、絞りの後方に正のパワーを有する第4レンズを配置したため、広角であっても、各種収差の補正が可能である。また、絞りの後方に正のパワーを有する第4レンズを配置したため、結像面への入射角を小さく抑えることができる。このため、高画素な撮像素子に対応することができる。さらに、第5群は、両凹の第5レンズと両凸の第6レンズとの接合レンズであるため、倍率色収差の補正に有利である。このため、広角化に伴う倍率色収差の発生を抑制することができる。また、第3レンズの物体側のレンズ面のサグ量Sag31と第3レンズの物体側のレンズ面の半径(D31/2)との比(Sag31/(D31/2))の絶対値が下限(0)を超えるため、第3レンズの物体側のレンズ面が平面にならない。したがって、各種収差を適正に補正することができる。また、比(Sag31/(D31/2))の絶対値に上限(0.060)を設けたため、第2レンズと第3レンズとの間で、サグ量が大きな凹面とサグ量が大きな凸面とが対向することを回避することができる。したがって、第2レンズの像側のレンズ面と第3レンズの物体側のレンズ面との間での多重反射を抑制することができる。このため、第2レンズの像側のレンズ面と第3レンズの物体側のレンズ面との間での多重反射に起因するリング状のゴーストの発生を抑制することができる。
1.500≦T1/f0≦1.850
を満たすことを特徴とする。かかる態様では、第1レンズの光軸方向における中心厚をT1とレンズ系全体の焦点距離をf0との比(T1/f0)が下限(1.500)を超えるため、第1レンズの厚みが厚くなる。したがって、第1レンズが衝撃で破損することを抑制することができる。また、比(T1/f0)が上限(1.500)を設けたため、第1レンズが厚くなりすぎることを抑制することができる。したがって、第1レンズが厚くなりすぎて好適な負のパワーが得られなくなることを防ぐことができる。
−6.000<f1/f0<−4.500
を満たすことが望ましい。かかる態様では、レンズ系全体の焦点距離f0と第1レンズの焦点距離f1との比(f1/f0)が下限(−6.000)を超えるため、広角レンズを広角化するとともに、小型化することができる。また、レンズ系全体の焦点距離f0と第1レンズの焦点距離f1との比(f1/f0)に上限(−4.500)を設けたため、第1レンズの屈折力が適正なものとなり、各種収差を適正に補正することができる。
2.000<f1/f2<2.400
を満たすことが望ましい。かかる態様では、第1レンズの焦点距離f1と第2レンズの焦点距離f2との比(f1/f2)が下限(2.000)を超えるため、広角レンズを広角化することができる。また、第1レンズの焦点距離f1と第2レンズの焦点距離f2との比(f1/f2)に上限(2.400)を設けたため、歪曲収差を適正に補正することができる。
3.500<f3/f0<5.000
を満たすことが望ましい。かかる態様では、レンズ系全体の焦点距離f0と第3レンズの焦点距離f3の比(f3/f0)が下限(3.500)を超えるため、第3レンズのパワーが強くなりすぎることを回避することができる。したがって、各種収差を適正に補正す
ることができる。また、レンズ系全体の焦点距離f0と第3レンズの焦点距離f3の比(f3/f0)に上限(5.000)を設けたため、レンズ径やレンズ系全体の物体間距離を小さくすることができる。したがって、広角レンズを小型化することができる。
−2.800<f2/f0<−2.100
を満たすことが望ましい。かかる態様では、レンズ系全体の焦点距離f0と第2レンズの焦点距離f2の比(f2/f0)が下限(−2.800)を超えるため、レンズ径やレンズ系全体の物体間距離を小さくすることができる。したがって、広角レンズを小型化することができる。また、レンズ系全体の焦点距離f0と第2レンズの焦点距離f2の比(f2/f0)に上限(−2.100)を設けたため、第2レンズのパワーが強くなりすぎることを回避することができる。したがって、撮像エリアを確保することができるとともに、各種収差を適正に補正することができる。
2.800<f4/f0<4.000
を満たすことが望ましい。かかる態様では、レンズ系全体の焦点距離f0と第4レンズの焦点距離f4との比(f4/f0)が下限(2.800)を超えるため、第4レンズのパワーが強くなりすぎることを回避することができる。したがって、各種収差を適正に補正することができる。また、レンズ系全体の焦点距離f0と第4レンズの焦点距離f4との比(f4/f0)に上限(4.000)を設けたため、レンズ径やレンズ系全体の物体間距離を小さくすることができる。したがって、広角レンズを小型化することができる。
2.000<f456/f0<3.000
を満たすことが望ましい。かかる態様では、レンズ系全体の焦点距離f0と、第4レンズ、第5レンズおよび第6レンズの合成焦点距離f456との比(f456/f0)が下限(2.000)を超えるため、後群のパワーが強くなりすぎることを回避することができる。したがって、各種収差を適正に補正することができる。このため、高い光学特性を実現することができる。また、レンズ系全体の焦点距離f0と、第4レンズ、第5レンズおよび第6レンズの合成焦点距離f456との比(f456/f0)に上限(3.000)を設けたため、後群のパワーが弱くなりすぎることを回避することができる。このため、広角レンズを小型化することができる。
5.000<f56/f0<7.000
を満たすことが望ましい。かかる態様では、レンズ系全体の焦点距離f0と第5レンズおよび前記第6レンズの合成焦点距離f56との比(f56/f0)が、条件の範囲内となることで、色収差を適正に補正することができる。
−5.000<R42/f0<−2.800
を満たすことが望ましい。かかる態様では、レンズ系全体の焦点距離f0と第4レンズの像側のレンズ面の光軸上における曲率半径R42との比(R42/f0)が下限(−5.
000)を超えるため、各種収差を適正に補正することができる。また、レンズ系全体の焦点距離f0と第4レンズの像側のレンズ面の光軸上における曲率半径R42との比(R42/f0)に上限(−2.800)を設けたため、第4レンズの像側のレンズ面の光軸上における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。このため、第4レンズの像側のレンズ面を成形することが可能となる。
10.000<d0/f0<18.000
を満たすことが望ましい。かかる態様では、レンズ系全体の物像間距離d0とレンズ系全体の焦点距離f0の比(d0/f0)が下限(10.000)を超えるため、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、レンズ系全体の物像間距離d0とレンズ系全体の焦点距離f0の比(d0/f0)に上限(18.000)を設けたため、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。したがって、広角レンズを小型化することができる。
図1は、本発明の実施形態1に係る広角レンズ100の説明図である。なお、図1に面番号を表すにあたって、非球面には「*」を付してある。図1に示すように、本形態の広角レンズ100は、物体側Laから像側Lbに向けて順に配置された前群110、絞り80、後群120、および赤外線カットフィルタ81を有している。前群110は、最も物体側Laから像側Lbに向けて配置された第1レンズ10、第2レンズ20、および第3レンズ30からなる。後群120は、物体側Laから像側Lbに向けて配置された第4レンズ40、第5レンズ50、および第6レンズ60からなる。第6レンズに対しては像側Lbには、平板状の赤外線カットフィルタ81、透光性のカバー82、および撮像素子85が順に配置されている。
ある両凸レンズであり、正レンズ(正のパワーを有するレンズ)である。第5レンズは、像側Lbのレンズ面52(第11面11)が凹曲面である負レンズ(負のパワーを有するレンズ)であり、第5レンズ50の物体側Laのレンズ面51(第10面10)は、凹曲面である。第6レンズ60は、物体側Laのレンズ面61および像側Lbのレンズ面62(第12面12)が凸曲面である両凸レンズであり、正レンズ(正のパワーを有するレンズ)である。第5レンズ50と第6レンズ60は、第5レンズ50の像側Lbのレンズ面52と第6レンズ60の物体側Laのレンズ面61が接着剤(図示せず)によって接合された接合レンズ70を構成しており、第5レンズ50の像側Lbのレンズ面52および第6レンズ60の物体側Laのレンズ面61が第11面11を構成している。かかる構成によれば、絞り80に対して像側Lbで、第5レンズ50と第6レンズ60とが接合レンズ70を構成しているため、色収差を適切に補正することができる。接着剤は、硬化後も弾性を有する材質であることが望ましい。
本形態の広角レンズ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。なお、表1および後述する表2〜7に示す値は、四捨五入による端数処理を行ってある。
レンズ系全体の焦点距離f0(Effective Focal Length)
レンズ系全体の物像間距離d0(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、厚さ、焦点距離の単位はmmである。ここで、レンズ面が物体側に向けて突出した凸面あるいは物体側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、レンズ面が像側に向けて突出した凸面あるいは像側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。
曲率半径(Radius)
厚さ(Thickness)
屈折率Nd
アッベ数νd
焦点距離f
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。
全体のF値は2.03であり、最大画角は110deg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(110.000deg/半角)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り、図5(a)、(b)、(c)、(d)は、光軸に対して成す角度が0°、30°、60°、95°でのタンジェンシャル方向(Y方向)およびサジタル方向(X方向)での横収差を示してある。
表2には、以下に説明する条件式に対応する各数値を示してあり、図2には、後述する実施形態2〜6の数値も示してある。なお、表2には、以下に説明する条件式に対応する各数値を示してあり、図2には、後述する実施形態2〜4の数値も示してある。なお、表2に示す比は、表1、3、4、5、6、7に示す各値を四捨五入する前の値を用いて算出した後、四捨五入による端数処理を行った値を示してある。
1.500≦T1/f0≦2.000 ・・・条件式(1)
を満たしている。
本条件において、より好ましくは
1.600≦T1/f0≦1.850 ・・・条件式(1a)
を満たしている。より具体的には、第1レンズ10の光軸方向における中心厚T1は1.691mmであり、レンズ系全体の焦点距離f0は0.912mmである。したがって、比(T1/f0)は、1.776であり、条件式(1)を満たしている。
0<|Sag31/(D31/2)|<0.060 ・・・条件式(2)
を満たしている。より具体的には、Sag31は0.037mmであり、D31は2.929mmである。したがって、比(Sag31/(D31/2))の絶対値は、0.025であり、条件式(2)を満たしている。
−6.000<f1/f0<−4.500 ・・・条件式(3)
を満たしている。より具体的には、レンズ系全体の焦点距離f0は0.912mmであり、第1レンズ10の焦点距離f1は−4.690mmである。したがって、比(f1/f0)は、−5.144であり、条件式(3)を満たしている。
2.000<f1/f2<2.400 ・・・条件式(4)
を満たしている。より具体的には、第1レンズ10の焦点距離f1は−4.690mmであり、第2レンズ20の焦点距離f2は−2.254mmである。したがって、比(f1
/f2)は、2.081であり、条件式(4)を満たしている。
3.500<f3/f0<5.000 ・・・条件式(5)
を満たしている。より具体的には、レンズ系全体の焦点距離f0は0.912mmであり、第3レンズ30の焦点距離f3は3.409mmである。したがって、比(f3/f0)は、3.738であり、条件式(5)を満たしている。
−2.800<f2/f0<−2.100 ・・・条件式(6)
を満たしている。より具体的には、レンズ系全体の焦点距離f0は0.912mmであり、第2レンズ20の焦点距離f2は−2.254mmである。したがって、比(f2/f0)は、−2.472であり、条件式(6)を満たしている。
2.800<f4/f0<4.000 ・・・条件式(7)
を満たしている。より具体的には、レンズ系全体の焦点距離f0は0.912mmであり、第4レンズ40の焦点距離f4は2.947mmである。したがって、比(f4/f0)は、3.232であり、条件式(7)を満たしている。
2.000<f456/f0<3.000 ・・・条件式(8)
を満たしている。より具体的には、レンズ系全体の焦点距離f0は0.912mmであり、第4レンズ40、第5レンズ50および第6レンズ60の合成焦点距離f456は2.
708mmである。したがって、比(f456/f0)は、2.970であり、条件式(8)を満たしている。
5.000<f56/f0<7.000 ・・・条件式(9)
を満たしている。より具体的には、レンズ系全体の焦点距離f0は0.912mmであり、第5レンズ50および第6レンズ60の合成焦点距離f56は5.518mmである。したがって、比(f56/f0)は、6.052であり、条件式(9)を満たしている。
−5.000<R42/f0<−2.800 ・・・条件式(10)
を満たしている。より具体的には、レンズ系全体の焦点距離f0は0.912mmであり、第4レンズ40の像側Lbのレンズ面42の光軸上における曲率半径R42は−2.849mmである。したがって、比(R42/f0)は、−3.125であり、条件式(10)を満たしている。
10.000<d0/f0<18.000 ・・・条件式(11)
を満たしている。より具体的には、レンズ系全体の物像間距離d0は12.463mmであり、レンズ系全体の焦点距離f0は0.912mmである。したがって、比(d0/f0)は、13.669であり、条件式(11)を満たしている。
図6は、本発明の実施形態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(110.000deg/半角)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り、図10(a)、(b)、(c)、(d)は、光軸に対して成す角度が0°、30°、60°、95°でのタンジェンシャル方向(Y方向)およびサジタル方向(X方向)での横収差を示してある。
404であり、条件式(3)を満たしている。
図11は、本発明の実施形態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(100.000deg/半角)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り、図15(a)、(b)、(c)、(d)は、光軸に対して成す角度が0°、30°、60°、95°でのタンジェンシャル方向(Y方向)およびサジタル方向(X方向)での横収差を示してある。
は、物体側Laから像側Lbに向けて配置された第4レンズ40、第5レンズ50、および第6レンズ60からなる。
図16は、本発明の実施形態4に係る広角レンズ100の説明図である。図17は、図16に示す広角レンズ100の球面収差を示す説明図である。図18は、図16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(110.000deg/半
角)における倍率色収差を示してある。図19は、図16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20は、図16に示す広角レンズ100の横収差を示す説明図であり、図20(a)、(b)、(c)、(d)は、光軸に対して成す角度が0°、30°、60°、95°でのタンジェンシャル方向(Y方向)およびサジタル方向(X方向)での横収差を示してある。
242であり、条件式(3)を満たしている。
図21は、本発明の実施形態5に係る広角レンズ100の説明図である。図22は、図21に示す広角レンズ100の球面収差を示す説明図である。図23は、図21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(110.000deg/半角)における倍率色収差を示してある。図24は、図21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25は、図21に示す広角レンズ100の横収差を示す説明図であり、図25(a)、(b)、(c)、(d)は、光軸に対して成す角度が0°、30°、60°、95°でのタンジェンシャル方向(Y方向)およびサジタル方向(X方向)での横収差を示してある。
は、物体側Laから像側Lbに向けて配置された第4レンズ40、第5レンズ50、および第6レンズ60からなる。
図26は、本発明の実施形態5に係る広角レンズ100の説明図である。図27は、図26に示す広角レンズ100の球面収差を示す説明図である。図28は、図26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(110.000deg/半角)における倍率色収差を示してある。図29は、図26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30は、図26に示す広角レンズ100の横収差を示す説明図であり、図30(a)、(b)、(c)、(d)は、光軸に対して成す角度が0°、30°、60°、95°でのタンジェンシャル方向(Y方向)およびサジタル方向(X方向)での横収差を示してある。
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102を非球面とすることができる。
Claims (11)
- 物体側から像側に向けて、前群、絞り、後群が順に配置され、
前記前群では、最も物体側から像側に向けて、第1レンズ、第2レンズおよび第3レンズが順に配置され、
前記後群では、最も物体側から像側に向けて、第4レンズ、第5レンズおよび第6レンズが順に配置され、
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、像側のレンズ面が凹曲面である負レンズであり、
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、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5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6レンズは、物体側のレンズ面および像側のレンズ面が凸曲面である両凸レンズであり、
前記第5レンズおよび前記第6レンズは、前記第5レンズの像側のレンズ面と前記第6レンズの物体側のレンズ面とが接合された接合レンズであり、
前記第3レンズの物体側のレンズ面のサグ量をSag31(mm)とし、前記第3レンズの物体側のレンズ面の直径をD31(mm)としたとき、サグ量Sag31および直径D31は、以下の条件式
0<|Sag31/(D31/2)|<0.060
を満たすことを特徴とする広角レンズ。 - 前記第1レンズの光軸方向における中心厚をT1(mm)、レンズ系全体の焦点距離をf0(mm)としたとき、以下の条件式
1.500≦T1/f0≦1.850
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。 - レンズ系全体の焦点距離をf0(mm)とし、前記第1レンズの焦点距離をf1(mm)としたときに、以下の条件式
−6.000<f1/f0<−4.500
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。 - 前記第1レンズの焦点距離をf1(mm)とし、前記第2レンズの焦点距離をf2(mm)としたときに、以下の条件式
2.000<f1/f2<2.400
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。 - レンズ系全体の焦点距離をf0(mm)とし、前記第3レンズの焦点距離をf3(mm)としたときに、以下の条件式
3.500<f3/f0<5.000
を満たす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。 - レンズ系全体の焦点距離をf0(mm)とし、前記第2レンズの焦点距離をf2(mm)としたときに、以下の条件式
−2.800<f2/f0<−2.100
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。 - レンズ系全体の焦点距離をf0(mm)とし、前記第4レンズの焦点距離をf4(mm
)としたときに、以下の条件式
2.800<f4/f0<4.000
を満たすことを特徴とする請求項1から6までの何れか一項に記載の広角レンズ。 - レンズ系全体の焦点距離をf0(mm)とし、前記第4レンズ、前記第5レンズおよび前記第6レンズの合成焦点距離をf456(mm)としたときに、以下の条件式
2.000<f456/f0<3.000
を満たすことを特徴とする請求項1から7までの何れか一項に記載の広角レンズ。 - レンズ系全体の焦点距離をf0(mm)とし、前記第5レンズおよび前記第6レンズの合成焦点距離をf56(mm)としたときに、以下の条件式
5.000<f56/f0<7.000
を満たすことを特徴とする請求項1から8までの何れか一項に記載の広角レンズ。 - レンズ系全体の焦点距離をf0(mm)とし、前記第4レンズの像側のレンズ面の光軸上における曲率半径をR42としたときに、以下の条件式
−5.000<R42/f0<−2.800
を満たすことを特徴とする請求項1から9までの何れか一項に記載の広角レンズ。 - 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、以下の条件式
10.000<d0/f0<18.000
を満たすことを特徴とする請求項1から10までの何れか一項に記載の広角レンズ。
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