JP2023075469A - 広角レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】大きな撮像素子に適用することが可能な広角レンズを提供すること。【解決手段】物体側から像側に向かって順に、前群１１０、絞り８０、および後群１２０を備える。前群１１０は、最も物体側から像側に向かって順に、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、最も物体側から像側に向かって順に、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。レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１の曲率半径をＲ３１とすると、以下の条件式１．５００≦Ｒ３１／ｆ０≦８．０００を満たす。【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。

広角レンズにおいて、高解像度を得るために５群６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では、物体側から像側に向けて、前群、絞り、および後群が順に配置されている。前群には、最も物体側から像側に向けて、３枚のレンズが配置されている。後群には、最も物体側から像側に向けて、１枚のレンズと1枚の接合レンズが配置されている。

特開２０１６－５７５６２号公報

特許文献１に記載の広角レンズは、自動車などのセンサ装置に用いられている。この広角レンズでは、縮小側結像面に１／４インチの撮像素子が配置される。ここで、センサ装置の性能向上が求められている。この場合、センサ装置の性能向上を目的として、大きな撮像素子、例えば１／３インチの撮像素子、を用いることが検討されている。しかしながら、特許文献１等に記載の広角レンズでは、１／４インチの撮像素子に適するように設計されているので、この広角レンズを１／４インチより大きな撮像素子に適用しても、レンズ系全体の全長が大きくなるとともに、必要な光学性能が得られないという問題がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、大きな撮像素子に適用することが可能な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、物体側から像側に向かって順に、前群、絞り、および後群を備え、前記前群は、最も物体側から像側に向かって順に、第１レンズ、第２レンズおよび第３レンズからなり、前記後群は、最も物体側から像側に向かって順に、第４レンズ、第５レンズおよび第６レンズからなり、前記第１レンズは、負のパワーを有し、像側のレンズ面に凹形状を備え、前記第２レンズは、負のパワーを有し、像側のレンズ面に凹形状を備え、前記第３レンズは、正のパワーを有し、前記第４レンズは、正のパワーを有し、前記第５レンズは、負のパワーを有し、物体側のレンズ面に凸形状を備え、像側のレンズ面に凹形状を備え、前記第６レンズは、正のパワーを有し、物体側のレンズ面および像側のレンズ面に凸形状を備え、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、レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、前記第３レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ３１とすると、以下の条件式
１．５００≦Ｒ３１／ｆ０≦８．０００
を満たすことを特徴とする。

本発明では、条件式を満たすので、広角レンズを１／４インチより大きな撮像素子に用いる場合であっても、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式の値が下限値を超える場合には、第３レンズの物体側のレンズ面の曲率半径Ｒ３１が小さくなりすぎる。すなわち、第３レンズの物体側
のレンズ面のパワーが強くなりすぎる。このため、諸収差の発生を抑制することが困難となる。条件式の値が上限値を超える場合には、第３レンズの物体側のレンズ面の曲率半径Ｒ３１が大きくなりすぎる。すなわち、第３レンズの物体側のレンズ面のパワーが弱くなりすぎる。このため、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。

本発明において、前記第３レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ３１とし、前記第３レンズの像側のレンズ面の曲率半径をＲ３２とすると、以下の条件式
－３．０００≦（Ｒ３１＋Ｒ３２）／（Ｒ３１－Ｒ３２）≦－１．４００
を満たすことが好ましい。本発明では、条件式を満たすので、広角レンズを１／４インチより大きな撮像素子に用いる場合であっても、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式の値が下限値を超える場合には、第３レンズのパワーが強くなりすぎるので、諸収差の発生を抑制することが困難となる。条件式の値が上限値を超える場合には、第３レンズのパワーが弱くなりすぎるので、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。

本発明において、レンズ系全体の焦点距離をｆ０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とすると、以下の条件式
２．２００≦ｆ４５６／ｆ０≦２．８００
を満たすことが好ましい。本発明では、条件式を満たすので、広角レンズを１／４インチより大きな撮像素子に用いる場合であっても、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式の値が下限値を超える場合には、第４レンズ、第５レンズおよび第６レンズからなる後群の合成パワーが強くなりすぎるので、諸収差の発生を抑制することが困難となる。条件式の値が上限値を超える場合には、後群の合成パワーが弱くなりすぎるので、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。

本発明において、レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、前記第１レンズ、前記第２レンズおよび前記第３レンズの合成焦点距離をｆ１２３とすると、以下の条件式
－６．０００≦ｆ１２３／ｆ０≦－１．３００
を満たすことが好ましい。本発明では、条件式を満たすので、広角レンズを１／４インチより大きな撮像素子に用いる場合であっても、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式の値が下限値を超える場合には、第１レンズ、第２レンズおよび第３レンズからなる前群の合成パワーが強くなりすぎるので、諸収差の発生を抑制することが困難となる。条件式の値が上限値を超える場合には、前群の合成パワーが弱くなりすぎるので、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。

本発明において、前記第１レンズ、前記第２レンズおよび前記第３レンズの合成焦点距離をｆ１２３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とすると、以下の条件式
－３．０００≦ｆ１２３／ｆ４５６≦－０．５００
を満たすことが好ましい。本発明では、条件式を満たすので、広角レンズを１／４インチより大きな撮像素子に用いる場合であっても、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式の値が下限値を超える場合には、第１レンズ、第２レンズおよび第３レンズからなる前群の合成パワーが、第４レンズ、第５レンズおよび第６レンズからなる後群の合成パワーに対して、弱くなりすぎるので、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。条件式の値が上限値を超える場合には、前群の合成パワーが、後群の合成パワーに対して、強くなりすぎるので、諸収差の発生を抑制することが困難となる。

本発明において、レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、レンズ系全体の全長をｄ０とすると、以下の条件式
１１．０００≦ｄ０／ｆ０≦１５．０００
を満たすことが好ましい。本発明では、条件式を満たすので、広角レンズを１／４インチより大きな撮像素子に用いる場合であっても、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式の値が下限値を超える場合には、諸収差の発生を抑制しにくい。条件式の値が上限値を超える場合には、各レンズ系が大きくなりやすいとともに、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。

本発明において、レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、前記第２レンズの焦点距離をｆ２とすると、以下の条件式
－２．４５０≦ｆ２／ｆ０≦－２．０００
を満たすことが好ましい。本発明では、条件式を満たすので、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式の値が下限値を超える場合には、第２レンズのパワーが弱くなるので、諸収差の発生を抑制できるが、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。条件式の値が上限値を超える場合には、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるが、第２レンズのパワーが強くなり過ぎるので、諸収差の発生を抑制することが困難となる。

本発明において、レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、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とすると、以下の条件式
－１．３００≦ｆ１２／ｆ０≦－１．１００
を満たすことが好ましい。本発明では、条件式を満たすので、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式の値が下限値を超える場合には、第１レンズおよび第２レンズの合成パワーが弱くなるので、諸収差の発生を抑制できるが、第１レンズと第２レンズとの間が広くなりやすいので、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。条件式の値が上限値を超える場合には、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるが、第１レンズおよび第２レンズの合成パワーが強くなり過ぎるので、諸収差の発生を抑制することが困難となる。

本発明によれば、広角レンズを１／４インチより大きな撮像素子に用いる場合であっても、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。

本発明の実施形態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データを示す図である。 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。 本発明の実施形態２に係る広角レンズの説明図である。 図７に示す広角レンズのデータを示す図である。 図７に示す広角レンズの球面収差を示す説明図である。 図７に示す広角レンズの倍率色収差を示す説明図である。 図７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７に示す広角レンズの横収差を示す説明図である。 本発明の実施形態３に係る広角レンズの説明図である。 図１３に示す広角レンズのデータを示す図である。 図１３に示す広角レンズの球面収差を示す説明図である。 図１３に示す広角レンズの倍率色収差を示す説明図である。 図１３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１３に示す広角レンズの横収差を示す説明図である。

以下、本発明を適用した広角レンズ１００を説明する。広角レンズ１００は、自動車などのセンサ装置に用いられている。

（実施形態１）
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。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に向かって順に、前群１１０、絞り８０、後群１２０、および赤外線カットフィルタ８１を備える。

前群１１０は、物体側Ｌａから像側Ｌｂに向かって順に、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に向かって順に、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レンズの像側Ｌｂには、物体側Ｌａから像側Ｌｂに向かって順に、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が配置されている。

第１レンズ１０は、負のパワーを有する。第１レンズ１０は、物体側Ｌａのレンズ面１１に凸形状を備え、像側Ｌｂのレンズ面１２に凹形状を備える。第２レンズ２０は、負のパワーを有する。第２レンズ２０は、物体側Ｌａのレンズ面２１に凸形状を備え、像側Ｌｂのレンズ面２２に凹形状を備える。第２レンズ２０は、両面に非球面形状を備える。第３レンズ３０は、正のパワーを有する。第３レンズ３０は、物体側Ｌａのレンズ面３１に凸形状を備え、像側Ｌｂのレンズ面３２に凹形状を備える。第３レンズ３０は、両面に非球面形状を備える。

第４レンズ４０は、正のパワーを有する。第４レンズ４０は、物体側Ｌａのレンズ面４１に凸形状を備え、像側Ｌｂのレンズ面４２に凸形状を備える。第５レンズ５０は、負のパワーを有する。第５レンズ５０は、物体側Ｌａのレンズ面５１に凸形状を備え、像側Ｌｂのレンズ面５２に凹形状を備える。第５レンズ５０は、両面に非球面形状を備える。第６レンズ６０は、正のパワーを有する。第６レンズ６０は、物体側Ｌａのレンズ面６１に凸形状を備え、像側Ｌｂのレンズ面６２に凸形状を備える。第６レンズ６０は、両面に非球面形状を備える。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である。かかる構成によれば、後群１２０は、接合レンズ７０を備えるので、色収差を適切に補正することができる。

（レンズ構成）
図２は、実施形態１の広角レンズ１００データを示す図である。図２に示す通りであり、図２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、図２に示す値は、四捨五入による端数処理を行ってある。

図２には、下記の項目が示されている。ここで、レンズ系全体の全長は、第１レンズ１０の物体側Ｌａのレンズ面１１から撮像素子８５の撮像面８５０までの光軸Ｌ上の距離である。第１レンズ－第６レンズ間の全長は、第１レンズ１０の物体側Ｌａのレンズ面１１から第６レンズの像側Ｌｂのレンズ面６２までの光軸Ｌ上の距離である。

レンズ系全体の焦点距離ｆ０（Effective Focal Length）
レンズ系全体の全長ｄ０（Total Track）
レンズ系全体のＦ値（Image Space）
最大半画角（Max. Field Angle）
瞳径（Pupil Diameter）
第１レンズ－第６レンズ間の全長（L1R1-L6R2 Track）

また、図２には、各面の以下の項目が示されている。面番号に＊を付した面は非球面である。曲率半径、厚さ、焦点距離、レンズ半径の単位はｍｍである。

ここで、レンズ面１１は、第１面を構成する。レンズ面１２は、第２面を構成する。レンズ面２１は、第３面を構成する。レンズ面２２は、第４面を構成する。レンズ面３１は、第５面を構成する。レンズ面３２は、第６面を構成する。絞り８０は、第７面を構成する。レンズ面４１は、第８面を構成する。レンズ面４２は、第９面を構成する。レンズ面５１は、第１０面を構成する。レンズ面５２およびレンズ面６１は、第１１面を構成する。レンズ面６２は、第１２面を構成する。赤外線カットフィルタ８１の物体側Ｌａの面８１１は第１３面を構成し、像側Ｌｂの面８１２は第１４面を構成する。カバー８２の物体側Ｌａの面８２１は第１５面を構成し、像側Ｌｂの面８２２は第１６面を構成する。撮像素子８５の撮像面８５０は第１７面を構成する。

また、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。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。

曲率半径（Radius）
厚さ（Thickness）
屈折率（Ｎｄ）
アッベ数（νｄ）
焦点距離（ｆ）
レンズ半径（Semi-D）
サグ量（Sag）

また、図２には、非球面の形状を下式（数１）で表した際の非球面係数が示されている。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。

実施形態１の広角レンズ１００は、レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１の曲率半径をＲ３１とすると、以下の条件式（１）
１．５００≦Ｒ３１／ｆ０≦８．０００ ・・・（１）
を満たす。
本条件において、より好ましくは
１．５００≦Ｒ３１／ｆ０≦７．２００ ・・・（１ａ）
を満たす。

本形態では、
ｆ０＝０．９３９ｍｍｍ
Ｒ３１＝２．４５７ｍｍ
である。よって、Ｒ３１／ｆ０＝２．６１７であり、条件式（１）を満たす。

実施形態１の広角レンズ１００は、条件式（１）を満たすので、広角レンズ１００を１／４インチより大きな撮像素子に用いる場合であっても、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式（１）の値が下限値を超える場合には、レンズ面３１の曲率半径Ｒ３１が小さくなりすぎる。すなわち、レンズ面３１のパワーが強くなりすぎる。このため、諸収差の発生を抑制することが困難となる。条件式（１）の値が上限値を超える場合には、レンズ面３１の曲率半径Ｒ３１が大きくなりすぎる。すなわち、レンズ面３１のパワーが弱くなりすぎる。このため、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。

実施形態１の広角レンズ１００は、第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１の曲率半径をＲ３１とし、第３レンズ３０の像側Ｌｂのレンズ面３２の曲率半径をＲ３２とすると、以下の条件式（２）
－３．０００≦（Ｒ３１＋Ｒ３２）／（Ｒ３１－Ｒ３２）≦－１．４００ ・・・（２）
を満たす。

本形態では、
Ｒ３１＝２．４５７ｍｍｍ
Ｒ３２＝６．３８６ｍｍ
である。よって、（Ｒ３１＋Ｒ３２）／（Ｒ３１－Ｒ３２）＝－２．２５１であり、条件式（２）を満たす。

実施形態１の広角レンズ１００は、条件式（２）を満たすので、広角レンズ１００を１／４インチより大きな撮像素子に用いる場合であっても、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式（２）の値が下限値を超える場合には、第３レンズ３０のパワーが強くなりすぎるので、諸収差の発生を抑制することが困難となる。条件式（２）の値が上限値を超える場合には、第３レンズ３０のパワーが弱くなりすぎるので、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。

実施形態１の広角レンズ１００は、レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、第４レンズ４０、第５レンズ５０および第６レンズ６０の合成焦点距離をｆ４５６とすると、以下の条件式（３）
２．２００≦ｆ４５６／ｆ０≦２．８００ ・・・（３）
を満たす。

本形態では、
ｆ０＝０．９３９ｍｍ
ｆ４５６＝２．３８１ｍｍ
である。よって、ｆ４５６／ｆ０＝２．５３５であり、条件式（３）を満たす。

実施形態１の広角レンズ１００は、条件式（３）を満たすので、広角レンズ１００を１／４インチより大きな撮像素子に用いる場合であっても、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式（３）の値が下限値を超える場合には、第４レンズ４０、第５レンズ５０および第６レンズ６０からなる後群１２０の合成パワーが強くなりすぎるので、諸収差の発生を抑制することが困難となる。条件式（３）の値が上限値を超える場合には、後群１２０の合成パワーが弱くなりすぎるので、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。

実施形態１の広角レンズ１００は、レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、第１レンズ１０、第２レンズ２０および第３レンズ３０の合成焦点距離をｆ１２３とすると、以下の条件式（４）
－６．０００≦ｆ１２３／ｆ０≦－１．３００ ・・・（４）
を満たす。

本形態では、
ｆ０＝０．９３９ｍｍｍ
ｆ１２３＝－２．０３４ｍｍ
である。よって、ｆ１２３／ｆ０＝－２．１６６であり、条件式（４）を満たす。

実施形態１の広角レンズ１００は、条件式（４）を満たすので、広角レンズ１００を１／４インチより大きな撮像素子に用いる場合であっても、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式（４）の値が下限値を超える場合には、第１レンズ１０、第２レンズ２０および第３レンズ３０からなる前群１１０の合成パワーが強くなりすぎるので、諸収差の発生を抑制することが困難となる。条件式（４）の値が上限値を超える場合には、前群１１０の合成パワーが弱くなりすぎるので、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。

実施形態１の広角レンズ１００は、第１レンズ１０、第２レンズ２０および第３レンズ３０の合成焦点距離をｆ１２３とし、第４レンズ４０、第５レンズ５０および第６レンズ６０の合成焦点距離をｆ４５６とすると、以下の条件式（５）
－５．０００≦ｆ１２３／ｆ４５６≦－０．３００ ・・・（５）
を満たす。

本形態では、
ｆ１２３＝－２．０３４ｍｍ
ｆ４５６＝ ２．３８１ｍｍ
である。よって、ｆ１２３／ｆ４５６＝－０．８５４であり、条件式（５）を満たす。

実施形態１の広角レンズ１００は、条件式（５）を満たすので、広角レンズ１００を１／４インチより大きな撮像素子に用いる場合であっても、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式（５）の値が下限値を超える場合には、第１レンズ１０、第２レンズ２０および第３レンズ３０からなる前群１１０の合成パワーが、第４レンズ４０、第５レンズ５０および第６レンズ６０からなる後群１２０の合成パワーに対して、弱くなりすぎるので、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。条件式（５）の値が上限値を超える場合には、前群１１０の合成パワーが、後群１２０の合成パワーに対して、強くなりすぎるので、諸収差の発生を抑制することが困難となる。

実施形態１の広角レンズ１００は、レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、レンズ系全体の全長をｄ０とすると、以下の条件式（６）
１１．０００≦ｄ／ｆ０≦１５．０００ ・・・（６）
を満たす。

本形態では、
ｆ０＝０．９３９ｍｍｍ
ｄ０＝１３．５０６ｍｍ
である。よって、ｄ０／ｆ０＝１４．３８３であり、条件式（６）を満たす。

実施形態１の広角レンズ１００は、条件式（６）を満たすので、広角レンズ１００を１／４インチより大きな撮像素子に用いる場合であっても、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式（６）の値が下限値を超える場合には、諸収差の発生を抑制しにくい。条件式（６）の値が上限値を超える場合には、各レンズ系が大きくなりやすいとともに、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。

実施形態１の広角レンズ１００は、レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、第２レンズ２０の焦点距離をｆ２とすると、以下の条件式（７）
－２．４５０≦ｆ２／ｆ０≦－２．０００ ・・・（７）
を満たす。

本形態では、
ｆ０＝０．９３９ｍｍｍ
ｆ２＝－２．３０５ｍｍ
である。よって、ｆ２／ｆ０＝－２．５４５であり、条件式（７）を満たす。

実施形態１の広角レンズ１００は、条件式（７）を満たすので、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式（７）の値が下限値を超える場合には、第２レンズ２０のパワーが弱くなるので、諸収差の発生を抑制できるが、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。条件式（７）の値が上限値を超える場合には、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるが、第２レンズ２０のパワーが強くなり過ぎるので、諸収差の発生を抑制することが困難となる。

実施形態１の広角レンズ１００は、レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、第１レンズ１０および第２レンズ２０の合成焦点距離をｆ１２とすると、以下の条件式（８）
－１．３００≦ｆ１２／ｆ０≦－１．１００ ・・・（８）
を満たす。

本形態では、
ｆ０＝０．９３９ｍｍｍ
ｆ１２＝－１．１７０ｍｍ
である。よって、ｆ１２／ｆ０＝－１．２４６であり、条件式（８）を満たす。

実施形態１の広角レンズ１００は、条件式（８）を満たすので、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式（８）の値が下限値を超える場合には、第１レンズ１０および第２レンズ２０の合成パワーが弱くなるので、諸収差の発生を抑制できるが、第１レンズ１０と第２レンズ２０との間が広くなりやすいので、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。条件式（８）の値が上
限値を超える場合には、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるが、第１レンズ１０および第２レンズ２０の合成パワーが強くなり過ぎるので、諸収差の発生を抑制することが困難となる。

実施形態１の広角レンズ１００は、レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１の曲率半径をＲ５１とすると、以下の条件式（９）
２．０００≦Ｒ５１／ｆ０≦１０．０００ ・・・（９）
を満たす。

本形態では、
ｆ０＝０．９３９ｍｍｍ
Ｒ５１＝４．７１１ｍｍ
である。よって、Ｒ５１／ｆ０＝５．０７１であり、条件式（９）を満たす。

実施形態１の広角レンズ１００は、条件式（９）を満たすので、広角レンズ１００を１／４インチより大きな撮像素子に用いる場合であっても、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。撮像素子８５の撮像面８５０で反射した光が、レンズ面５１まで入射した場合、レンズ面５１において、再度反射しにくいので、ゴーストの発生を抑制することができる。条件式（９）の値が下限値を超える場合には、レンズ面５１の曲率半径Ｒ５１が小さくなりすぎる。すなわち、レンズ面５１のパワーが強くなりすぎる。このため、諸収差の発生を抑制することが困難となる。また、撮像素子８５の撮像面８５０で反射した光が、レンズ面５１まで入射した場合、レンズ面５１において、再度反射して撮像素子８５に戻りやすくなる。この結果、ゴーストが発生しやすい。条件式（９）の値が上限値を超える場合には、レンズ面５１の曲率半径Ｒ５１が大きくなりすぎる。すなわち、レンズ面５１のパワーが弱くなりすぎる。このため、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。

実施形態１の広角レンズ１００は、第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１の曲率半径をＲ５１とし、第５レンズ５０の像側Ｌｂのレンズ面５２の曲率半径をＲ５２とすると、以下の条件式（１０）
１．０００≦（Ｒ５１＋Ｒ５２）／（Ｒ５１－Ｒ５２）≦３．０００ ・・・（１０）
を満たす。
本条件において、より好ましくは
１．０００≦（Ｒ５１＋Ｒ５２）／（Ｒ５１－Ｒ５２）≦２．０００ ・・・条件式（１０ａ）
を満たす。

本形態では、
Ｒ５１＝４．７１１ｍｍ
Ｒ５２＝１．０００ｍｍ
である。よって、（Ｒ５１＋Ｒ５２）／（Ｒ５１－Ｒ５２）＝１．５３９であり、条件式（１０）を満たす。

実施形態１の広角レンズ１００は、条件式（１０）を満たすので、広角レンズ１００を１／４インチより大きな撮像素子に用いる場合であっても、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式（１０）の値が下限値を超える場合には、第５レンズ５０のパワーが強くなりすぎるので、諸収差の発生を抑制することが困難となる。条件式（１０）の値が上限値を超える場合には、第５レンズ５０のパワーが弱くなりすぎるので、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。

実施形態１の広角レンズ１００は、レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、第５レンズ５０および第６レンズ６０の合成焦点距離をｆ５６とすると、以下の条件式（１１）
２．５００≦ｆ５６／ｆ０≦６．０００ ・・・（１１）
を満たす。

本形態では、
ｆ０＝０．９３９ｍｍｍ
ｆ５６＝３．３２５ｍｍ
である。よって、ｆ５６／ｆ０＝３．５４１であり、条件式（１１）を満たす。

実施形態１の広角レンズ１００は、条件式（１１）を満たすので、広角レンズ１００を１／４インチより大きな撮像素子に用いる場合であっても、レンズ系全体の全長が大きくなることを抑制できるとともに、諸収差の発生を抑制することができる。条件式（１１）の値が下限値を超える場合には、第５レンズ５０および第６レンズ６０の合成パワーが強くなりすぎるので、諸収差の発生を抑制することが困難となる。条件式（１１）の値が上限値を超える場合には、第５レンズ５０および第６レンズ６０の合成パワーが弱くなりすぎるので、レンズ系全体の全長が大きくなりやすい。

（広角レンズ１００の収差特性）
図３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４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、最大半画角（１０６．０００ｄｅｇ／半角）における倍率色収差を示してある。図５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６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６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、光軸に対して成す角度が０°、３０°、６０°、１００°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。

なお、図３～図６には、波長が４８６ｎｍ、５４６ｎｍ、６５６ｎｍにおける各収差にＢ、ＧおよびＲを付して示す。また、図５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５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３～図６に示すように、本形態の広角レンズ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。

（実施形態２）
図７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に示すように、本形態の広角レンズ１００も、実施形態１と同様、物体側Ｌａから像側Ｌｂに向かって順に、前群１１０、絞り８０、後群１２０、および赤外線カットフィルタ８１を備える。前群１１０は、物体側Ｌａから像側Ｌｂに向かって順に、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に向かって順に、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レンズの像側Ｌｂには、物体側Ｌａから像側Ｌｂに向かって順に、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が配置されている。

（レンズ構成）
図８は、実施形態２の広角レンズ１００データを示す図である。なお、図８に示す値は、四捨五入による端数処理を行ってある。

本形態の広角レンズ１００は、実施形態１で説明した条件式（１）～（１１）を満たしているため、実施形態１と同様な効果を奏する。

本形態では、
ｆ０＝１．２７７ｍｍｍ
Ｒ３１＝２．５２０ｍｍ
である。よって、Ｒ３１／ｆ０＝１．９７３であり、条件式（１）を満たす。

本形態では、
Ｒ３１＝２．５２０ｍｍｍ
Ｒ３２＝６．１８１ｍｍ
である。よって、（Ｒ３１＋Ｒ３２）／（Ｒ３１－Ｒ３２）＝－２．３７６であり、条件式（２）を満たす。

本形態では、
ｆ０＝１．２７７ｍｍ
ｆ４５６＝２．９０５ｍｍ
である。よって、ｆ４５６／ｆ０＝２．２７５であり、条件式（３）を満たす。

本形態では、
ｆ０＝１．２７７ｍｍｍ
ｆ１２３＝－２．４５３ｍｍ
である。よって、ｆ１２３／ｆ０＝－１．９２１であり、条件式（４）を満たす。

本形態では、
ｆ１２３＝－２．４５３ｍｍ
ｆ４５６＝ ２．９０５ｍｍ
である。よって、ｆ１２３／ｆ４５６＝－０．８４４であり、条件式（５）を満たす。

本形態では、
ｆ０＝１．２７７ｍｍｍ
ｄ０＝１５．６１０ｍｍ
である。よって、ｄ０／ｆ０＝１２．２２５であり、条件式（６）を満たす。

本形態では、
ｆ０＝１．２７７ｍｍｍ
ｆ２＝－２．７５０ｍｍ
である。よって、ｆ２／ｆ０＝－２．１５４であり、条件式（７）を満たす。

本形態では、
ｆ０＝１．２７７ｍｍｍ
ｆ１２＝－１．４２２ｍｍ
である。よって、ｆ１２／ｆ０＝－１．１１３であり、条件式（８）を満たす。

本形態では、
ｆ０＝１．２７７ｍｍｍ
Ｒ５１＝５．６６５ｍｍ
である。よって、Ｒ５１／ｆ０＝４．４３６であり、条件式（９）を満たす。

本形態では、
Ｒ５１＝５．６６５ｍｍ
Ｒ５２＝１．２３９ｍｍ
である。よって、（Ｒ５１＋Ｒ５２）／（Ｒ５１－Ｒ５２）＝１．５６０であり、条件式（１０）を満たす。

本形態では、
ｆ０＝１．２７７ｍｍｍ
ｆ５６＝４．０１５ｍｍ
である。よって、ｆ５６／ｆ０＝３．１４４であり、条件式（１１）を満たす。
を満たす。

（広角レンズ１００の収差特性）
図９は、図７に示す広角レンズ１００の球面収差を示す説明図である。図１０は、図７に示す広角レンズ１００の倍率色収差を示す説明図であり、最大半画角（１０６．０００ｄｅｇ／半角）における倍率色収差を示してある。図１１は、図７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１２は、図７に示す広角レンズ１００の横収差を示す説明図であり、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、光軸に対して成す角度が０°、３０°、６０°、１００°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。

図９～図１２に示すように、本形態の広角レンズ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。

（実施形態３）
図１３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１３に示すように、本形態の広角レンズ１００も、実施形態１と同様、物体側Ｌａから像側Ｌｂに向かって順に、前群１１０、絞り８０、後群１２０、および赤外線カットフィルタ８１を備える。前群１１０は、物体側Ｌａから像側Ｌｂに向かって順に、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に向かって順に、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レンズの像側Ｌｂには、物体側Ｌａから像側Ｌｂに向かって順に、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が配置されている。なお、本形態において、第３レンズ３０は、物体側Ｌａのレンズ面３１に凸形状を備え、像側Ｌｂのレンズ面３２に凸形状を備える。その他の基本的な構成は、実施形態１と同様である。

（レンズ構成）
図１４は、実施形態３の広角レンズ１００データを示す図である。なお、図１４に示す値は、四捨五入による端数処理を行ってある。

本形態の広角レンズ１００は、実施形態１で説明した条件式（１）、（３）～（１１）を満たしているため、実施形態１と同様な効果を奏する。

本形態では、
ｆ０＝１．４３７ｍｍｍ
Ｒ３１＝１０．２８２ｍｍ
である。よって、Ｒ３１／ｆ０＝２．６１７であり、条件式（１）を満たす。

本形態では、
ｆ０＝１．４３７ｍｍ
ｆ４５６＝３．６００ｍｍ
である。よって、ｆ４５６／ｆ０＝２．５０６であり、条件式（３）を満たす。

本形態では、
ｆ０＝１．４３７ｍｍｍ
ｆ１２３＝－６．４２８ｍｍ
である。よって、ｆ１２３／ｆ０＝－４．４７４であり、条件式（４）を満たす。

本形態では、
ｆ１２３＝－６．４２８ｍｍ
ｆ４５６＝ ３．６００ｍｍ
である。よって、ｆ１２３／ｆ４５６＝－１．７８５であり、条件式（５）を満たす。

本形態では、
ｆ０＝１．４３７ｍｍｍ
ｄ０＝１６．１０８ｍｍ
である。よって、ｄ０／ｆ０＝１１．２１１であり、条件式（６）を満たす。

本形態では、
ｆ０＝１．４３７ｍｍｍ
ｆ２＝－３．３６０ｍｍ
である。よって、ｆ２／ｆ０＝－２．３３８であり、条件式（７）を満たす。

本形態では、
ｆ０＝１．４３７ｍｍｍ
ｆ１２＝－１．７１０ｍｍ
である。よって、ｆ１２／ｆ０＝－１．１９０であり、条件式（８）を満たす。

本形態では、
ｆ０＝１．４３７ｍｍｍ
Ｒ５１＝７．２７２ｍｍ
である。よって、Ｒ５１／ｆ０＝５．０６１であり、条件式（９）を満たす。

本形態では、
Ｒ５１＝７．２７２ｍｍ
Ｒ５２＝１．３９６ｍｍ
である。よって、（Ｒ５１＋Ｒ５２）／（Ｒ５１－Ｒ５２）＝１．４７５であり、条件式（１０）を満たす。

本形態では、
ｆ０＝１．４３７ｍｍｍ
ｆ５６＝６．４５４ｍｍ
である。よって、ｆ５６／ｆ０＝４．４９２であり、条件式（１１）を満たす。
を満たす。

（広角レンズ１００の収差特性）
図１５は、図１３に示す広角レンズ１００の球面収差を示す説明図である。図１６は、
図１３に示す広角レンズ１００の倍率色収差を示す説明図であり、最大半画角（１０６．０００ｄｅｇ／半角）における倍率色収差を示してある。図１７は、図１３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１８は、図１３に示す広角レンズ１００の横収差を示す説明図であり、図１８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、光軸に対して成す角度が０°、３０°、５５°、１００°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。

図１５～図１８に示すように、本形態の広角レンズ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。

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…第６レンズ、７０…接合レンズ、８０…絞り、８１…赤外線カットフィルタ、８５…撮像素子、１００…広角レンズ、１１０…前群、１２０…後群、８５０…撮像面

Claims (8)

1. 物体側から像側に向かって順に、前群、絞り、および後群を備え、
   前記前群は、最も物体側から像側に向かって順に、第１レンズ、第２レンズおよび第３レンズからなり、
   前記後群は、最も物体側から像側に向かって順に、第４レンズ、第５レンズおよび第６レンズからなり、
   前記第１レンズは、負のパワーを有し、像側のレンズ面に凹形状を備え、
   前記第２レンズは、負のパワーを有し、像側のレンズ面に凹形状を備え、
   前記第３レンズは、正のパワーを有し、
   前記第４レンズは、正のパワーを有し、
   前記第５レンズは、負のパワーを有し、物体側のレンズ面に凸形状を備え、像側のレンズ面に凹形状を備え、
   前記第６レンズは、正のパワーを有し、物体側のレンズ面および像側のレンズ面に凸形状を備え、
   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、
   レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、前記第３レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ３１とすると、以下の条件式
   １．５００≦Ｒ３１／ｆ０≦８．０００
   を満たすことを特徴とする広角レンズ。
2. 前記第３レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ３１とし、前記第３レンズの像側のレンズ面の曲率半径をＲ３２とすると、以下の条件式
   －３．０００≦（Ｒ３１＋Ｒ３２）／（Ｒ３１－Ｒ３２）≦－１．４００
   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. レンズ系全体の焦点距離をｆ０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とすると、以下の条件式
   ２．２００≦ｆ４５６／ｆ０≦２．８００
   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. レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、前記第１レンズ、前記第２レンズおよび前記第３レンズの合成焦点距離をｆ１２３とすると、以下の条件式
   －６．０００≦ｆ１２３／ｆ０≦－１．３００
   を満たすことを特徴とする請求項１から３までのうち何れか一項に記載の広角レンズ。
5. 前記第１レンズ、前記第２レンズおよび前記第３レンズの合成焦点距離をｆ１２３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とすると、以下の条件式
   －３．０００≦ｆ１２３／ｆ４５６≦－０．５００
   を満たすことを特徴とする請求項１から４までのうち何れか一項に記載の広角レンズ。
6. レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、レンズ系全体の全長をｄ０とすると、以下の条件式
   １１．０００≦ｄ０／ｆ０≦１５．０００
   を満たすことを特徴とする請求項１から５までのうち何れか一項に記載の広角レンズ。
7. レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、前記第２レンズの焦点距離をｆ２とすると、以下の条件式
   －２．４５０≦ｆ２／ｆ０≦－２．０００
   を満たすことを特徴とする請求項１から６までのうち何れか一項に記載の広角レンズ。
8. レンズ系全体の焦点距離をｆ０とし、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とすると、以下の条件式
   －１．３００≦ｆ１２／ｆ０≦－１．１００
   を満たすことを特徴とする請求項１から７までのうち何れか一項に記載の広角レンズ。
   

Images