JP3444454B2 - 広角レンズ - Google Patents

広角レンズ

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    • GPHYSICS
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    • G02B13/04Reversed telephoto objectives

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は広角レンズ、特にテレビ
電話用、ドアホーン用、および監視用などのビデオカメ
ラや、スチルビデオカメラなどの撮影レンズに用いるの
に適した広角レンズに関するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、各種ビデオカメラやスチルビデオ
カメラの結像面に固体撮像素子を配するものが多い。こ
の固体撮像素子は、技術の進歩により年々小型化してお
り、安価になってきている。それに伴い結像レンズとし
ても、明るく広角でありながら、安価なものが要求され
ている。図5は、従来の広角レンズのレンズ系を示す断
面図である。なお、図中、Xは光軸を示す。同図に示さ
れた従来の広角レンズ10は、被写体側に凸面を向け
た、負の屈折力を有するメニスカスレンズからなる第1
のレンズL11と、正の屈折力を有する第2のレンズL12
の2枚レンズ構成とされている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の広角レンズ10では収差の面で問題があり、諸収差
の改善が望まれていた。本願発明はこのような事情に鑑
みなされたもので、その第1の目的は諸収差を大幅に改
善し得る、簡易な構成の広角レンズを提供することにあ
る。また上述した広角レンズ10ではFNOは約2.8とな
り、明るさの点で問題がある。この場合において、上記
2つのレンズL11、L12の他に適切なレンズを加えてレ
ンズ系を構成し、それによってFNOを2.8よりも小と
し、上記明るさの問題を解決することが考えられる。 【0004】しかしながら、明るいレンズ系を得るため
にレンズの枚数を増加すると、レンズ成型にコストを要
し、レンズ系の製造コストが増加してしまうという問題
がある。すなわち、レンズ系の構成に加えられる上記レ
ンズについて新たにレンズ成型枠をつくらなければなら
ないという問題がある。本願発明はこのような問題点を
解決するためになされたもので、その第2の目的は各レ
ンズの成型にかかるコストを極力抑えながら、従来の広
角レンズに比較して明るさを得ることのできる広角レン
ズを提供することにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】本願発明の広角レンズ
は、被写体側から順に第1、第2、第3および第4の各
レンズが配され、該第1のレンズおよび該第2のレンズ
は、各々結像面側に強い曲率の凹面を向けた凹レンズか
らなり、また、該第3のレンズおよび該第4のレンズ
は、各々凸レンズからなり、前記第1のレンズと前記第
2のレンズは、各々少なくとも1つの非球面を有し、各
々の焦点距離をf、fとしたとき、 f/f=1 …(3) なる条件式を満足するように構成され、前記第3のレン
ズと前記第4のレンズは、各々少なくとも1つの非球面
を有し、各々の焦点距離をf、fとしたとき、 f/f=1 …(4) なる条件式を満足するように構成されてなり、前記第1
のレンズおよび前記第2のレンズ、ならびに、前記第3
のレンズおよび前記第4のレンズの、各々2枚のレンズ
よりなる組合せのうち、少なくとも一方の組合せが同一
形状の2枚のレンズにより構成されていることを特徴と
する。 【0006】 【0007】 【作用】本願発明の目的は前述した如く構成された広角
レンズにより達成される。以下、各レンズ毎にその作用
について説明する。まず、各々少なくとも1つの非球面
を有し、条件式(3)を満足する凹レンズである第1の
レンズと第2のレンズを、その強い曲率の凹面が結像面
側を向くように配することにより、凹の屈折力を二分
し、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正する。つぎに、各
々少なくとも1つの非球面を有し、条件式(4)を満足
する凸レンズである第3のレンズと第4のレンズを配す
ることにより、球面収差、コマ収差を良好に補正する。 【0008】また、第1のレンズと第2のレンズが上記
条件式(3)を満足するようにして同一形状のものと
し、第3のレンズと第4のレンズが上記条件式(4)を
満足するようにして同一形状とすることにより、上記広
角レンズ同様、諸収差を良好に補正することが可能とな
ると共に、第1のレンズと第2のレンズを同一の型枠を
用いて成型することが可能となり、また、第3のレンズ
と第4のレンズも同一の型枠を用いて成型することが可
能となるので、各レンズの成型にかかるコストの上昇を
極力抑えることが可能となる。 【0009】 【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施例に係
る広角レンズを示すレンズ系の断面図である。同図に示
された広角レンズ12は、被写体側から順に第1、第
2、第3および第4の各レンズL1〜L4と、ローパスフ
ィルタ、赤外線遮断フィルタおよびCCDカバーガラス
としての機能を有する平行平面板14が配されてなる。
なお、図中Xは光軸を示す。 【0010】上記第1のレンズL1および上記第2のレ
ンズL2は、各々結像面1側に強い曲率の凹面を向けた
負のメニスカスレンズからなり、また、上記第3のレン
ズL3および上記第4のレンズL4は、各々結像面1側に
強い曲率の面を向けた両凸レンズからなる。なお、第1
のレンズL1よりも第2のレンズL2の方が厚みが大とな
るように形成されている。 【0011】この実施例1における各レンズ面の光軸X
近傍の曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚および各
レンズ間の空気間隔d(mm)、各レンズのd線におけ
る屈折率Ndおよび各レンズのアッベ数νdを下記表1に
示す。ただし、同表において、各記号R、d、Nd、お
よびνdに係る数字は、被写体側からの順番を表すもの
である。なお、この実施例1において、レンズ系全体の
合成焦点距離fは2.24であり、FNOは1.44であり、画角
2ωは121.0゜である。 【0012】また、上記第1のレンズLと上記第2の
レンズLの焦点距離の比、すなわちf/fは0.88
8であり、0.8<f/f<1.2なる条件式が満足され
ている。上記第3のレンズLと上記第4のレンズL
の焦点距離の比、すなわちf/fは1.103であり、
0.8<f/f<1.2なる条件式が満足されている。さ
らに、上記第1のレンズL、第2のレンズL、第3
のレンズL、および第4のレンズLの各々の両面は
非球面であり、その形状は非球面式 【数1】 において各係数C、K、a、a、a、a、a
の値を下記表2に示したもので表される。 【0013】なお、上記非球面式において、Xはそのレ
ンズ面からの光軸X方向の距離であり、Yは光軸Xと垂
直方向の光軸Xからの距離である。また、Cは曲率を表
す。 【表1】 【表2】図2は、本発明の第2の実施例に係る広角レンズを示す
レンズ系の断面図である。 【0014】なお、この実施例2における各レンズの形
状は上記第1の実施例を構成する各レンズとほぼ同様の
形状とされているが、第1のレンズL1と第2のレンズ
2は同じ厚みに形成されている点で上記第1の実施例
と異なる。この実施例2における各レンズ面の光軸X近
傍の曲率半径R(mm)、各レンズの中心厚および各レ
ンズ間の空気間隔d(mm)、各レンズのd線における
屈折率Ndおよび各レンズのアッベ数νdを下記表3に示
す。ただし、同表において、各記号R、d、Nd、およ
びνdに係る数字は、被写体側からの順番を表すもので
ある。 【0015】なお、この実施例2において、レンズ系全
体の合成焦点距離fは2.23であり、FNOは1.44であり、
画角2ωは118.9゜である。また、上記第1のレンズL1
と上記第2のレンズL2の焦点距離の比、すなわちf2
1は1.000であり、f2/f1=1.0なる条件式が満足さ
れている。上記第3のレンズL3と上記第4のレンズL4
の焦点距離の比、すなわちf4/f3は1.000であり、f4
/f3=1.0なる条件式が満足されている。さらに、上記
第1のレンズL1、第2のレンズL2、第3のレンズL3
および第4のレンズL4の各々の両面は非球面であり、
その形状は上記非球面式において各係数C、K、a1
2、a3、a4、a5の値を下記表4に示したもので表さ
れる。 【0016】 【表3】 【表4】【0017】また、本発明の実施例1に係る広角レンズ
12の収差図(球面収差(SPH)、像面湾曲(DI
S)、およびコマ収差(COM);以下同様)を図3
に、実施例2に係る広角レンズ16の収差図を図4に示
す。なお、この収差図において、2ωは画角を示してい
る。上記図3および図4に示す収差図からも明らかなよ
うに、上記各実施例における広角レンズ12、16で
は、各収差を良好なものとすることができる。 【0018】なお、本発明の広角レンズとしては、上記
実施例の構成に限られるものではなく、発明の要旨の範
囲内で種々の態様の変形が可能であり、たとえば第1の
レンズと第2のレンズを、本実施例の如きメニスカスレ
ンズに変えて両凹レンズとすることも可能である。さら
に、各レンズの構成材料としては、ガラス、プラスチッ
クのいずれを選択することも可能である。 【0019】 【発明の効果】以上説明したように本発明に係る広角レ
ンズによれば、諸収差を良好に補正することができると
ともに、各レンズの成型にかかるコストを極力抑えなが
ら、従来の広角レンズに比較して明るさを得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施例1に係る広角レンズを示すレン
ズ系の断面図 【図2】本発明の実施例2に係る広角レンズを示すレン
ズ系の断面図 【図3】本発明の実施例1に係る広角レンズの収差図 【図4】本発明の実施例2に係る広角レンズの収差図 【図5】従来の広角レンズを示すレンズ系の断面図 【符号の説明】 L1〜L4 レンズ X 光軸 1 結像面 14 平行平面板

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 被写体側から順に第1、第2、第3およ
    び第4の各レンズが配され、該第1のレンズおよび該第
    2のレンズは、各々結像面側に強い曲率の凹面を向けた
    凹レンズからなり、また、該第3のレンズおよび該第4
    のレンズは、各々凸レンズからなり、 前記第1のレンズと前記第2のレンズは、各々少なくと
    も1つの非球面を有し、各々の焦点距離をf、f
    したとき、 f/f=1 なる条件式を満足するように構成され、 前記第3のレンズと前記第4のレンズは、各々少なくと
    も1つの非球面を有し、各々の焦点距離をf、f
    したとき、 f/f=1 なる条件式を満足するように構成されてなり、 前記第1のレンズおよび前記第2のレンズ、ならびに、
    前記第3のレンズおよび前記第4のレンズの、各々2枚
    のレンズよりなる組合せのうち、少なくとも一方の組合
    せが同一形状の2枚のレンズにより構成されていること
    を特徴とする広角レンズ。
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