JP4556382B2

JP4556382B2 - 広角レンズ

Info

Publication number: JP4556382B2
Application number: JP2003101877A
Authority: JP
Inventors: 雅史磯野
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2002-08-26
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2023-04-04
Also published as: JP2004145256A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は広角レンズに関するものであり、例えば、ＴＶ電話用カメラ，ドアホーン用カメラ，監視カメラ，車載カメラ等として用いられるデジタル入力機器(デジタルスチルカメラ，デジタルビデオカメラ等)に適した、広い画角で小型の固体撮像素子用広角レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
監視カメラ，車載カメラ等に利用される固体撮像素子用の広角レンズは、従来より数多く提案されてきている。例えば、特許文献１〜３には５〜６枚構成の広角レンズが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１−２６５２１６号公報
【特許文献２】
特開平１０−２０１８８号公報
【特許文献３】
特開平１０−１１１４５４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１や特許文献２に記載されている広角レンズは、全長が焦点距離の４〜６倍程度とコンパクトではあるが、画角がそれぞれ５８度，８６度程度であるため、広い範囲を撮像したい場合には画角が充分でない。また、特許文献３に記載されている広角レンズは、画角が１３０度程度で広画角ではあるが、レンズ全長が焦点距離の１０倍程度もあり非常に大きい。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、レンズ５〜６枚構成で固体撮像素子用撮影レンズ系として良好な光学性能と広い画角を有する、低コストかつコンパクトな広角レンズを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明の広角レンズは、物体側から順に、負の前群と、開口絞りと、正の後群とから成る、５〜６枚構成の広角レンズであって、前記前群が、物体側から順に、像面側に凹面を向けた負レンズと、パワーの弱いレンズ群とで構成され、前記後群が、物体側から順に、像面側に凸面を向けた正レンズと、正レンズと負レンズの貼り合わせレンズとで構成され、以下の条件式(A1a)及び(A3)を満足することを特徴とする。
｜f／fW｜＜0.25 …(A1a)
3.05≦dR／f＜4.5 …(A3)
ただし、
f：全系の焦点距離、
fW：前群のパワーの弱いレンズ群の焦点距離、
dR：前群の最も像面側の面から後群の最も像面側の面までの光軸厚み、
である。
【０００８】
第２の発明の広角レンズは、第１の発明に係る広角レンズであって、以下の条件式(A2)を満足することを特徴とする。
0.53＜f／fR＜0.81 …(A2)
ただし、
fR：後群の焦点距離、
である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る広角レンズの実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
図１〜図７，図１５に、第１〜第８の実施の形態のレンズ構成をそれぞれ光学断面で示す。各実施の形態の広角レンズはいずれも、固体撮像素子(例えばＣＣＤ：Charge Coupled Device)に対して光学像を形成する撮像用(例えばデジタルカメラ用)の単焦点広角レンズであり、その像面側には光学的ローパスフィルター等に相当する平行平面板状のガラスフィルター(GF)が配置されている。
【００１３】
いずれの広角レンズもパワー(焦点距離の逆数で定義される量)の配置は負・正のレンズタイプになっているが、第１〜第３の実施の形態(図１〜図３)ではガラス球面レンズ５〜６枚構成になっており、第４〜第７の実施の形態(図４〜図７)ではガラス球面レンズ４枚構成になっている。また、第８の実施の形態(図１５)では、ガラス球面レンズ５枚、ガラス非球面レンズ１枚の構成になっている。そこで、第１〜第３，第８の実施の形態で採用しているレンズ５〜６枚構成をレンズタイプＡとし、第４〜第７の実施の形態で採用しているレンズ４枚構成をレンズタイプＢとして、各実施の形態の特徴を以下に説明する。なお、レンズタイプＢの実施の形態は、本発明の参考のためのものであり、本発明に属さないものである。
【００１４】
〈レンズタイプＡ…レンズ５〜６枚構成〉
第１〜第３，第８の実施の形態(図１〜図３，図１５)の広角レンズは、物体側から順に、負の前群(GrF)と、開口絞り(ST)と、正の後群(GrR)とから成っている。前群(GrF)は像面側に凹面を向けた負パワーの第１レンズ(L1)とパワーの弱いレンズ群(GrW)とで構成されており、後群(GrR)は物体側から順に正・正・負のレンズ３枚で構成されている。後群(GrR)のレンズ３枚のうち、物体側の正レンズは像面側に凸面を向けており、その像面側に位置する正レンズと負レンズとで貼り合わせレンズ(GrD)を構成している。
【００１５】
第１の実施の形態(図１)はガラス球面レンズ６枚構成になっている。その前群(GrF)は、像面側に凹面を向けた負メニスカス形状の第１レンズ(L1)と、パワーの弱い正のレンズ群(GrW)と、で構成されており、そのレンズ群(GrW)は、両凸形状の正パワーの第２レンズ(L2)と物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第３レンズ(L3)との貼り合わせレンズから成っている。後群(GrR)は、像面側に凸面を向けた正メニスカス形状の第４レンズ(L4)と、両凸形状の正パワーの第５レンズ(L5)と、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第６レンズ(L6)と、で構成されており、第５レンズ(L5)と第６レンズ(L6)とで貼り合わせレンズ(GrD)を構成している。
【００１６】
第２，第３の実施の形態(図２，図３)はガラス球面レンズ５枚構成になっている。第２の実施の形態(図２)の場合、前群(GrF)は、像面側に凹面を向けた負メニスカス形状の第１レンズ(L1)と、パワーの弱い像面側に凹面を向けた負メニスカス形状の第２レンズ(L2)と、で構成されている。後群(GrR)は、両凸形状の正パワーの第３レンズ(L3)と、両凸形状の正パワーの第４レンズ(L4)と、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第５レンズ(L5)と、で構成されている。第３の実施の形態(図３)の場合、前群(GrF)は、像面側に凹面を向けた負メニスカス形状の第１レンズ(L1)と、パワーの弱い両凸形状の正パワーの第２レンズ(L2)と、で構成されている。後群(GrR)は、像面側に凸面を向けた正メニスカス形状の第３レンズ(L3)と、両凸形状の正パワーの第４レンズ(L4)と、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第５レンズ(L5)と、で構成されている。そして第２，第３の実施の形態とも、第４レンズ(L4)と第５レンズ(L5)とで貼り合わせレンズ(GrD)を構成している。
【００１７】
第８の実施の形態(図１５)は、非球面レンズ１枚を含むガラスレンズ６枚構成になっている。その前群(GrF)は、像面側に凹面を向けた負メニスカス形状の第１レンズ(L1)と、パワーの弱い負のレンズ群(GrW)と、で構成されており、そのレンズ群(GrW)は、両凸形状の正パワーの第２レンズ(L2)と両凹形状の負パワーの第３レンズ(L3)との貼り合わせレンズから成っている。後群(GrR)は、両凸形状の正パワーの第４レンズ(L4)と、両凸形状の正パワーの第５レンズ(L5)と、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第６レンズ(L6)と、で構成されており、第５レンズ(L5)と第６レンズ(L6)とで貼り合わせレンズ(GrD)を構成している。
【００１８】
第１〜第３，第８の実施の形態のように、物体側から順に、負の前群(GrF)と、開口絞り(ST)と、正の後群(GrR)とから成る広角レンズにおいて、前群(GrF)を物体側から順に、像面側に凹面を向けた負レンズと、パワーの弱いレンズ群(GrW)とで構成し、後群(GrR)を物体側から順に、像面側に凸面を向けた正レンズと、正レンズと負レンズの貼り合わせレンズ(GrD)と、で構成することにより、レンズ５〜６枚構成(レンズタイプＡ)で、固体撮像素子用の撮影レンズ系として良好な光学性能を有し、低コストかつコンパクトな画角１２０度程度の広角レンズを実現することが可能となる。それを効果的に達成するための条件を以下に説明する。
【００１９】
第１〜第３，第８の実施の形態の広角レンズが満足すべき条件式、つまりレンズタイプＡの広角レンズにおいて満たすことが望ましい条件式を説明する。ただし、以下に説明する全ての条件式を同時に満たす必要はなく、個々の条件式を光学構成に応じてそれぞれ単独に満足すれば、対応する作用・効果を達成することは可能である。もちろん、複数の条件式を満足する方が、光学性能，小型化，組立等の観点からより望ましいことはいうまでもない。
【００２０】
以下の条件式(A1)を満足することが望ましい。
｜f／fW｜＜0.27 …(A1)
ただし、
f：全系の焦点距離、
fW：前群(GrF)のパワーの弱いレンズ群(GrW)の焦点距離、
である。
【００２１】
条件式(A1)は、パワーの弱いレンズ群(GrW)のパワーに関する条件範囲を規定している。条件式(A1)の範囲を外れると、広角化に伴う歪曲収差，コマ収差，倍率色収差が著しく大きくなって性能が低下する。
【００２２】
以下の条件式(A1a)を満たすことが更に望ましい。条件式(A1a)は、上記条件式(A1)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等からより一層好ましい条件範囲を規定している。
｜f／fW｜＜0.25 …(A1a)
【００２３】
以下の条件式(A2)を満足することが望ましく、前記条件式(A1)又は(A1a)とともに満足することが更に望ましい。
0.53＜f／fR＜0.81 …(A2)
ただし、
f：全系の焦点距離、
fR：後群(GrR)の焦点距離、
である。
【００２４】
条件式(A2)は、後群(GrR)のパワーに関する条件範囲を規定している。条件式(A2)の下限を越えると、光学系の全長が大きくなり、撮像レンズ装置の光軸(AX)方向の大型化を招いてしまう。逆に、条件式(A2)の上限を越えると、光学系の全長は小さくなるが、球面収差，コマ収差，倍率色収差が著しく大きくなって性能が低下する。
【００２５】
以下の条件式(A3)を満足することが望ましく、前記条件式(A1)又は(A1a)とともに満足することが更に望ましい。
3.05≦dR／f＜4.5 …(A3)
ただし、
dR：前群(GrF)の最も像面側の面から後群(GrR)の最も像面側の面までの光軸(AX)厚み、
f：全系の焦点距離、
である。
【００２６】
条件式(A3)は、レンズ全長と前玉径とをバランスさせるための条件範囲を規定している。条件式(A3)の下限を越えると、前群(GrF)と後群(GrR)のパワーが大きくなり、光学系の全長は小さくなるが、球面収差，コマ収差，倍率色収差が著しく大きくなって性能が低下する。逆に、条件式(A3)の上限を越えると、光学系の全長が大きくなり、撮像レンズ装置の光軸(AX)方向の大型化を招いてしまう。
【００２７】
以下の条件式(A3a)を満たすことが更に望ましい。条件式(A3a)は、上記条件式(A3)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等からより一層好ましい条件範囲を規定している。
3.05≦dR／f＜4 …(A3a)
【００２８】
〈レンズタイプＢ…レンズ４枚構成〉
第４〜第７の実施の形態(図４〜図７)の広角レンズは、物体側から順に、負の第１レンズ(L1)と、大きな空気間隔をおいて、正の第２レンズ(L2)と、正の第３レンズ(L3)と、負の第４レンズ(L4)とから成っている。第１，第２レンズ(L1,L2)間の大きな空気間隔には開口絞り(ST)が配置されており、第３レンズ(L3)と第４レンズ(L4)とは貼り合わされた構成{すなわち貼り合わせレンズ(GrD)}になっている。第１レンズ(L1)は像面側に凹面を向けた負メニスカス形状を有しており、第２レンズ(L2)は像面側に凸面を向けたメニスカス形状又は両凸形状を有しており、第３レンズ(L3)は両凸形状を有しており、第４レンズ(L4)は物体側に凹面を向けた負メニスカス形状を有している。
【００２９】
第４〜第７の実施の形態のように、物体側から順に、負の第１レンズ(L1)と、大きな空気間隔をおいて、正の第２レンズ(L2)と、正の第３レンズ(L3)と、負の第４レンズ(L4)とから成る広角レンズにおいて、第３レンズ(L3)と第４レンズ(L4)とを貼り合わせて構成することにより、レンズ４枚構成(レンズタイプＢ)で、固体撮像素子用の撮影レンズ系として良好な光学性能を有し、低コストかつコンパクトな画角１００度以上の広角レンズを実現することが可能となる。それを効果的に達成するための条件を以下に説明する。
【００３０】
第４〜第７の実施の形態の広角レンズが満足すべき条件式、つまりレンズタイプＢの広角レンズにおいて満たすことが望ましい条件式を説明する。ただし、以下に説明する全ての条件式を同時に満たす必要はなく、個々の条件式を光学構成に応じてそれぞれ単独に満足すれば、対応する作用・効果を達成することは可能である。もちろん、複数の条件式を満足する方が、光学性能，小型化，組立等の観点からより望ましいことはいうまでもない。
【００３１】
以下の条件式(B1)を満足することが望ましい。
0.7＜f／Y'＜1.24 …(B1)
ただし、
f：全系の焦点距離、
Y'：最大像高、
である。
【００３２】
条件式(B1)は、レンズ全長と前玉径とをバランスさせるための条件範囲を規定している。条件式(B1)の下限を越えると、前玉径が大きくなり、撮像レンズ装置の径方向の大型化を招くとともに歪曲収差の補正が困難になる。逆に、条件式(B1)の上限を越えると、光学系の全長が大きくなり、撮像レンズ装置の光軸(AX)方向の大型化を招いてしまう。
【００３３】
以下の条件式(B2)を満足することが望ましく、前記条件式(B1)とともに満足することが更に望ましい。
0.45＜f／f24＜0.82 …(B2)
ただし、
f：全系の焦点距離、
f24：第２レンズ(L2)から第４レンズ(L4)までの合成焦点距離、
である。
【００３４】
条件式(B2)は、第２レンズ(L2)から第４レンズ(L4)までのレンズ系のパワーに関する条件範囲を規定している。条件式(B2)の下限を越えると、光学系の全長が大きくなり、撮像レンズ装置の光軸(AX)方向の大型化を招いてしまう。逆に、条件式(B2)の上限を越えると、光学系の全長は小さくなるが、球面収差，コマ収差，倍率色収差が著しく大きくなって性能が低下する。
【００３５】
以下の条件式(B3)を満足することが望ましく、前記条件式(B1)とともに満足することが更に望ましい。
-1.5＜f1／f24＜-0.7 …(B3)
ただし、
f1：第１レンズ(L1)の焦点距離、
f24：第２レンズ(L2)から第４レンズ(L4)までの合成焦点距離、
である。
【００３６】
条件式(B3)は、大きな空気間隔の前後のレンズ系のパワーに関する条件範囲を規定している。条件式(B3)の下限を越えると、第１レンズ(L1)のパワーが弱くなって前玉径が大きくなり、撮像レンズ装置の径方向の大型化を招いてしまう。逆に、条件式(B3)の上限を越えると、第２レンズ(L2)から第４レンズ(L4)までのパワーが弱くなって光学系の全長が大きくなり、撮像レンズ装置の光軸(AX)方向の大型化を招いてしまう。
【００３７】
以下の条件式(B4)を満足することが望ましく、前記条件式(B1)とともに満足することが更に望ましい。
1.05＜(r1＋r2)／(r1−r2)＜1.5 …(B4)
ただし、
r1：第１レンズ(L1)の物体側の面の曲率半径、
r2：第１レンズ(L1)の像面側の面の曲率半径、
である。
【００３８】
条件式(B4)は、第１レンズ(L1)に関して主にコマ収差をバランスさせるための条件範囲を規定している。条件式(B4)の下限を越えると、コマ収差が悪化し倍率色収差への悪影響が大きくなる。逆に、条件式(B4)の上限を越えると、コマ収差が悪化し非点収差への悪影響が大きくなる。
【００３９】
以下の条件式(B5)を満足することが望ましく、前記条件式(B1)〜(B4)のうちの少なくとも１つとともに満足することが更に望ましい。なかでも、条件式(B1),(B2),(B5)の組み合わせ、条件式(B1),(B3),(B5)の組み合わせ、条件式(B1),(B4),(B5)の組み合わせで満足することが望ましい。
1.3＜dA／f＜2.9 …(B5)
ただし、
dA：第１レンズ(L1)の像面側の面から第２レンズ(L2)の物体側の面までの光軸(AX)厚み、
f：全系の焦点距離、
である。
【００４０】
条件式(B5)は、大きな空気間隔に関する条件範囲を規定している。条件式(B5)の下限を越えると、大きな空気間隔の前後のレンズ系のパワーが強くなり、光学系の全長は小さくなるが、球面収差，コマ収差，倍率色収差が著しく大きくなって性能が低下する。逆に、条件式(B5)の上限を越えると、光学系の全長が大きくなり、撮像レンズ装置の光軸(AX)方向の大型化を招いてしまう。
【００４１】
〈レンズタイプＡ，Ｂに共通の望ましい構成〉
前述したレンズタイプＡの特徴的構成によれば、第１〜第３の実施の形態のようにガラス球面レンズ５〜６枚構成でありながら、固体撮像素子用の撮影レンズ系として良好な光学性能を有し、低コストかつコンパクトな画角１２０度程度の広角レンズを実現することが可能となる。また、前述したレンズタイプＢの特徴的構成によれば、第４〜第７の実施の形態のようにガラス球面レンズ４枚構成でありながら、固体撮像素子用の撮影レンズ系として良好な光学性能を有し、低コストかつコンパクトな画角１００度以上の広角レンズを実現することが可能となる。したがって、前述した各レンズタイプの特徴的構成によれば、第１〜第７の実施の形態のようにガラス球面レンズ４〜６枚構成でありながら、固体撮像素子用撮影レンズ系として良好な光学性能と広い画角を有する、低コストかつコンパクトな広角レンズを実現することができる。このようにガラス球面レンズで広角レンズを構成することには、以下に説明するようなメリットがある。ただし、前述した各レンズタイプの特徴的構成によれば、用いるレンズはガラス球面レンズに限らず、ガラス非球面レンズ，プラスチック球面レンズ，プラスチック非球面レンズ等を用いることも可能である。
【００４２】
先に述べたように、第１〜第７の実施の形態に用いられている全てのレンズ(L1,...)はガラスレンズであり、第１〜第７の実施の形態に用いられている全てのレンズ面(r1,...)は球面である。一方、第８の実施の形態に用いられている全てのレンズ(L1,...)はガラスレンズであり、第８の実施の形態において第９面(r9)は非球面であり、それ以外のレンズ面(r1,...)は球面である。レンズ面を非球面で構成するとコストが高くなってしまい、低コスト化の要望に応えることが困難になる。したがって、低コスト化を達成するためには、全てのレンズ面を球面で構成することが望ましい。ただし、良好な収差補正により更に高い光学性能を得るには、非球面を少なくとも１面用いることが望ましい。そして、第８の実施の形態のように、後群(GrR)の少なくとも１面が非球面であることが更に望ましい。後群(GrR)の少なくとも１面を非球面で構成することにより、コマ収差，歪曲収差の補正に大きな効果を得ることができる。また、ガラスレンズを用いると、温度変化によるバックフォーカス変動を小さくすることができ、広い温度範囲で性能を維持することができる。したがって、広い温度範囲で性能を維持するためには、全てのレンズをガラスレンズで構成することが望ましい。ただし、広角レンズの軽量化等を達成するためには、プラスチックレンズを用いることが望ましい。
【００４３】
各実施の形態の広角レンズは、入射光線を屈折により偏向させる屈折型レンズ(つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ)のみで構成されているが、これに限らない。例えば、回折により入射光線を偏向させる回折型レンズ，回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ，入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ等を用いてもよい。ただし、これらのレンズは、その複雑な製法等がコストアップを招くため、本発明に係る広角レンズでは均質素材のレンズ(ガラス球面レンズ等)を用いることが望ましい。
【００４４】
また各実施の形態において、光学的なパワー(焦点距離の逆数で定義される量)を有しない面(例えば、反射面，屈折面，回折面)を光路中に配置することにより、広角レンズの前，後又は途中で光路を折り曲げてもよい。折り曲げ位置は必要に応じて設定すればよく、光路の適正な折り曲げにより、広角レンズが搭載されるデジタル入力機器(デジタルカメラ等)の見かけ上の薄型化やコンパクト化を達成することが可能である。
【００４５】
各実施の形態の広角レンズは、デジタル入力機器用の小型撮影レンズ系としての使用に適しており、これを光学的ローパスフィルターや固体撮像素子と組み合わせることにより、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像レンズ装置を構成することができる。撮像レンズ装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラ{例えば、デジタルカメラ；ビデオカメラ；監視カメラ；車載カメラ；デジタルビデオユニット，パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，携帯電話，ＴＶ電話，ドアホーン，携帯情報端末(ＰＤＡ：Personal Digital Assistant)，これらの周辺機器(マウス，スキャナー，プリンター，その他のデジタル入出力装置)等に内蔵又は外付けされるカメラ}の主たる構成要素であり、例えば、物体(被写体)側から順に、物体の光学像を形成する撮影レンズ系と、光学的ローパスフィルターと、撮影レンズ系により形成された光学像を電気的な信号に変換する固体撮像素子と、で構成される。
【００４６】
したがって、上述した各実施の形態には以下の構成を有する発明▲１▼,▲２▼が含まれており、その構成により、良好な光学性能を有し低コスト・コンパクトで画角の広い撮像レンズ装置を実現することができる。そして、これをデジタルカメラ等に適用すれば、当該カメラの高性能化，高機能化，低コスト化及びコンパクト化に寄与することができる。
▲１▼ 光学像を形成する撮像用の広角レンズと、その広角レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する固体撮像素子と、を備えた撮像レンズ装置であって、前記広角レンズが、物体側から順に、負の前群と、開口絞りと、正の後群とから成り、前記前群が、物体側から順に、像面側に凹面を向けた負レンズと、パワーの弱いレンズ群とで構成され、前記後群が、物体側から順に、像面側に凸面を向けた正レンズと、正レンズと負レンズの貼り合わせレンズとで構成され、前記条件式(A1),(A1a),(A2),(A3),(A3a)のうちの少なくとも１つを満足することを特徴とする撮像レンズ装置。
▲２▼ 光学像を形成する撮像用の広角レンズと、その広角レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する固体撮像素子と、を備えた撮像レンズ装置であって、前記広角レンズが、物体側から順に、負の第１レンズと、大きな空気間隔をおいて、正の第２レンズと、正の第３レンズと、負の第４レンズとから成り、前記第３レンズと前記第４レンズとが貼り合わされており、前記条件式(B1),(B2),(B3),(B4),(B5)のうちの少なくとも１つを満足することを特徴とする撮像レンズ装置。
【００４７】
固体撮像素子としては、例えば複数の画素から成るＣＣＤやＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサー等が用いられ、広角レンズにより形成された光学像は固体撮像素子により電気的な信号に変換される。広角レンズで形成されるべき光学像は、固体撮像素子の画素ピッチにより決定される所定の遮断周波数特性を有する光学的ローパスフィルターを通過することにより、電気的な信号に変換される際に発生するいわゆる折り返しノイズが最小化されるように、空間周波数特性が調整される。固体撮像素子で生成した信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が施されて、デジタル映像信号としてメモリー(半導体メモリー，光ディスク等)に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号に変換されたりして他の機器に伝送される。
【００４８】
なお、広角レンズの最終面と固体撮像素子との間に配置される光学的ローパスフィルターは、各実施の形態ではガラスフィルター(GF)で構成されているが、使用されるデジタル入力機器に応じたものであればよい。例えば、所定の結晶軸方向が調整された水晶等を材料とする複屈折型ローパスフィルターや、必要とされる光学的な遮断周波数の特性を回折効果により達成する位相型ローパスフィルター等が適用可能である。
【００４９】
【実施例】
以下、本発明を実施した広角レンズを、コンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜８は、前述した第１〜第８の実施の形態にそれぞれ対応しており、第１〜第８の実施の形態を表すレンズ構成図(図１〜図７，図１５)は、対応する実施例１〜８のレンズ構成をそれぞれ示している。したがって、実施例４〜７は、本発明の単なる参考例であり、本発明に属さないものである。
【００５０】
各実施例のコンストラクションデータにおいて、ri(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面の曲率半径(mm)、di(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の軸上面間隔(mm)を示しており、Ni(i=1,2,3,...),νi(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の光学要素のｄ線に対する屈折率(Nd),アッベ数(νd)を示している。また、fは全系の焦点距離(mm)、ωは半画角(°)、FNOはＦナンバーである。表１に、各条件式で規定されるパラメータに対応する値を各実施例について示す。
【００５１】
曲率半径riに*印が付された面は、非球面(非球面形状の屈折光学面、非球面と等価な屈折作用を有する面等)であり、非球面の面形状を表わす以下の式(AS)で定義される。非球面データを他のデータとあわせて示す。
X(H)＝(C0・H²)／{1+√(1-ε・C0²・H²)}＋Σ(Ai・Hⁱ) …(AS)
ただし、式(AS)中、
X(H)：高さHの位置での光軸(AX)方向の変位量(面頂点基準)、
H：光軸(AX)に対して垂直な方向の高さ、
C0：近軸曲率(=1／曲率半径)、
ε：２次曲面パラメータ、
Ai：i次の非球面係数(Ai=0の場合のデータは省略する。)、
である。
【００５２】
図８〜図１４，図１６は、実施例１〜実施例８に対応する収差図である。図８〜図１４，図１６中、(Ａ)は球面収差等，(Ｂ)は非点収差，(Ｃ)は歪曲収差を示している{FNO:Ｆナンバー，Y':最大像高(mm)}。球面収差図において、実線(d)はｄ線、一点鎖線(g)はｇ線、二点鎖線(c)はｃ線に対する各球面収差量を表しており、破線(SC)は正弦条件不満足量を表している。非点収差図において、破線(DM)はメリディオナル面でのｄ線に対する非点収差を表しており、実線(DS)はサジタル面でのｄ線に対する非点収差を表わしている。また、歪曲収差図において実線はｄ線に対する歪曲％を表している。
【００５３】

【００５４】

【００５５】

【００５６】

【００５７】

【００５８】

【００５９】

【００６０】

【００６１】
[第９面(r9)の非球面データ]
ε= 0.10000×10,A4=-0.12589×10^-2,A6=-0.50543×10^-3,A8= 0.16142×10^-3,A10=-0.17609×10^-4
【００６２】
【表１】

【００６３】
なお、前述した各実施の形態や各実施例には、以下の構成を有する発明が含まれている。
(i) 物体側から順に、負の前群と、開口絞りと、正の後群とから成る広角レンズであって、前記前群が、物体側から順に、像面側に凹面を向けた負レンズと、パワーの弱いレンズ群とで構成され、前記後群が、物体側から順に、像面側に凸面を向けた正レンズと、正レンズと負レンズの貼り合わせレンズとで構成され、前記条件式(A1)を満足し、かつ、前記条件式(A2)又は(A3)を満足することを特徴とする広角レンズ。
(ii) 全てのレンズがガラスレンズで構成されており、全てのレンズ面が球面で構成されていることを特徴とする上記(i)記載の広角レンズ。
(iii) 固体撮像素子に像を形成するように構成されていることを特徴とする上記(i)又は(ii)記載の広角レンズ。
(iv) さらに前記条件式(A1a)を満足することを特徴とする上記(i)，(ii)又は(iii)記載の広角レンズ。
(v) さらに前記条件式(A3a)を満足することを特徴とする上記(i)，(ii)，(iii)又は(iv)記載の広角レンズ。
【００６４】
(vi) 物体側から順に、負の第１レンズと、大きな空気間隔をおいて、正の第２レンズと、正の第３レンズと、負の第４レンズとから成る広角レンズであって、前記第３レンズと前記第４レンズとが貼り合わされており、前記条件式(B1)を満足し、かつ、前記条件式(B2)，(B3)又は(B4)を満足することを特徴とする広角レンズ。
(vii) さらに前記条件式(B5)を満足することを特徴とする上記(vi)記載の広角レンズ。
(viii) 物体側から順に、像面側凹の負のメニスカス形状の第１レンズと、開口絞りと、像面側凸の正の第２レンズと、両凸の第３レンズと、物体側凹の負のメニスカス形状の第４レンズと、から成ることを特徴とする上記(vi)又は(vii)記載の広角レンズ。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、レンズ５〜６枚構成で固体撮像素子用撮影レンズ系として良好な光学性能と広い画角を有する、低コストかつコンパクトな広角レンズを実現することができる。そして、本発明に係る広角レンズをＴＶ電話用カメラ，ドアホーン用カメラ，監視カメラ，車載カメラ等として用いられるデジタル入力機器(デジタルスチルカメラ，デジタルビデオカメラ等)に撮影レンズ系として用いれば、当該デジタル入力機器の広角化，高性能化，高機能化，低コスト化及びコンパクト化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態(実施例１)のレンズ構成図。
【図２】第２の実施の形態(実施例２)のレンズ構成図。
【図３】第３の実施の形態(実施例３)のレンズ構成図。
【図４】第４の実施の形態(実施例４)のレンズ構成図。
【図５】第５の実施の形態(実施例５)のレンズ構成図。
【図６】第６の実施の形態(実施例６)のレンズ構成図。
【図７】第７の実施の形態(実施例７)のレンズ構成図。
【図８】実施例１の収差図。
【図９】実施例２の収差図。
【図１０】実施例３の収差図。
【図１１】実施例４の収差図。
【図１２】実施例５の収差図。
【図１３】実施例６の収差図。
【図１４】実施例７の収差図。
【図１５】第８の実施の形態(実施例８)のレンズ構成図。
【図１６】実施例８の収差図。
【符号の説明】
GrF …前群
GrR …後群
GrW …前群のパワーの弱いレンズ群
GrD …貼り合わせレンズ
L1〜L6 …第１〜第６レンズ
GF …ガラスフィルター
ST …開口絞り
AX …光軸

Claims

物体側から順に、負の前群と、開口絞りと、正の後群とから成る、５〜６枚構成の広角レンズであって、
前記前群が、物体側から順に、像面側に凹面を向けた負レンズと、パワーの弱いレンズ群とで構成され、前記後群が、物体側から順に、像面側に凸面を向けた正レンズと、正レンズと負レンズの貼り合わせレンズとで構成され、以下の条件式(A1a)及び(A3)を満足することを特徴とする広角レンズ；
｜f／fW｜＜0.25 …(A1a)
3.05≦dR／f＜4.5 …(A3)
ただし、
f：全系の焦点距離、
fW：前群のパワーの弱いレンズ群の焦点距離、
dR：前群の最も像面側の面から後群の最も像面側の面までの光軸厚み、
である。
請求項１記載の広角レンズであって、以下の条件式(A2)を満足することを特徴とする広角レンズ；
0.53＜f／fR＜0.81 …(A2)
ただし、
fR：後群の焦点距離、
である。