JP4625711B2 - Wide angle lens - Google Patents
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Description
本発明は、画角が130°以上の超広角の広角レンズに関するものである。 The present invention relates to a super wide angle lens having an angle of view of 130 ° or more .
最近の監視用途や車載用途で使用されるレンズは、超広角、解像度の高いものが要求されている。ここで、高解像にするには倍率色収差を補正する必要があるため、従来は、ガラスレンズ同士を接合した接合レンズや、硝材の異なる複数枚のガラスレンズを組み合わせて色収差補正をしている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記の用途で使用されるレンズには、小型軽量かつ低コストなものが要求されており、上記特許文献に開示のレンズでは対応できない。このような問題点は、プラスチックレンズを使用することにより解消できるが、画角が130°以上の超広角のレンズとなると、プラスチックレンズの材料による組合せで色収差を補正しようにも、プラスチックレンズの材料がガラスに比べ少ないため、倍率色収差を補正しきれない。その結果、他の収差が補正できても解像度を高めることができず、その結果、色収差を取るために複数枚のガラスレンズを使用せざるを得ず、小型軽量化、低コスト化を図れないという問題点がある。 However, lenses used in the above applications are required to be small, light, and low in cost, and cannot be handled by the lenses disclosed in the above-mentioned patent documents. Such a problem can be solved by using a plastic lens. However, if the angle of view becomes a super-wide angle lens of 130 ° or more, the plastic lens material can be used to correct chromatic aberration by combining the plastic lens material. Is less than glass, so the lateral chromatic aberration cannot be corrected. As a result, even if other aberrations can be corrected, the resolution cannot be increased. As a result, it is necessary to use a plurality of glass lenses to remove chromatic aberration, and it is impossible to reduce the size, weight, and cost. There is a problem.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、超広角、高解像度、小型軽量、かつ、低コストのいずれにも対応可能な広角レンズを提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a wide-angle lens that can handle any of super wide angle, high resolution, small size, light weight, and low cost.
上記の課題を解決するために、本発明の広角レンズでは、水平画角が130°以上であって、2枚のプラスチックレンズ同士を接合した接合レンズを含み、当該接合レンズにおける前記プラスチックレンズの接合面が双方、非球面であって、かつ、下式
|R|<φ/2 ・・式(1)
R:接合面の中心曲率半径
φ:接合面の光線有効径
を満たしていることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the wide-angle lens of the present invention includes a cemented lens having a horizontal angle of view of 130 ° or more and cemented two plastic lenses, and the cemented lens is joined to the cemented lens. Both surfaces are aspherical surfaces, and the following formula | R | <φ / 2 ··· Formula (1)
R: the radius of curvature of the center of the joint surface φ: the effective beam diameter of the joint surface is satisfied.
本発明に係る広角レンズでは、2枚のプラスチックレンズ同士を接合しているので、接合面にも非球面を使用できるので、少ない枚数での諸収差の補正が可能であり、色収差を補正できるので、プラスチックレンズを多用しても高解像に対応できる。従って、プラスチックレンズを多用できる分、軽量小型化および低コスト化を図ることができる。 In the wide-angle lens according to the present invention, since two plastic lenses are cemented together, an aspheric surface can be used for the cemented surface. Therefore, various aberrations can be corrected with a small number of lenses, and chromatic aberration can be corrected. Even if a lot of plastic lenses are used, high resolution can be handled. Therefore, since the plastic lens can be frequently used, it is possible to reduce the weight and cost and to reduce the cost.
本発明においては、含まれるレンズの全てがプラスチックレンズであることが好ましい。本発明において、含まれるレンズのうち、最も物体側に配置されている単レンズのみがガラスレンズであり、他のレンズが全てプラスチックレンズである構成を採用してもよい。 In the present invention, it is preferable that all of the included lenses are plastic lenses. In the present invention, a configuration may be adopted in which only a single lens arranged closest to the object side is a glass lens and all other lenses are plastic lenses among the included lenses.
また、本発明においては、広角レンズを、物体側から順に負のパワーを持つメニスカス単レンズからなる第1群と、負のパワーを持つ単レンズからなる第2群と、正のパワーを持つ単レンズからなる第3群と、前記接合レンズからなる第4群とから構成することができる。In the present invention, the wide-angle lens includes a first group consisting of a meniscus single lens having negative power in order from the object side, a second group consisting of a single lens having negative power, and a single lens having positive power. It can comprise from the 3rd group which consists of lenses, and the 4th group which consists of the said cemented lenses.
また、本発明においては、広角レンズを、物体側から順に負のパワーを持つメニスカス単レンズからなる第1群と、負のパワーを持つ単レンズからなる第2群と、正のパワーを持つ単レンズからなる第3群と、正のパワーを持つ単レンズからなる第4群と、前記接合レンズからなる第5群とから構成することができる。In the present invention, the wide-angle lens includes a first group consisting of a meniscus single lens having negative power in order from the object side, a second group consisting of a single lens having negative power, and a single lens having positive power. It can be constituted by a third group consisting of lenses, a fourth group consisting of single lenses having a positive power, and a fifth group consisting of the cemented lenses.
本発明に係る広角レンズでは、接合面にも非球面を使用できるので、少ない枚数での諸収差の補正が可能であり、色収差を補正できるので、プラスチックレンズを多用しても高解像に対応できる。従って、プラスチックレンズを多用できる分、軽量小型化および低コスト化を図ることができる。 In the wide-angle lens according to the present invention, an aspheric surface can be used for the cemented surface, so various aberrations can be corrected with a small number of lenses, and chromatic aberration can be corrected. it can. Therefore, since the plastic lens can be frequently used, it is possible to reduce the weight and cost and to reduce the cost.
図面を参照して、本発明を適用した広角レンズを説明する。 A wide-angle lens to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
[実施の形態1]
図1(a)、(b)、(c)、(d)はそれぞれ、本発明の実施の形態1に係る広角レンズの説明図、この広角レンズの球面収差を示す収差図、この広角レンズの非点収差および歪曲収差を示す収差図、倍率色収差を示す収差図である。なお、図1(a)には、レンズデータおよび非球面係数に対応する面ナンバーを括弧内に示してある。
[Embodiment 1]
1 (a), (b), (c), and (d) are explanatory diagrams of the wide-angle lens according to
図1(a)に示すように、本形態の広角レンズ10は、物体側から順に負のパワーを持つメニスカス単レンズ11からなる第1群と、負のパワーを持つ単レンズ12からなる第2群と、正のパワーを持つ単レンズ13からなる第3群と、正のパワーを持つ単レンズ14からなる第4群と、接合レンズ15からなる第5群とから構成されている。
As shown in FIG. 1 (a), the wide-
メニスカス単レンズ11(第1群)はガラスレンズであるが、単レンズ12(第2群)、および単レンズ13(第3群)、および単レンズ14(第4群)はいずれも、プラスチックレンズである。 The meniscus single lens 11 (first group) is a glass lens, but the single lens 12 (second group), the single lens 13 (third group), and the single lens 14 (fourth group) are all plastic lenses. It is.
本発明では、以下に説明する実施の形態1〜4での結果に基づいて、以下の条件を設定してある。まず、接合レンズ15(第5群)は、負のパワーを持つプラスチックレンズ15aと正のパワーを持つプラスチックレンズ15bを貼り合わせた接合レンズであり、接合面が双方、非球面であって、かつ、以下の条件式
|R|<φ/2 ・・式(1)
R:接合面の中心曲率半径
φ:接合面の光線有効径
を満たしている。
In the present invention, the following conditions are set based on the results in
R: radius of curvature of the center of the joint surface φ: satisfies the effective beam diameter of the joint surface .
すなわち、本形態では、接合面の中心曲率半径R=0.484であり、接合面の光線有効径φ=1.78であり、式(1)を満たしている。 In other words, in this embodiment, a center of curvature radius R = 0.484 of the joint surface, a light flux effective diameter phi = 1.78 of the joint surface, which satisfies Expression (1).
このように構成した広角レンズ10において、焦点距離1.2mm、Fナンバー2.8、水平画角180°の時のレンズデータおよび非球面係数は各々、表1および表2に示す通りであり、そのときの収差図は、図1(b)、(c)、(d)に示す通りである。なお、非球面係数は、下記の非球面関数
X=AY2/〔1+√{1−(B+1)A2Y2}〕+CY4+DY6+EY8+FY10
A=1/R
における各係数に相当する。図1(c)において、歪曲収差はfθ特性で示してある。また、表1において、「BK7」はBK7ガラスを示し、「PC」はポリカーボネートを示し、「ZEONEX E48R」は、日本ゼオン株式会社製のシクロオレフィンポリマーの商標名である。
In the wide-
A = 1 / R
It corresponds to each coefficient in. In FIG. 1C, the distortion is indicated by the fθ characteristic. In Table 1, “BK7” indicates BK7 glass, “PC” indicates polycarbonate, and “ZEONEX E48R” is a trade name of cycloolefin polymer manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
図1(b)、(c)、(d)に示すように、本形態の広角レンズ10では、接合レンズ15の接合面に非球面を使用できるので、少ない枚数で、倍率色収差などの諸収差の補正が可能である。特に、色収差を補正できるので、プラスチックレンズを多用しても高解像に対応できる。それ故、本形態の広角レンズ10によれば、プラスチックレンズを多用できる分、軽量小型化および低コスト化を図ることができる。
As shown in FIGS. 1B, 1C, and 1D, in the wide-
[実施の形態2]
図2(a)、(b)、(c)、(d)はそれぞれ、本発明の実施の形態2に係る広角レンズの説明図、この広角レンズの球面収差を示す収差図、この広角レンズの非点収差および歪曲収差を示す収差図、倍率色収差を示す収差図である。なお、図2(a)には、レンズデータおよび非球面係数に対応する面ナンバーを括弧内に示してある。
[Embodiment 2]
2A, 2B, 2C, and 2D are explanatory diagrams of the wide-angle lens according to
図2(a)に示すように、本形態の広角レンズ20は、物体側から順に負のパワーを持つメニスカス単レンズ21からなる第1群と、負のパワーを持つ単レンズ22からなる第2群と、正のパワーを持つ単レンズ23からなる第3群と、接合レンズ24からなる第4群とから構成されている。
As shown in FIG. 2 (a), the wide-
メニスカス単レンズ21(第1群)、単レンズ22(第2群)、および単レンズ23(第3群)はいずれもプラスチックレンズである。 The meniscus single lens 21 (first group), the single lens 22 (second group), and the single lens 23 (third group) are all plastic lenses.
接合レンズ24(第4群)は、負のパワーを持つプラスチックレンズ24aと正のパワーを持つプラスチックレンズ24bとを貼り合わせた接合レンズであり、接合面が双方、非球面であって、かつ、上記の条件式(1)を満たしている。
The cemented lens 24 (fourth group) is a cemented lens in which a
すなわち、本形態では、接合面の中心曲率半径R=0.602であり、接合面の光線有効径φ=2.04であり、式(1)を満たしている。 In other words, in this embodiment, a center of curvature radius R = 0.602 of the joint surface, a light flux effective diameter phi = 2.04 of the joint surface, which satisfies Expression (1).
このように構成した広角レンズ20において、焦点距離1.4mm、Fナンバー2.8、水平画角130°の時のレンズデータおよび非球面係数は各々、表3および表4に示す通りであり、そのときの収差図は、図2(b)、(c)、(d)に示す通りである。
In the wide-
図2(b)、(c)、(d)に示すように、本形態の広角レンズ20では、全てのレンズがプラスチックレンズであるが、接合レンズ24の接合面に非球面を使用できるので、少ない枚数で、倍率色収差などの諸収差の補正が可能である。特に、色収差を補正できるので、全てをプラスチックレンズとしても高解像に対応できる。それ故、本形態の広角レンズ20によれば、プラスチックレンズを多用できる分、軽量小型化および低コスト化を図ることができる。
As shown in FIGS. 2B, 2 </ b> C, and 2 </ b> D, in the wide-
[実施の形態3]
図3(a)、(b)、(c)、(d)はそれぞれ、本発明の実施の形態3に係る広角レンズの説明図、この広角レンズの球面収差を示す収差図、この広角レンズの非点収差および歪曲収差を示す収差図、倍率色収差を示す収差図である。なお、図3(a)には、レンズデータおよび非球面係数に対応する面ナンバーを括弧内に示してある。
[Embodiment 3]
3 (a), (b), (c), and (d) are explanatory views of the wide-angle lens according to
図3(a)に示すように、本形態の広角レンズ30は、物体側から順に負のパワーを持つメニスカス単レンズ31からなる第1群と、負のパワーを持つ単レンズ32からなる第2群と、正のパワーを持つ単レンズ33からなる第3群と、接合レンズ34からなる第4群とから構成されている。
As shown in FIG. 3A, the wide-
メニスカス単レンズ31(第1群)、単レンズ32(第2群)、および単レンズ33(第3群)はいずれもプラスチックレンズである。 The meniscus single lens 31 (first group), the single lens 32 (second group), and the single lens 33 (third group) are all plastic lenses.
接合レンズ34(第4群)は、負のパワーを持つプラスチックレンズ34aと正のパワーを持つプラスチックレンズ34bとを貼り合わせた接合レンズであり、接合面が双方、非球面であって、かつ、上記の条件式(1)を満たしている。
The cemented lens 34 (fourth group) is a cemented lens in which a
すなわち、本形態では、接合面の中心曲率半径R=0.420であり、接合面の光線有効径φ=2.32であり、式(1)を満たしている。 In other words, in this embodiment, a center of curvature radius R = 0.420 of the joint surface, a light flux effective diameter phi = 2.32 of the joint surface, which satisfies Expression (1).
このように構成した広角レンズ30において、焦点距離1.3mm、Fナンバー2.8、水平画角180°の時のレンズデータおよび非球面係数は各々、表5および表6に示す通りであり、そのときの収差図は、図3(b)、(c)、(d)に示す通りである。
In the wide-
図3(b)、(c)、(d)に示すように、本形態の広角レンズ30では、全てのレンズがプラスチックレンズであるが、接合レンズ34の接合面に非球面を使用できるので、少ない枚数で、倍率色収差などの諸収差の補正が可能である。特に、色収差を補正できるので、全てをプラスチックレンズとしても高解像に対応できる。それ故、本形態の広角レンズ30によれば、プラスチックレンズを多用できる分、軽量小型化および低コスト化を図ることができる。
As shown in FIGS. 3B, 3 </ b> C, and 3 </ b> D, in the wide-
[実施の形態4]
図4(a)、(b)、(c)、(d)はそれぞれ、本発明の実施の形態4に係る広角レンズの説明図、この広角レンズの球面収差を示す収差図、この広角レンズの非点収差および歪曲収差を示す収差図、倍率色収差を示す収差図である。なお、図4(a)には、レンズデータおよび非球面係数に対応する面ナンバーを括弧内に示してある。
[Embodiment 4]
4 (a), (b), (c), and (d) are explanatory diagrams of the wide-angle lens according to
図4(a)に示すように、本形態の広角レンズ40は、物体側から順に負のパワーを持つメニスカス単レンズ41からなる第1群と、負のパワーを持つ単レンズ42からなる第2群と、正のパワーを持つ単レンズ43からなる第3群と、接合レンズ44からなる第4群とから構成されている。
As shown in FIG. 4A, the wide-
メニスカス単レンズ41(第1群)は、ガラスレンズであるが、単レンズ42(第2群)、および単レンズ43(第3群)はいずれもプラスチックレンズである。 The meniscus single lens 41 (first group) is a glass lens, but the single lens 42 (second group) and the single lens 43 (third group) are both plastic lenses.
接合レンズ44(第4群)は、正のパワーを持つプラスチックレンズ44aと正のパワーを持つプラスチックレンズ44bとを貼り合わせた接合レンズであり、接合面が双方、非球面であって、かつ、上記の条件式(1)を満たしている。
The cemented lens 44 (fourth group) is a cemented lens in which a
すなわち、本形態では、接合面の中心曲率半径R=0.400であり、接合面の光線有効径φ=2.23であり、式(1)を満たしている。 In other words, in this embodiment, a center of curvature radius R = 0.400 of the joint surface, a light flux effective diameter phi = 2.23 of the joint surface, which satisfies Expression (1).
このように構成した広角レンズ40において、焦点距離1.56mm、Fナンバー2.8、水平画角130°の時のレンズデータおよび非球面係数は各々、表7および表8に示す通りであり、そのときの収差図は、図4(b)、(c)、(d)に示す通りである。
In the wide-
図4(b)、(c)、(d)に示すように、本形態の広角レンズ40では、接合レンズ44の接合面に非球面を使用できるので、少ない枚数で、倍率色収差などの諸収差の補正が可能である。特に、色収差を補正できるので、プラスチックレンズを多用しても高解像に対応できる。それ故、本形態の広角レンズ40によれば、プラスチックレンズを多用できる分、軽量小型化および低コスト化を図ることができる。
As shown in FIGS. 4B, 4C, and 4D, in the wide-
10、20、30、40 広角レンズ
15、24、34、44 接合レンズ
10, 20, 30, 40 Wide-
Claims (5)
2枚のプラスチックレンズ同士を接合した接合レンズを含み、
当該接合レンズにおける前記プラスチックレンズの接合面が双方、非球面であって、かつ、下式
|R|<φ/2
R:接合面の中心曲率半径
φ:接合面の光線有効径
を満たしていることを特徴とする広角レンズ。 The horizontal angle of view is 130 ° or more,
Including a cemented lens in which two plastic lenses are cemented together,
Both the cemented surfaces of the plastic lens in the cemented lens are aspheric surfaces, and the following formula | R | <φ / 2
A wide-angle lens characterized in that R: the radius of curvature of the center of the joint surface φ: the effective beam diameter of the joint surface.
含まれるレンズのうち、最も物体側に配置されている単レンズのみがガラスレンズであり、他のレンズが全て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。Among the included lenses, only a single lens arranged closest to the object side is a glass lens, and the other lenses are all plastic lenses.
物体側から順に負のパワーを持つメニスカス単レンズからなる第1群と、A first group of meniscus single lenses having negative power in order from the object side;
負のパワーを持つ単レンズからなる第2群と、A second group of single lenses with negative power;
正のパワーを持つ単レンズからなる第3群と、A third group of single lenses with positive power;
前記接合レンズからなる第4群とから構成されていることを特徴とする広角レンズ。A wide-angle lens comprising the fourth group consisting of the cemented lens.
物体側から順に負のパワーを持つメニスカス単レンズからなる第1群と、A first group of meniscus single lenses having negative power in order from the object side;
負のパワーを持つ単レンズからなる第2群と、A second group of single lenses with negative power;
正のパワーを持つ単レンズからなる第3群と、A third group of single lenses with positive power;
正のパワーを持つ単レンズからなる第4群と、A fourth group of single lenses with positive power;
前記接合レンズからなる第5群とから構成されていることを特徴とする広角レンズ。A wide-angle lens comprising the fifth lens unit comprising the cemented lens.
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