JP4797115B2 - 広角レンズ及び広角レンズを搭載するシステム - Google Patents
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Description
0.15≦ f/D ≦0.20 (1)
23 ≦ νd2 ≦ 40 (2)
85 ≧ νd3 ≧ 50 (3)
ただし、fは、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、及び第4レンズL4の4枚のレンズによって与えられる合成焦点距離であり、Dは、物体側の入射面から結像面までの距離であり、νd2は第2レンズの素材のアッベ数、νd3は第3レンズの素材のアッベ数である。
0.15≦ f/D ≦0.20 (1)
23 ≦ νd2 ≦ 40 (2)
85 ≧ νd3 ≧ 50 (3)
ただし、fは、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、及び第4レンズL4の4枚のレンズによって与えられる合成焦点距離であり、Dは、物体側の入射面から結像面までの距離であり、νd2は第2レンズの素材のアッベ数、νd3は第3レンズの素材のアッベ数である。
0.15≦ f/D ≦0.20 (1)
23 ≦ν d2 ≦ 40 (2)
85 ≧ν d3 ≧ 50 (3)
図1はこの発明の実施形態による広角レンズの構成図である。図1において定義されている面番号や面間隔等の記号は、図2、図6、図10、及び図14において共通して用いるものとする。図1においては、絞りの開口部を線分で示してある。これは、レンズ面から絞り面までの距離を定義するためには、絞り面と光軸との交点が明確に示されなければならないためである。また、実施例1-1〜実施例1-4の撮像レンズのそれぞれの光路図である、図2、図6、図10、及び図14においては、上記の図1とは逆に、絞りの開口部を開けて、開口部の端を始点とした半直線で光を遮断する絞りの本体を示してある。これは、主光線等の光線を記入するために、絞りの実態を反映させて、絞りの開口部を開けて示す必要があるためである。
すなわち、
ri は i番目の面の軸上曲率半径、
di は i番目の面からi+1番目の面までの距離、
ni は i番目の面とi+1番目の面から成るレンズの素材の屈折率及び
νi は i番目の面とi+1番目の面から成るレンズの素材のアッベ数
をそれぞれに示す。
Z = ch2/[1+{1−(1+k)c2h2}+1/2]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10+A12h12+A14h14+A16h16
ただし、
Z : 面頂点に対する接平面からの深さ
c : 面の近軸的曲率
h : 光軸からの高さ
k : 円錐定数
A4: 4次の非球面係数
A6: 6次の非球面係数
A8: 8次の非球面係数
A10: 10次の非球面係数
A12: 12次の非球面係数
A14: 14次の非球面係数
A16: 16次の非球面係数
表1-2、表2-2、表3-2、及び表4-2において、非球面係数を示す数値は指数表示で与えてあり、例えば「e-1」は、「10の-1乗」を意味する。広角レンズの焦点距離fは、1.0 mmに規格化してある。
図2に実施例1-1の広角レンズの断面図を示す。図2に示すように、実施例1-1の広角レンズは、物体側から像側に向かって、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、開口絞りS、及び第4レンズL4の順に配列されて構成されている。
(A)合成焦点距離は1.00 mmである。
(B)光学長Dは、図2に示すようにD=6.062 mmである。
(C)第2レンズL2のアッベ数νd2は表1-1に示すように、νd2=ν3=26.0である。
(D)第3レンズL3のアッベ数νd3は表1-1に示すように、νd3=ν5=57.0である。
よって、
(1) f/D=1.00/5.96=0.1678
(2) νd2=26.0
(3) νd3=57.0
となるので、実施例1-1の広角レンズは、以下の条件式(1)〜(3)のいずれをも満たしている。
0.15≦ f/D ≦0.20 (1)
23 ≦ νd2 ≦ 40 (2)
85 ≧ νd3 ≧ 50 (3)
図6に実施例1-2の広角レンズの断面図を示す。図6に示すように、実施例1-2の広角レンズは、物体側から像側に向かって、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、開口絞りS、及び第4レンズL4の順に配列されて構成されている。
(A)合成焦点距離は1.00 mmである。
(B)光学長Dは、図6に示すようにD=6.049 mmである。
(C)第2レンズL2のアッベ数νd2は表2-1に示すように、νd2=ν3=26.0である。
(D)第3レンズL3のアッベ数νd3は表2-1に示すように、νd3=ν5=57.0である。
よって、
(1) f/D=1.00/5.95=0.1681
(2) νd2=26.0
(3) νd3=57.0
となるので、実施例1-2の広角レンズは、以下の条件式(1)〜(3)のいずれをも満たしている。
0.15≦ f/D ≦0.20 (1)
23 ≦ νd2 ≦ 40 (2)
85 ≧ νd3 ≧ 50 (3)
図10に実施例1-3の広角レンズの断面図を示す。図10に示すように、実施例1-3の広角レンズは、物体側から像側に向かって、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、開口絞りS、及び第4レンズL4の順に配列されて構成されている。
(A)合成焦点距離は1.00 mmである。
(B)光学長Dは、図6に示すようにD=6.070 mmである。
(C)第2レンズL2のアッベ数νd2は表3-1に示すように、νd2=ν3=26.0である。
(D)第3レンズL3のアッベ数νd3は表3-1に示すように、νd3=ν5=57.0である。
よって、
(1) f/D=1.00/5.97=0.1675
(2)νd2=26.0
(3)νd3=57.0
となるので、実施例1-2の広角レンズは、以下の条件式(1)〜(3)のいずれをも満たしている。
0.15≦ f/D ≦0.20 (1)
23 ≦ νd2 ≦ 40 (2)
85 ≧ νd3 ≧ 50 (3)
図14に実施例1-4の広角レンズの断面図を示す。図14に示すように、実施例1-4の広角レンズは、物体側から像側に向かって、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、開口絞りS、及び第4レンズL4の順に配列されて構成されている。
(A)合成焦点距離は1.00 mmである。
(B)光学長Dは、図6に示すようにD=6.023 mmである。
(C)第2レンズL2のアッベ数νd2は表4-1に示すように、νd2=ν3=26.0である。
(D)第3レンズL3のアッベ数νd3は表4-1に示すように、νd3=ν5=57.0である。
よって、
(1) f/D=1.00/5.93=0.1686
(2)νd2=26.0
(3)νd3=57.0
となるので、実施例1-2の広角レンズは、以下の条件式(1)〜(3)のいずれをも満たしている。
0.15≦ f/D ≦0.20 (1)
23 ≦ νd2 ≦ 40 (2)
85 ≧ νd3 ≧ 50 (3)
以上説明した様に、実施例1-1〜1-4のいずれの広角レンズにおいても、CCDやCMOS等を撮像素子として用いる小型カメラに搭載するレンズに必要とされる性能が確保されていることが、試作を通じて明らかとなった。
この発明の広角レンズは、例えば、以下に示すシステムに搭載することが可能である。
図18を参照して、この発明の実施形態の広角レンズを搭載した実施例2-1のシステムについて説明する。
実施例2-2のシステムは、上述の実施例2-1のシステムから出力された第1電気信号をプログラムに従って処理して第2の電気信号を出力する第2の半導体装置を具えるシステムである。
実施例2-3のシステムは、上述の実施例2-2のシステムから出力された第2電気信号に基づいて、事前に規定された機械的な制御を行う被制御装置を含んで構成されるシステムである。
S:開口絞り
L1:第1レンズ
L2:第2レンズ
L3:第3レンズ
L4:第4レンズ
ri:i番目の面の軸上曲率半径
di:i番目の面からi+1番目の面までの距離
10:固体撮像素子
20:情報取得部
22:判断部
24:特定情報生成部
26:第2の半導体装置
28:メイン制御部
30:警報発生部
100:イメージセンサパッケージ
110:ガラス基板
114:接続端子
120:イメージセンサチップ
130:Rカットオフフィルタ
200:プリント回路基板(第1の半導体装置)
300:レンズハウジング
310:水平部
320:延長部
330:レンズ載置部
331:レンズ保持部
332:レンズ固定部
340:突出部
350:接着剤
360:広角レンズ
Claims (16)
- 第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、開口絞りS、及び第4レンズL4から成り、
物体側から像側に向かって、前記第1レンズL1、前記第2レンズL2、前記第3レンズL3、前記開口絞りS、及び前記第4レンズL4の順に配列されて構成され、
前記第1レンズL1は、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズであり、
前記第2レンズL2は、像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズであり、
前記第3レンズL3及び前記第4レンズL4は、正の屈折力を有するレンズであり、
少なくとも、前記第2レンズL2及び前記第3レンズL3の両面が非球面とされており、
以下の条件を満たすことを特徴とする広角レンズ。
0.15≦ f/D ≦0.20 (1)
23 ≦ νd2 ≦ 40 (2)
85 ≧ νd3 ≧ 50 (3)
ただし、
f:前記第1レンズL1、前記第2レンズL2、前記第3レンズL3、及び前記第4レンズL4の4枚のレンズによって与えられる合成焦点距離
D:物体側の入射面から結像面までの距離
νd2:前記第2レンズの素材のアッベ数
νd3:前記第3レンズの素材のアッベ数
である。 - 請求項1に記載の広角レンズであって、
前記第1レンズL1は、光学ガラスまたは光学樹脂を素材として形成されたレンズであり、
前記第2レンズL2及び前記第3レンズL3は、光学樹脂を素材として形成されたレンズであり、
前記第4レンズL4は、光学ガラスまたは光学樹脂を素材として形成されたレンズである、
ことを特徴とする広角レンズ。 - 請求項2に記載の広角レンズであって、
前記第1レンズL1は、光学樹脂を素材として形成されたレンズであり、
前記第2レンズL2は、光学樹脂を素材として形成されたレンズであり、
前記第3レンズL3は、光学樹脂を素材として形成されたレンズであり、
前記第4レンズL4は、光学ガラスを素材として形成されたレンズである、
ことを特徴とする広角レンズ。 - 請求項2に記載の広角レンズであって、
前記第1レンズL1は、光学ガラスを素材として形成されたレンズであり、
前記第2レンズL2は、光学樹脂を素材として形成されたレンズであり、
前記第3レンズL3は、光学樹脂を素材として形成されたレンズであり、
前記第4レンズL4は、光学ガラスを素材として形成されたレンズである、
ことを特徴とする広角レンズ。 - 請求項2に記載の広角レンズであって、
前記第1レンズL1は、光学樹脂を素材として形成されたレンズであり、
前記第2レンズL2は、光学樹脂を素材として形成されたレンズであり、
前記第3レンズL3は、光学樹脂を素材として形成されたレンズであり、
前記第4レンズL4は、光学樹脂を素材として形成されたレンズである、
ことを特徴とする広角レンズ。 - 請求項2に記載の広角レンズであって、
前記第1レンズL1は、シクロオレフィン系プラスチックを素材として形成されたレンズであり、
前記第2レンズL2は、ポリカーボネート系プラスチックを素材として形成されたレンズであり、
前記第3レンズL3は、シクロオレフィン系プラスチックを素材として形成されたレンズであり、
前記第4レンズL4は、クラウンガラスを素材として形成されたレンズである、
ことを特徴とする広角レンズ。 - 請求項2に記載の広角レンズであって、
前記第1レンズL1は、クラウンガラスを素材として形成されたレンズであり、
前記第2レンズL2は、ポリカーボネート系プラスチックを素材として形成されたレンズであり、
前記第3レンズL3は、シクロオレフィン系プラスチックを素材として形成されたレンズであり、
前記第4レンズL4は、クラウンガラスを素材として形成されたレンズである、
ことを特徴とする広角レンズ。 - 請求項2に記載の広角レンズであって、
前記第1レンズL1は、シクロオレフィン系プラスチックを素材として形成されたレンズであり、
前記第2レンズL2は、ポリカーボネート系プラスチックを素材として形成されたレンズであり、
前記第3レンズL3は、シクロオレフィン系プラスチックを素材として形成されたレンズであり、
前記第4レンズL4は、シクロオレフィン系プラスチックを素材として形成されたレンズである、
ことを特徴とする広角レンズ。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の広角レンズは、撮像レンズであることを特徴とする広角レンズ。
- 広角レンズと、
当該広角レンズを介して受光した光学画像情報を、当該広角レンズの像側に配置された半導体チップを介して第1の電気信号に変換する第1の半導体装置と、を備え、
前記広角レンズは、
第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、開口絞りS、及び第4レンズL4から成り、
物体側から像側に向かって、前記第1レンズL1、前記第2レンズL2、前記第3レンズL3、前記開口絞りS、及び前記第4レンズL4の順に配列されて構成され、
前記第1レンズL1は、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズであり、
前記第2レンズL2は、像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズであり、
前記第3レンズL3及び前記第4レンズL4は、正の屈折力を有するレンズであり、
少なくとも、前記第2レンズL2及び前記第3レンズL3のそれぞれの両面が非球面とされており、
以下の条件を満たすことを特徴とするシステム。
0.15≦ f/D ≦0.20 (1)
23 ≦ νd2 ≦ 40 (2)
85 ≧ νd3 ≧ 50 (3)
ただし、
f:前記第1レンズL1、前記第2レンズL2、前記第3レンズL3、及び前記第4レンズL4の4枚のレンズによって与えられる合成焦点距離
D:物体側の入射面から結像面までの距離
νd2:前記第2レンズの素材のアッベ数
νd3:前記第3レンズの素材のアッベ数
である。 - 請求項10に記載のシステムであって、
前記第1レンズL1は、光学ガラスまたは光学樹脂を素材として形成されたレンズであり、
前記第2レンズL2及び前記第3レンズL3は、光学樹脂を素材として形成されたレンズであり、
前記第4レンズL4は、光学ガラスまたは光学樹脂を素材として形成されたレンズである
ことを特徴とするシステム。 - 請求項11に記載のシステムであって、
前記第1レンズL1は、光学ガラスを素材として形成されたレンズであり、
前記第2レンズL2は、光学樹脂を素材として形成されたレンズであり、
前記第3レンズL3は、光学樹脂を素材として形成されたレンズであり、
前記第4レンズL4は、光学ガラスを素材として形成されたレンズである、
ことを特徴とするシステム。 - 請求項11に記載のシステムであって、
前記第1レンズL1は、光学樹脂を素材として形成されたレンズであり、
前記第2レンズL2は、光学樹脂を素材として形成されたレンズであり、
前記第3レンズL3は、光学樹脂を素材として形成されたレンズであり、
前記第4レンズL4は、光学樹脂を素材として形成されたレンズである、
ことを特徴とするシステム。 - 更に、前記第1の半導体装置が出力する前記第1の電気信号が供給され、プログラムに従って前記第1の電気信号を処理して第2の電気信号を生成し、出力する第2の半導体装置を具える、ことを特徴とする請求項10〜13のいずれか一項に記載のシステム。
- 更に、前記第2の半導体装置が出力する前記第2の電気信号が供給され、前記第2の電気信号に基づいて、予め規定された制御を行う被制御装置を含む、ことを特徴とする請求項14に記載のシステム。
- 請求項10〜15のいずれか一項に記載のシステムにおいて、前記広角レンズは撮像レンズである、ことを特徴とするシステム。
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