JP5064154B2 - 超広角レンズ - Google Patents
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Description
本発明は、画角が広い超広角レンズ（魚眼レンズを含む）に関するものである。
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、複数枚のレンズを組み合わせて色収差補正をしている。例えば、４群５枚のレンズ構成で画角を広げたものが提案されている（特許文献１、２参照）。
しかしながら、特許文献１、２に記載の構成では、画角が１００°以下であるため、５群６枚のレンズ構成で１００°以上の画角を実現したものが提案されている（特許文献３〜５参照）。
特開２００６−１４５７７０号公報
特開平９−２２２５５８号公報
特開２００６−１１９３６８号公報
特開２００３−２３２９９８号公報
特開２００６−１７１５９７号公報
しかしながら、前記の用途などで使用されるレンズには、小型軽量かつ低コストなもので１００°を超えるものが要求されており、上記特許文献３〜５に開示のレンズでは対応できない。小型軽量かつ低コストという要求について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、さらには１５０°以上の超広角レンズ、さらには、画角が１８０°以上の魚眼レンズと称せられる超広角レンズとなると、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。
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超広角レンズを提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の超広角レンズでは、
４群５枚のレンズ構成を有し、
５枚のレンズのうちの少なくとも４枚のレンズがプラスチックレンズからなり、
物体側から第４番目のレンズと物体側から第５番目のレンズとは、接合された１枚の接合レンズを構成しており、
前記接合レンズは、第４群のレンズであり、
少なくとも４つのレンズ面が非球面であり、
一つの非球面が前記接合レンズの接合面に形成されており、
以下の条件式（１）〜（４）を満たすことを特徴とする。
｜Ｘ θ ／Ｒ ０ ｜≧２．６１３１３５ （１）
｜（θ／２）／Ｒ ０ ｜≧２．５６３７５ （２）
｜（θ／２）／Ｘ θ ｜≦１．０４７３６ （３）
ｎ ｄ ≦１．５２９９６ かつ ν ｄ ≧５５．８ （４）
θ：前記接合面の有効径
Ｘ θ ：前記接合面の有効径θにおける非球面量
Ｒ ０ ：前記接合面における中心曲率半径
ｎ ｄ ：物体側から第１番目のレンズのｄ線における屈折率
ν ｄ ：物体側から第１番目のレンズのＡｂｂｅ数
４群５枚のレンズ構成を有し、
５枚のレンズのうちの少なくとも４枚のレンズがプラスチックレンズからなり、
物体側から第４番目のレンズと物体側から第５番目のレンズとは、接合された１枚の接合レンズを構成しており、
前記接合レンズは、第４群のレンズであり、
少なくとも４つのレンズ面が非球面であり、
一つの非球面が前記接合レンズの接合面に形成されており、
以下の条件式（１）〜（４）を満たすことを特徴とする。
｜Ｘ θ ／Ｒ ０ ｜≧２．６１３１３５ （１）
｜（θ／２）／Ｒ ０ ｜≧２．５６３７５ （２）
｜（θ／２）／Ｘ θ ｜≦１．０４７３６ （３）
ｎ ｄ ≦１．５２９９６ かつ ν ｄ ≧５５．８ （４）
θ：前記接合面の有効径
Ｘ θ ：前記接合面の有効径θにおける非球面量
Ｒ ０ ：前記接合面における中心曲率半径
ｎ ｄ ：物体側から第１番目のレンズのｄ線における屈折率
ν ｄ ：物体側から第１番目のレンズのＡｂｂｅ数
本発明を適用した超広角レンズでは、４群５枚のレンズ構成を有し、かつ、５枚のレンズのうちの少なくとも４枚のレンズがプラスチックレンズからなるため、画角が１３０°以上、さらには１５０°以上の超広角レンズ、さらには、画角が１８０°以上の魚眼レンズと称せられる超広角レンズを構成した場合でも、小型軽量、かつ、低コストのいずれにも対応することができる。また、計９つの面のうち、少なくとも４つの面が非球面であるため、少ない枚数で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。
また、本発明によれば、接合面に非球面を使用することによって、プラスチックレンズの接合でも、色収差を補正することが出来る。また、本発明では、条件式（４）を満たせば、最も物体側のレンズについてはガラス材料およびプラスチック材料のいずれをレンズ素材として用いてもよい。
本発明において、水平画角は１９０°とすることができる。
本発明において、前記５枚のレンズのうち、物体側から第１番目のレンズは、負のパワーを有し、物体側から第２番目のレンズは、負のパワーを有し、物体側から第３番目のレンズは、正あるいは負のパワーを有し、物体側から第４番目のレンズは、負のパワーを有し、物体側から第５番目のレンズは、正のパワーを有していることが望ましい。
本発明において、前記５枚のレンズのうち、物体側から第２番目のレンズ、物体側から第３番目のレンズ、物体側から第４番目のレンズおよび物体側から第５番目のレンズは、前記プラスチックレンズであり、物体側から第２番目のレンズの物体側のレンズ面および像面側のレンズ面、物体側から第３番目のレンズの物体側のレンズ面および像面側のレンズ面、並びに、前記接合レンズの物体側のレンズ面および像面側のレンズ面は、いずれも非球面とすることができる。
本発明を適用した超広角レンズでは、４群５枚のレンズ構成を有し、かつ、５枚のレンズのうちの少なくとも４枚のレンズがプラスチックレンズからなるため、画角が１３０°以上、さらには１５０°以上の超広角レンズ、さらには、画角が１８０°以上の魚眼レンズと称せられる超広角レンズを構成した場合でも、小型軽量、かつ、低コストのいずれにも対応することができる。また、計９つの面のうち、少なくとも４つの面が非球面であるため、少ない枚数で収差を補正できる。また、接合面に非球面を使用することによって、プラスチックレンズの接合でも、色収差を補正することができるので、プラスチックレンズを多用しても高解像に対応できる。
図面を参照して、本発明を適用した超広角レンズを説明する。なお、以下の説明においては、特別な指示がない限り、その単位はｍｍである。
本願発明者は、少ないレンズ枚数で超広角レンズを構成するにあたって、各種シミュレーションを行なった結果、少なくとも４つの面が非球面にすれば、５枚のレンズのうちの少なくとも４枚のレンズをプラスチックレンズとした４群５枚のレンズ構成であっても、画角が１３０°以上の広角レンズを得ることができるという知見を得た。
また、本願発明者は、さらに、４つの面のうちの１面は接合レンズの接合面であって、以下の条件式を満たせば、画角が１５０°以上の広角レンズ、さらには、画角が１８０°以上の魚眼レンズと称せられる超広角レンズを構成することができるという知見を得た。すなわち、
接合レンズにおける接合面の有効径θにおける非球面量Ｘθ、および当該接合面における中心曲率半径Ｒ０は、以下の条件式（１）
｜Ｘθ／Ｒ０｜≧１．１ ・・・ 条件式（１）
を満たし、かつ、
前記接合面の有効径θ、および当該接合面における中心曲率半径Ｒ０は、以下の条件式（２）
｜（θ／２）／Ｒ０｜≧１．２ ・・・ 条件式（２）
を満たし、かつ、
前記接合面の有効径θ、および当該接合面の有効径θにおける非球面量Ｘθは、以下の条件式（３）
｜（θ／２）／Ｘθ｜≦１．７ ・・・ 条件式（３）
を満たしている構成を採用すれば、画角が１５０°以上の広角レンズ、さらには、画角が１８０°以上の魚眼レンズと称せられる超広角レンズを構成することができる。
接合レンズにおける接合面の有効径θにおける非球面量Ｘθ、および当該接合面における中心曲率半径Ｒ０は、以下の条件式（１）
｜Ｘθ／Ｒ０｜≧１．１ ・・・ 条件式（１）
を満たし、かつ、
前記接合面の有効径θ、および当該接合面における中心曲率半径Ｒ０は、以下の条件式（２）
｜（θ／２）／Ｒ０｜≧１．２ ・・・ 条件式（２）
を満たし、かつ、
前記接合面の有効径θ、および当該接合面の有効径θにおける非球面量Ｘθは、以下の条件式（３）
｜（θ／２）／Ｘθ｜≦１．７ ・・・ 条件式（３）
を満たしている構成を採用すれば、画角が１５０°以上の広角レンズ、さらには、画角が１８０°以上の魚眼レンズと称せられる超広角レンズを構成することができる。
ここで、上記の条件式（１）、（２）、（３）のうち、条件式（１）、（３）の双方を満たしている構成、条件式（２）、（３）の双方を満たしている構成を採用してもよい。さらには、上記の条件式（１）を満たしている構成、上記の条件式（２）を満たしている構成、あるいは上記の条件式（３）を満たしている構成を採用してもよい。
また、上記の条件式（１）、（２）、（３）に代えて、以下の条件式（１ａ）、（２ａ）、（３ａ）
｜Ｘθ／Ｒ０｜≧２．０ ・・・ 条件式（１ａ）
｜（θ／２）／Ｒ０｜≧２．０ ・・・ 条件式（２ａ）
｜（θ／２）／Ｘθ｜≦１．５ ・・・ 条件式（３ａ）
を満たせば、さらに大きな画角、明るいＦナンバーを設定した場合でも、色収差を解消することができる。
｜Ｘθ／Ｒ０｜≧２．０ ・・・ 条件式（１ａ）
｜（θ／２）／Ｒ０｜≧２．０ ・・・ 条件式（２ａ）
｜（θ／２）／Ｘθ｜≦１．５ ・・・ 条件式（３ａ）
を満たせば、さらに大きな画角、明るいＦナンバーを設定した場合でも、色収差を解消することができる。
また、５枚のレンズのうち、最も物体側のレンズは、屈折率ｎｄおよびＡｂｂｅ数νｄが以下の条件式（４）
ｎｄ≦１．５５ かつ νｄ≧５０ ・・・ 条件式（４）
を満たしていることが好ましい。
ｎｄ≦１．５５ かつ νｄ≧５０ ・・・ 条件式（４）
を満たしていることが好ましい。
以下、本発明を適用した超広角レンズの具体的な構成例を説明する。実施例１、２は本発明を適用した超広角レンズであり、参考例１〜５は基本的な構成が実施例１、２と同様の参考例の超広角レンズである。以下に示す実施例１、２および参考例１〜５に用いた接合レンズの接合面における中心曲率半径Ｒ０、接合面の有効径θにおける非球面量Ｘθ、接合面の有効径θ／２の値については表１にまとめて示してある。また、上記の条件式（１）〜（３）に示す以下の値
｜Ｘθ／Ｒ０｜
｜（θ／２）／Ｒ０｜
｜（θ／２）／Ｘθ｜
についても、表１にまとめて示してある。なお、小数点下位６桁目の値については、計算の都合上、表２〜８に示す値を用いて計算した値と、表１に示す値が相違している場合がある。
｜Ｘθ／Ｒ０｜
｜（θ／２）／Ｒ０｜
｜（θ／２）／Ｘθ｜
についても、表１にまとめて示してある。なお、小数点下位６桁目の値については、計算の都合上、表２〜８に示す値を用いて計算した値と、表１に示す値が相違している場合がある。
なお、以下に説明する実施例１、２および参考例１〜５では、５枚のレンズのうち、物体側から第１番目のレンズ、および物体側から第２番目のレンズは負のパワーを有し、物体側から第３番目のレンズは、正のパワーを有し、物体側から第４番目のレンズと物体側から第５番目のレンズは、正のパワーを有するレンズと負のパワーを有するレンズが接合された接合レンズを構成しているが、物体側から第３番目のレンズは、負のパワーを有していてもよい。また、以下に説明する実施例１、２および参考例１〜４では、物体側から第４番目のレンズと物体側から第５番目のレンズが構成する接合レンズにおいて、物体側から第４番目のレンズは負のパワーを有し、物体側から第５番目のレンズは正のパワーを有するが、参考例５では、物体側から第４番目のレンズが正のパワーを有し、物体側から第５番目のレンズは負のパワーを有している。さらに、以下に説明する実施例１、２および参考例１〜５では、非球面の数が６つ、あるいは７つであったが、４つ以上であればよい。
また、以下に説明する実施例１、２および参考例１〜５では、物体側から第３番目のレンズと第４番目のレンズの間に絞りが配置されているが、絞りについては、物体側から第２番目のレンズと第３番目のレンズの間に配置してもよい。
さらに、射影方式については、立体射影方式、等距離射影方式、等立体射影方式、正射影方式のいずれにも対応でき、かつ、画角と像高が所定の関係式をもった射影方式にも対応することができる。
（参考例１）
図１（ａ）、（ｂ）は各々、参考例１に係る超広角レンズの説明図、およびこの超広角レンズの倍率色収差を示す収差図である。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り、面ナンバーの後ろに「＊」を付した面は非球面であることを示す。また、図１（ｂ）には、Ｆ線に対する収差については実線Ｆで示し、Ｃ線に対する収差については実線Ｃで示してある。
図１（ａ）、（ｂ）は各々、参考例１に係る超広角レンズの説明図、およびこの超広角レンズの倍率色収差を示す収差図である。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り、面ナンバーの後ろに「＊」を付した面は非球面であることを示す。また、図１（ｂ）には、Ｆ線に対する収差については実線Ｆで示し、Ｃ線に対する収差については実線Ｃで示してある。
図１（ａ）に示すように、本例の超広角レンズ１０（魚眼レンズ）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、正のパワーを有する接合レンズ１５からなる第４群とから構成されている。接合レンズ１５において、物体側から第４番目のレンズ１５１は負のパワーを有し、物体側から第５番目のレンズ１５２は正のパワーを有している。また、単レンズ１３と接合レンズ１５との間には絞り１４が配置され、接合レンズ１５の後方にはカバーガラス１６が配置されている。
本例の超広角レンズ１０において、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）はいずれも、プラスチックレンズである。また、接合レンズ１５（第４群）を構成するレンズ１５１、１５２はいずれもプラスチックレンズである。
ここで、メニスカス単レンズ１１は、
屈折率ｎｄ＝１．５１６８
Ａｂｂｅ数νｄ＝６４．２
であり、条件式（４）を満たしている。
屈折率ｎｄ＝１．５１６８
Ａｂｂｅ数νｄ＝６４．２
であり、条件式（４）を満たしている。
かかる構成の超広角レンズ１０における各レンズデータおよび非球面係数は、表２に示す通りであり、第３面、第４面、第５面、第６面、第８面、第９面および第１０面の計７面が非球面である。
なお、表２に示す非球面係数は、下記の非球面関数
Ｘ＝ＣＹ2／〔１＋√｛１−（Ｋ＋１）Ｃ2Ｙ2｝〕
＋Ａ4Ｙ4＋Ａ 6 Ｙ 6 ＋Ａ8Ｙ8＋Ａ10Ｙ10
Ｃ＝１／Ｒ
における各係数に相当する。従って、上式に有効径θ／２を代入すれば、接合レンズ１５の接合面の有効径θにおける非球面量Ｘθを求めることができる。
Ｘ＝ＣＹ2／〔１＋√｛１−（Ｋ＋１）Ｃ2Ｙ2｝〕
＋Ａ4Ｙ4＋Ａ 6 Ｙ 6 ＋Ａ8Ｙ8＋Ａ10Ｙ10
Ｃ＝１／Ｒ
における各係数に相当する。従って、上式に有効径θ／２を代入すれば、接合レンズ１５の接合面の有効径θにおける非球面量Ｘθを求めることができる。
このように構成した超広角レンズ１０では、接合レンズ１５におけるレンズ１５１、１５２の接合面は、
中心曲率半径Ｒ０＝０．４５１１３≒０．４５１
有効径θにおける非球面量Ｘθ＝０．７０２０１６
有効径θ／２＝０．８５５５
である。
中心曲率半径Ｒ０＝０．４５１１３≒０．４５１
有効径θにおける非球面量Ｘθ＝０．７０２０１６
有効径θ／２＝０．８５５５
である。
このため、｜Ｘθ／Ｒ０｜＝１．５５６１２８であり、条件式（１）を満たしている。また、｜（θ／２）／Ｒ０｜＝１．８９６３４９であり、条件式（２）を満たしている。さらに、｜（θ／２）／Ｘθ｜＝１．２１８６３４であり、条件式（３）を満たしている。さらにまた、条件式（３ａ）を満たしている。
このように構成した超広角レンズ１０の焦点距離は０．８３４であり、画角は１９０°である。このように本例の超広角レンズ１０では、４群５枚のレンズ構成を有し、かつ、５枚のレンズのうちの少なくとも４枚のレンズがプラスチックレンズからなるため、画角が１８０°以上の魚眼レンズと称せられる超広角レンズを構成した場合でも、小型軽量、かつ、低コストのいずれにも対応することができる。また、計９つの面のうち、少なくとも４つの面が非球面であるため、図１（ｂ）に示すように、少ない枚数で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、車載、住宅設備の周辺監視、セキュリティ用の光学センサに適用可能な１．３Ｍ程度の高解像を実現することができ、近赤外域の光線の焦点位置ずれを抑制できるので、近赤外域でも画質を大きく劣化させずに済む。
また、実施例１、２および参考例１〜５の全てでセンサ面からの光学全長が１４ｍｍ以下で物体側レンズの有効径がφ１４ｍｍ以下であるので、撮像装置の小型化を図ることもできる。さらに、光学センサの視野角を１９０°とすることができるので、天井などに配置すると、死角が少なくなるので、光学センサ（監視カメラ）を動かすことなく、部屋全体を監視できる。
（参考例２）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、参考例２に係る超広角レンズの説明図、およびこの超広角レンズの倍率色収差を示す収差図である。なお、以下に説明する実施例１、２および参考例２〜５の広角レンズは、基本的な構成が参考例１と同様であるため、共通する部分の説明を省略する。
図２（ａ）、（ｂ）は各々、参考例２に係る超広角レンズの説明図、およびこの超広角レンズの倍率色収差を示す収差図である。なお、以下に説明する実施例１、２および参考例２〜５の広角レンズは、基本的な構成が参考例１と同様であるため、共通する部分の説明を省略する。
図２（ａ）に示すように、本例の超広角レンズ２０（魚眼レンズ）も、参考例１と同様、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、正のパワーを有する接合レンズ２５からなる第４群とから構成されている。接合レンズ２５において、物体側から第４番目のレンズ２５１は負のパワーを有し、物体側から第５番目のレンズ２５２は正のパワーを有している。また、単レンズ２３と接合レンズ２５との間には絞り２４が配置され、接合レンズ２５の後方にはカバーガラス２６が配置されている。
本例の超広角レンズ２０において、メニスカス単レンズ２１（第１群）はガラスレンズであるが、単レンズ２２（第２群）、単レンズ２３（第３群）、および接合レンズ２５（第４群）を構成するレンズ２５１、２５２はいずれもプラスチックレンズである。
ここで、メニスカス単レンズ２１は、
屈折率ｎｄ＝１．５１６８
Ａｂｂｅ数νｄ＝６４．２
であり、条件式（４）を満たしている。
屈折率ｎｄ＝１．５１６８
Ａｂｂｅ数νｄ＝６４．２
であり、条件式（４）を満たしている。
かかる構成の超広角レンズ２０における各レンズデータおよび非球面係数は、表３に示す通りであり、第３面、第４面、第５面、第６面、第８面、第９面および第１０面の計７面が非球面である。
このように構成した超広角レンズ２０では、接合レンズ２５におけるレンズ２５１、２５２の接合面は、
中心曲率半径Ｒ０＝０．７００
有効径θにおける非球面量Ｘθ＝０．７９６４２１
有効径θ／２＝１．１１８５
である。
中心曲率半径Ｒ０＝０．７００
有効径θにおける非球面量Ｘθ＝０．７９６４２１
有効径θ／２＝１．１１８５
である。
かかる超広角レンズ２０は、｜Ｘθ／Ｒ０｜＝１．１３７７４５であり、条件式（１）を満たしている。また、｜（θ／２）／Ｒ０｜＝１．５９７８５７であり、条件式（２）を満たしている。さらに、｜（θ／２）／Ｘθ｜＝１．４０４４０７であり、条件式（３）を満たしている。さらにまた、条件式（３ａ）を満たしている。
このように構成した超広角レンズ２０の焦点距離は０．８であり、画角は１９０°である。
（実施例１）
図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施例１に係る超広角レンズの説明図、およびこの超広角レンズの倍率色収差を示す収差図である。図３（ａ）に示すように、本例の超広角レンズ３０（魚眼レンズ）も、参考例１と同様、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、正のパワーを有する接合レンズ３５からなる第４群とから構成されている。接合レンズ３５において、物体側から第４番目のレンズ３５１は負のパワーを有し、物体側から第５番目のレンズ３５２は正のパワーを有している。また、単レンズ３３と接合レンズ３５との間には絞り３４が配置され、接合レンズ３５の後方にはカバーガラス３６が配置されている。
図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施例１に係る超広角レンズの説明図、およびこの超広角レンズの倍率色収差を示す収差図である。図３（ａ）に示すように、本例の超広角レンズ３０（魚眼レンズ）も、参考例１と同様、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、正のパワーを有する接合レンズ３５からなる第４群とから構成されている。接合レンズ３５において、物体側から第４番目のレンズ３５１は負のパワーを有し、物体側から第５番目のレンズ３５２は正のパワーを有している。また、単レンズ３３と接合レンズ３５との間には絞り３４が配置され、接合レンズ３５の後方にはカバーガラス３６が配置されている。
本例の超広角レンズ３０において、メニスカス単レンズ３１（第１群）はガラスレンズであるが、単レンズ３２（第２群）、単レンズ３３（第３群）、および接合レンズ３５（第４群）を構成するレンズ３５１、３５２はいずれもプラスチックレンズである。
ここで、メニスカス単レンズ３１は、
屈折率ｎｄ＝１．５１６８
Ａｂｂｅ数νｄ＝６４．２
であり、条件式（４）を満たしている。
屈折率ｎｄ＝１．５１６８
Ａｂｂｅ数νｄ＝６４．２
であり、条件式（４）を満たしている。
かかる構成の超広角レンズ３０における各レンズデータおよび非球面係数は、表４に示す通りであり、第３面、第４面、第５面、第６面、第８面、第９面および第１０面の計７面が非球面である。
このように構成した超広角レンズ３０では、接合レンズ３５におけるレンズ３５１、３５２の接合面は、
中心曲率半径Ｒ０＝０．４００
有効径θにおける非球面量Ｘθ＝１．０４５２５４
有効径θ／２＝１．０２５５
である。
中心曲率半径Ｒ０＝０．４００
有効径θにおける非球面量Ｘθ＝１．０４５２５４
有効径θ／２＝１．０２５５
である。
かかる超広角レンズ３０は、｜Ｘθ／Ｒ０｜＝２．６１３１３５であり、条件式（１）を満たしている。また、｜（θ／２）／Ｒ０｜＝２．５６３７５であり、条件式（２）を満たしている。さらに、｜（θ／２）／Ｘθ｜＝０．９８１１０１であり、条件式（３）を満たしている。さらにまた、条件式（１ａ）、（２ａ）、（３ａ）を満たしている。
このように構成した超広角レンズ３０の焦点距離は１．０９であり、画角は１９０°である。
（参考例３）
図４（ａ）、（ｂ）は各々、参考例３に係る超広角レンズの説明図、およびこの超広角レンズの倍率色収差を示す収差図である。図４（ａ）に示すように、本例の超広角レンズ４０も、参考例１と同様、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、正のパワーを有する接合レンズ４５からなる第４群とから構成されている。接合レンズ４５において、物体側から第４番目のレンズ４５１は負のパワーを有し、物体側から第５番目のレンズ４５２は正のパワーを有している。また、単レンズ４３と接合レンズ４５との間には絞り４４が配置され、接合レンズ４５の後方にはカバーガラス４６が配置されている。
図４（ａ）、（ｂ）は各々、参考例３に係る超広角レンズの説明図、およびこの超広角レンズの倍率色収差を示す収差図である。図４（ａ）に示すように、本例の超広角レンズ４０も、参考例１と同様、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、正のパワーを有する接合レンズ４５からなる第４群とから構成されている。接合レンズ４５において、物体側から第４番目のレンズ４５１は負のパワーを有し、物体側から第５番目のレンズ４５２は正のパワーを有している。また、単レンズ４３と接合レンズ４５との間には絞り４４が配置され、接合レンズ４５の後方にはカバーガラス４６が配置されている。
本例の超広角レンズ４０において、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）、単レンズ４３（第３群）、および接合レンズ４５（第４群）を構成するレンズ４５１、４５２はいずれもプラスチックレンズである。
ここで、メニスカス単レンズ４１は、
屈折率ｎｄ＝１．５１６８
Ａｂｂｅ数νｄ＝６４．２
であり、条件式（４）を満たしている。
屈折率ｎｄ＝１．５１６８
Ａｂｂｅ数νｄ＝６４．２
であり、条件式（４）を満たしている。
かかる構成の超広角レンズ４０における各レンズデータおよび非球面係数は、表５に示す通りであり、第３面、第４面、第５面、第６面、第８面、第９面および第１０面の計７面が非球面である。
このように構成した超広角レンズ４０では、接合レンズ４５におけるレンズ４５１、４５２の接合面は、
中心曲率半径Ｒ０＝０．４５３７２６≒０．４５４
有効径θにおける非球面量Ｘθ＝０．７８３８１５
有効径θ／２＝１．０２８５
である。
中心曲率半径Ｒ０＝０．４５３７２６≒０．４５４
有効径θにおける非球面量Ｘθ＝０．７８３８１５
有効径θ／２＝１．０２８５
である。
かかる超広角レンズ４０は、｜Ｘθ／Ｒ０｜＝１．７２７５０７であり、条件式（１）を満たしている。また、｜（θ／２）／Ｒ０｜＝２．２６６７８８であり、条件式（２）を満たしている。さらに、｜（θ／２）／Ｘθ｜＝１．３１２１７３であり、条件式（３）を満たしている。さらにまた、条件式（２ａ）、（３ａ）を満たしている。
このように構成した超広角レンズ４０の焦点距離は１．０５であり、画角は１６０°である。
（実施例２）
図５（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施例２に係る超広角レンズの説明図、およびこの超広角レンズの倍率色収差を示す収差図である。図５（ａ）に示すように、本例の超広角レンズ５０（魚眼レンズ）も、参考例１と同様、物体側から順に負のパワーを持つメニスカス単レンズ５１からなる第１群と、負のパワーを持つ単レンズ５２からなる第２群と、正のパワーを持つ単レンズ５３からなる第３群と、正のパワーを有する接合レンズ５５からなる第４群とから構成されている。接合レンズ５５において、物体側から第４番目のレンズ５５１は負のパワーを有し、物体側から第５番目のレンズ５５２は正のパワーを有している。また、単レンズ５３と接合レンズ５５との間には絞り５４が配置され、接合レンズ５５の後方にはカバーガラス５６が配置されている。
図５（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施例２に係る超広角レンズの説明図、およびこの超広角レンズの倍率色収差を示す収差図である。図５（ａ）に示すように、本例の超広角レンズ５０（魚眼レンズ）も、参考例１と同様、物体側から順に負のパワーを持つメニスカス単レンズ５１からなる第１群と、負のパワーを持つ単レンズ５２からなる第２群と、正のパワーを持つ単レンズ５３からなる第３群と、正のパワーを有する接合レンズ５５からなる第４群とから構成されている。接合レンズ５５において、物体側から第４番目のレンズ５５１は負のパワーを有し、物体側から第５番目のレンズ５５２は正のパワーを有している。また、単レンズ５３と接合レンズ５５との間には絞り５４が配置され、接合レンズ５５の後方にはカバーガラス５６が配置されている。
本例の超広角レンズ５０においては、参考例１と違って、メニスカス単レンズ５１（第１群）、単レンズ５２（第２群）、単レンズ５３（第３群）、および接合レンズ５５（第４群）を構成するレンズ５５１、５５２はいずれもプラスチックレンズである。
ここで、メニスカス単レンズ５１は、
屈折率ｎｄ＝１．５２９９６
Ａｂｂｅ数νｄ＝５５．８
であり、条件式（４）を満たしている。
屈折率ｎｄ＝１．５２９９６
Ａｂｂｅ数νｄ＝５５．８
であり、条件式（４）を満たしている。
かかる構成の超広角レンズ５０における各レンズデータおよび非球面係数は、表６に示す通りであり、第３面、第４面、第５面、第６面、第８面、第９面および第１０面の計７面が非球面である。
このように構成した超広角レンズ５０では、接合レンズ５５におけるレンズ５５１、５５２の接合面は、
中心曲率半径Ｒ０＝０．４００
有効径θにおける非球面量Ｘθ＝１．１３９５３２
有効径θ／２＝１．１９３５
である。
中心曲率半径Ｒ０＝０．４００
有効径θにおける非球面量Ｘθ＝１．１３９５３２
有効径θ／２＝１．１９３５
である。
かかる超広角レンズ５０は、｜Ｘθ／Ｒ０｜＝２．８４８８３であり、条件式（１）を満たしている。また、｜（θ／２）／Ｒ０｜＝２．９８３７５であり、条件式（２）を満たしている。さらに、｜（θ／２）／Ｘθ｜＝１．０４７３６であり、条件式（３）を満たしている。さらにまた、条件式（１ａ）、（２ａ）、（３ａ）を満たしている。
このように構成した超広角レンズ５０の焦点距離は０．８２であり、画角は１９０°である。
（参考例４）
図６（ａ）、（ｂ）は各々、参考例４に係る超広角レンズの説明図、およびこの超広角レンズの倍率色収差を示す収差図である。図６（ａ）に示すように、本例の超広角レンズ６０（魚眼レンズ）も、参考例１と同様、物体側から順に負のパワーを持つメニスカス単レンズ６１からなる第１群と、負のパワーを持つ単レンズ６２からなる第２群と、正のパワーを持つ単レンズ６３からなる第３群と、正のパワーを有する接合レンズ６５からなる第４群とから構成されている。接合レンズ６５において、物体側から第４番目のレンズ６５１は負のパワーを有し、物体側から第５番目のレンズ６５２は正のパワーを有している。また、単レンズ６３と接合レンズ６５との間には絞り６４が配置され、接合レンズ６５の後方にはカバーガラス６６が配置されている。
図６（ａ）、（ｂ）は各々、参考例４に係る超広角レンズの説明図、およびこの超広角レンズの倍率色収差を示す収差図である。図６（ａ）に示すように、本例の超広角レンズ６０（魚眼レンズ）も、参考例１と同様、物体側から順に負のパワーを持つメニスカス単レンズ６１からなる第１群と、負のパワーを持つ単レンズ６２からなる第２群と、正のパワーを持つ単レンズ６３からなる第３群と、正のパワーを有する接合レンズ６５からなる第４群とから構成されている。接合レンズ６５において、物体側から第４番目のレンズ６５１は負のパワーを有し、物体側から第５番目のレンズ６５２は正のパワーを有している。また、単レンズ６３と接合レンズ６５との間には絞り６４が配置され、接合レンズ６５の後方にはカバーガラス６６が配置されている。
本例の超広角レンズ６０において、メニスカス単レンズ６１（第１群）はガラスレンズであるが、単レンズ６２（第２群）、単レンズ６３（第３群）、および接合レンズ６５（第４群）を構成するレンズ６５１、６５２はいずれもプラスチックレンズである。
ここで、メニスカス単レンズ６１は、
屈折率ｎｄ＝１．５１６８
Ａｂｂｅ数νｄ＝６４．２
であり、条件式（４）を満たしている。
屈折率ｎｄ＝１．５１６８
Ａｂｂｅ数νｄ＝６４．２
であり、条件式（４）を満たしている。
かかる構成の超広角レンズ６０における各レンズデータおよび非球面係数は、表７に示す通りである。
このように構成した超広角レンズ６０では、接合レンズ６５におけるレンズ６５１、６５２の接合面は、
中心曲率半径Ｒ０＝０．４６４６９１≒０．４６５
有効径θにおける非球面量Ｘθ＝０．６０１７７５
有効径θ／２＝０．７９３
である。
中心曲率半径Ｒ０＝０．４６４６９１≒０．４６５
有効径θにおける非球面量Ｘθ＝０．６０１７７５
有効径θ／２＝０．７９３
である。
かかる超広角レンズ６０は、｜Ｘθ／Ｒ０｜＝１．２９５００１であり、条件式（１）を満たしている。また、｜（θ／２）／Ｒ０｜＝１．７０６５１１であり、条件式（２）を満たしている。さらに、｜（θ／２）／Ｘθ｜＝１．３１７７６７であり、条件式（３）を満たしている。さらにまた、条件式（３ａ）を満たしている。
このように構成した超広角レンズ６０の焦点距離は０．７であり、画角は１９０°である。
（参考例５）
図７（ａ）、（ｂ）は各々、参考例５に係る超広角レンズの説明図、およびこの超広角レンズの倍率色収差を示す収差図である。図７（ａ）に示すように、本例の超広角レンズ７０も、参考例１と同様、物体側から順に負のパワーを持つメニスカス単レンズ７１からなる第１群と、負のパワーを持つ単レンズ７２からなる第２群と、正のパワーを持つ単レンズ７３からなる第３群と、正のパワーを有する接合レンズ７５からなる第４群とから構成されている。また、単レンズ７３と接合レンズ７５との間には絞り７４が配置され、接合レンズ７５の後方にはカバーガラス７６が配置されている。
図７（ａ）、（ｂ）は各々、参考例５に係る超広角レンズの説明図、およびこの超広角レンズの倍率色収差を示す収差図である。図７（ａ）に示すように、本例の超広角レンズ７０も、参考例１と同様、物体側から順に負のパワーを持つメニスカス単レンズ７１からなる第１群と、負のパワーを持つ単レンズ７２からなる第２群と、正のパワーを持つ単レンズ７３からなる第３群と、正のパワーを有する接合レンズ７５からなる第４群とから構成されている。また、単レンズ７３と接合レンズ７５との間には絞り７４が配置され、接合レンズ７５の後方にはカバーガラス７６が配置されている。
本例の接合レンズ７５においては、参考例１と違って、物体側から第４番目のレンズ７５１は正のパワーを有し、物体側から第５番目のレンズ７５２は負のパワーを有している。
本例の超広角レンズ７０において、メニスカス単レンズ７１（第１群）はガラスレンズであるが、単レンズ７２（第２群）、単レンズ７３（第３群）、および接合レンズ７５（第４群）を構成するレンズ７５１、７５２はいずれもプラスチックレンズである。
ここで、メニスカス単レンズ７１は、
屈折率ｎｄ＝１．５１６８
Ａｂｂｅ数νｄ＝６４．２
であり、条件式（４）を満たしている。
屈折率ｎｄ＝１．５１６８
Ａｂｂｅ数νｄ＝６４．２
であり、条件式（４）を満たしている。
かかる構成の超広角レンズ７０における各レンズデータおよび非球面係数は、表８に示す通りであり、本例では、参考例１と違って、第４面、第５面、第６面、第８面、第９面および第１０面の計６面が非球面である。
このように構成した超広角レンズ７０では、接合レンズ７５におけるレンズ７５１、７５２の接合面は、
中心曲率半径Ｒ０＝−０．４２
有効径θにおける非球面量Ｘθ＝−１．６２９６８
有効径θ／２＝１．０２４
である。
中心曲率半径Ｒ０＝−０．４２
有効径θにおける非球面量Ｘθ＝−１．６２９６８
有効径θ／２＝１．０２４
である。
かかる超広角レンズ７０は、｜Ｘθ／Ｒ０｜＝３．８８０１９であり、条件式（１）を満たしている。また、｜（θ／２）／Ｒ０｜＝２．４３８１であり、条件式（２）を満たしている。さらに、｜（θ／２）／Ｘθ｜＝０．６２８３４であり、条件式（３）を満たしている。さらにまた、条件式（１ａ）、（２ａ）、（３ａ）を満たしている。
このように構成した超広角レンズ７０の焦点距離は１．３であり、画角は１５０°である。
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０ 超広角レンズ
１５、２５、３５、４５、５５、６５、７５ 接合レンズ
１５、２５、３５、４５、５５、６５、７５ 接合レンズ
Claims (4)
- ４群５枚のレンズ構成を有し、
５枚のレンズのうちの少なくとも４枚のレンズがプラスチックレンズからなり、
物体側から第４番目のレンズと物体側から第５番目のレンズとは、接合された１枚の接合レンズを構成しており、
前記接合レンズは、第４群のレンズであり、
少なくとも４つのレンズ面が非球面であり、
一つの非球面が前記接合レンズの接合面に形成されており、
以下の条件式（１）〜（４）を満たすことを特徴とする超広角レンズ。
｜Ｘ θ ／Ｒ ０ ｜≧２．６１３１３５ （１）
｜（θ／２）／Ｒ ０ ｜≧２．５６３７５ （２）
｜（θ／２）／Ｘ θ ｜≦１．０４７３６ （３）
ｎ ｄ ≦１．５２９９６ かつ ν ｄ ≧５５．８ （４）
θ：前記接合面の有効径
Ｘ θ ：前記接合面の有効径θにおける非球面量
Ｒ ０ ：前記接合面における中心曲率半径
ｎ ｄ ：物体側から第１番目のレンズのｄ線における屈折率
ν ｄ ：物体側から第１番目のレンズのＡｂｂｅ数 - 請求項１において、
水平画角が１９０°であることを特徴とする超広角レンズ。 - 請求項１または２において、
前記５枚のレンズのうち、物体側から第１番目のレンズは、負のパワーを有し、物体側から第２番目のレンズは、負のパワーを有し、物体側から第３番目のレンズは、正あるいは負のパワーを有し、物体側から第４番目のレンズは、負のパワーを有し、物体側から第５番目のレンズは、正のパワーを有していることを特徴とする超広角レンズ。 - 請求項１ないし３のうちのいずれかの項において、
前記５枚のレンズのうち、物体側から第２番目のレンズ、物体側から第３番目のレンズ、物体側から第４番目のレンズおよび物体側から第５番目のレンズは、前記プラスチックレンズであり、
物体側から第２番目のレンズの物体側のレンズ面および像面側のレンズ面、物体側から第３番目のレンズの物体側のレンズ面および像面側のレンズ面、並びに、前記接合レンズの物体側のレンズ面および像面側のレンズ面は、いずれも非球面であることを特徴とする超広角レンズ。
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