JP6385214B2 - 広角レンズ - Google Patents

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Description

本発明は、各種撮像系に用いられる広角レンズに関するものである。
監視用カメラ、車載用カメラ、携帯機器用カメラに搭載されるレンズに関しては、９０°以上の画角を有するとともに、十分な解像度を得ることができるように収差を低減したレンズが求められている。また、４群５枚のレンズ構成において、第３群と第４群との間に絞りを配置するとともに、プラスチックレンズを接合した接合レンズを第４群として絞りに対して後側（像側）で隣り合う位置に配置し、コストの低減や色収差等の改善等を図った構成が提案されている（特許文献１参照）。
特許第５０６４１５４号公報
しかしながら、特許文献１に記載の広角レンズのように、絞りに対して後側（像側）で隣り合う位置に接合レンズを配置しても他の収差が残存して解像度が低下するという問題点がある。また、絞りの後方に接合レンズを配置すると、接合面の曲率半径の絶対値が極端に小さくなるため、接合レンズに用いるレンズの製造やレンズの接合を安定に行えなくなるため、好ましくない。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、絞りより像側に接合レンズを配置した場合でも各種収差を低減することのできるとともに、接合レンズを構成するレンズの接合面の曲率半径の絶対値を比較的大きくすることのできる広角レンズを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る広角レンズは、５群６枚のレンズ構成を有し、物体側から第１番目の第１レンズは、物体側に凸面を向け、像側に凹面を向けた負のパワーを有するレンズであり、物体側から第２番目の第２レンズは、像側に凹面を向けた負のパワーを有するレンズであり、物体側から第３番目の第３レンズは、像側に凸面を向けた正のパワーを有するレンズであり、物体側から第４番目の第４レンズは、像側に凸面を向けた正のパワーを有するレンズであり、物体側から第５番目の第５レンズは、物体側に凹面を向け、像側に凹面を向けた負のパワーを有するプラスチックレンズであり、物体側
から第６番目の第６レンズは、物体側に凸面を向け、像側に凸面を向けた正のパワーを有するプラスチックレンズであり、前記第３レンズと前記第４レンズとの間に絞りが配置され、前記第５レンズと前記第６レンズとは接合レンズを構成し、有効焦点距離をｆ0とし、前記第３レンズの焦点距離をｆ3とし、前記第５レンズの焦点距離をｆ5としたとき、
以下の条件１および条件２
条件１：６＜ｆ3／ｆ0＜１２
条件２：−１．５＜ｆ5／ｆ0＜−１
の双方を満たすことを特徴とする。
本発明では、各レンズの形状および屈折力を適正化してある。また、絞りの後方に正のパワーを有する第４レンズを配置したため、広角であっても、倍率色収差、像面湾曲収差、歪曲収差、コマ収差、非点収差等の補正が可能である。また、絞りの後方に正のパワーを有する第４レンズを配置したため、結像面への入射角を小さく抑えることができる。それ故、高画素な撮像素子に対応することができる。さらに、第５群は、両凹の第５レンズと両凸の第６レンズとの接合レンズであるため、倍率色収差の補正に有利である。それ故、広角化に伴う倍率色収差の発生を抑制することができる。この場合でも、絞りと接合レンズとの間に第４レンズが介在するので、接合レンズを構成するプラスチックレンズの接
合面の曲率半径の絶対値を比較的大きくすることができる。それ故、接合レンズを製造しやすい。
また、条件１において、ｆ3／ｆ0が６（下限）以下であると、第３レンズの負のパワーが弱くなる。そのため、第２レンズの曲率半径の絶対値が小さくなって第２レンズを製造しにくくなる。一方、ｆ3／ｆ0が１２（上限）以上であると、色収差を補正しにくくなる。また、条件２から外れると、色収差を補正しにくくなる。従って、条件１、２を満たせば、第２レンズを製造しやすく、かつ、色収差を補正しやすいという利点がある。
本発明において、前記第３レンズのアッベ数をν3とし、前記第４レンズのアッベ数をν4としたとき、
以下の条件３および条件４
条件３：ν3≦３５
条件４：ν4≧５０
の双方を満たすことが好ましい。かかる構成によれば、色収差を補正しやすいという利点がある。
本発明において、前記第４レンズはガラスレンズからなることが好ましい。かかる構成によれば、温度変化による解像度の低下や像高の変化を抑制することができる。
本発明に係る広角レンズの別態様は、５群６枚のレンズ構成を有し、物体側から第１番目の第１レンズは、物体側に凸面を向け、像側に凹面を向けた負のパワーを有するレンズであり、物体側から第２番目の第２レンズは、像側に凹面を向けた負のパワーを有するレンズであり、物体側から第３番目の第３レンズは、像側に凸面を向けた正のパワーを有するレンズであり、物体側から第４番目の第４レンズは、像側に凸面を向けた正のパワーを有するレンズであり、物体側から第５番目の第５レンズは、物体側に凹面を向け、像側に凹面を向けた負のパワーを有するプラスチックレンズであり、物体側から第６番目の第６レンズは、物体側に凸面を向け、像側に凸面を向けた正のパワーを有するプラスチックレンズであり、前記第３レンズと前記第４レンズとの間に絞りが配置され、前記第５レンズと前記第６レンズとは接合レンズを構成し、前記第１レンズの物体側の面から撮像素子までの物像間距離をＤとしたとき、
以下の条件５
条件５：１０＜Ｄ／ｆ0＜１５
を満たすことを特徴とする。本発明では、各レンズの形状および屈折力を適正化してある。また、絞りの後方に正のパワーを有する第４レンズを配置したため、広角であっても、倍率色収差、像面湾曲収差、歪曲収差、コマ収差、非点収差等の補正が可能である。また、絞りの後方に正のパワーを有する第４レンズを配置したため、結像面への入射角を小さく抑えることができる。それ故、高画素な撮像素子に対応することができる。さらに、第５群は、両凹の第５レンズと両凸の第６レンズとの接合レンズであるため、倍率色収差の補正に有利である。それ故、広角化に伴う倍率色収差の発生を抑制することができる。この場合でも、絞りと接合レンズとの間に第４レンズが介在するので、接合レンズを構成するプラスチックレンズの接合面の曲率半径の絶対値を比較的大きくすることができる。それ故、接合レンズを製造しやすい。また、条件５において、Ｄ／ｆ0が１０（下限）以下であると、広角化に不利である。また、Ｄ／ｆ0が１５（上限）以上であると、広角レンズが大型化する。それ故、条件５を満たせば、小型の広角レンズを構成するのに有利であ
る。
本発明において、前記第５レンズは、物体側に凹面を向けていることが好ましい。かかる構成によれば、色収差を補正しやすいという利点がある。
本発明において、前記第５レンズのアッベ数をν5とし、前記第６レンズのアッベ数をν6としたとき、
以下の条件６および条件７
条件６：ν5≦３５
条件７：ν6≧４０
の双方を満たすことが好ましい。かかる構成によれば、色収差を補正しやすいという利点がある。
本発明によれば、水平画角が１３０°以上の広角レンズを構成することができる。
本発明では、各レンズの形状および屈折力を適正化してある。また、絞りの後方に正のパワーを有する第４レンズを配置したため、広角であっても、倍率色収差、像面湾曲収差
、歪曲収差、コマ収差、非点収差等の補正が可能である。また、絞りの後方に正のパワーを有する第４レンズを配置したため、結像面への入射角を小さく抑えることができる。それ故、高画素な撮像素子に対応することができる。さらに、第５群は、両凹の第５レンズと両凸の第６レンズとの接合レンズであるため、倍率色収差の補正に有利である。それ故、広角化に伴う倍率色収差の発生を抑制することができる。この場合でも、絞りと接合レンズとの間に第４レンズが介在するので、接合レンズを構成するプラスチックレンズの接合面の曲率半径の絶対値を比較的大きくすることができる。それ故、接合レンズを製造しやすい。
本発明の実施の形態１に係る広角レンズの説明図である。 本発明の実施の形態１に係る広角レンズの収差を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る広角レンズの横収差を示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係る広角レンズの説明図である。 本発明の実施の形態２に係る広角レンズの収差を示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係る広角レンズの横収差を示す説明図である。 本発明の実施の形態３に係る広角レンズの説明図である。 本発明の実施の形態３に係る広角レンズの収差を示す説明図である。 本発明の実施の形態３に係る広角レンズの横収差を示す説明図である。 本発明の実施の形態４に係る広角レンズの説明図である。 本発明の実施の形態４に係る広角レンズの収差を示す説明図である。 本発明の実施の形態４に係る広角レンズの横収差を示す説明図である。
以下に、図面を参照して、本発明を適用した広角レンズの実施例を説明する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る広角レンズの説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レンズ構成を示す説明図、各面の物性等を示す説明図、および非球面係数を示す説明図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る広角レンズの収差を示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、倍率色収差の説明図、像面湾曲収差の説明図、および歪曲収差の説明図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る広角レンズの横収差を示す説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、光軸に対して成す角度が０°、２４．１４°、４７．７５°、７１．５５°、９７．２５°でのタンジェンシャル方向（Ｙ方向）およびサジタル方向（Ｘ方向）での横収差を示してある。
なお、図１（ａ）、（ｂ）では、非球面に「＊」を付してある。また、図１（ｂ）には、各面の以下の項目
曲率半径（Radius）
厚さ（Thickness）
屈折率Ｎｄ
アッベ数νｄ
焦点距離ｆ
が示されている。図１（ｃ）には、非球面の形状を下式（数１）で表した際の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０が示されている。
Figure 0006385214
上式においては、光軸方向の軸をＺ、光軸と垂直方向の高さをｒ、円錐係数をＫ、曲率半径の逆数をｃとしてある。また、曲率半径、厚さ、焦点距離等の単位はｍｍである。
また、図２および図３には、赤色光Ｒ（波長４８６ｎｍ）、緑色光Ｇ（波長５８８ｎｍ）、青色光Ｂ（波長６５６ｎｍ）の色収差の各々にＲ、Ｇ、Ｂを付してある。また、図２（ｂ）には、サジタル方向の特性にはＳを付し、タンジェンシャル方向の特性にはＴを付してある。なお、後述する図４〜図１２でも同様である。
図１（ａ）に示すように、本形態の広角レンズ１００は、５群６枚のレンズ構成を有しており、水平画角が１３０°以上である。より具体的には、広角レンズ１００は、光軸Ｌに沿って、物体側Ｌ１より像側Ｌ２に向けて第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、絞り１９０、第４レンズ１４０、第５レンズ１５０および第６レンズ１６０が配置されている。絞り１９０は、第７面７を構成している。また、第６レンズ１６０に対して像側Ｌ２にはフィルタ１８１や撮像素子１８２が配置されており、フィルタ１８１および撮像素子１８２は各々、第１３面１３および第１４面１４を構成している。
ここで、物体側Ｌ１から第１番目の第１レンズ１１０は、物体側Ｌ１に凸面（第１面１）を向け、像側Ｌ２に凹面（第２面２）を向けた負のパワーを有するレンズである。本形態において、第１レンズ１１０は、第１面１および第２面２が球面のガラスレンズである。
物体側Ｌ１から第２番目の第２レンズ１２０は、像側Ｌ２に凹面（第４面４）を向けた負のパワーを有するレンズである。本形態において、第２レンズ１２０は、物体側Ｌ１に凸面（第３面３）を向けており、第２レンズ１２０は、第３面３および第４面４が非球面のプラスチックレンズからなる。
物体側Ｌ１から第３番目の第３レンズ１３０は、像側Ｌ２に凸面（第６面６）を向けた正のパワーを有するレンズである。本形態において、第３レンズ１３０は、物体側Ｌ１に凹面（第５面５）を向けており、第３レンズ１３０は、第５面５および第６面６が非球面のプラスチックレンズからなる。
物体側Ｌ１から第４番目の第４レンズ１４０は、像側Ｌ２に凸面（第９面）を向けた正のパワーを有するレンズである。本形態において、第４レンズ１４０は、物体側Ｌ１に凸面（第８面８）を向けており、第４レンズ１４０は、第８面８および第９面９が非球面のガラスレンズからなる。
物体側Ｌ１から第５番目の第５レンズ１５０は、物体側Ｌ１に凹面（第１０面１０）を向け、像側Ｌ２に凹面（第１１面１１）を向けた負のパワーを有するプラスチックレンズであり、物体側Ｌ１から第６番目の第６レンズ１６０と接合レンズ１７０を構成している。
第６レンズ１６０は、物体側Ｌ１に凸面（第１１面１１）を向け、像側Ｌ２に凸面（第１２面１２）を向けた正のパワーを有するプラスチックレンズである。本形態において、接合レンズ１７０（第５レンズ１５０および第６レンズ１６０）は、第１０面１０、第１１面１１および第１２面１２が非球面からなる。
また、各面（Surf）は、図１（ｂ）、（ｃ）に示す構成を有しており、広角レンズ１００は、レンズ系全体の有効焦点距離ｆ0（Effective Focal Length）は１．０６２ｍｍであり、第１レンズ１１０の物体側Ｌ１の面（第１面１）から撮像素子１８２までの物像間
距離Ｄ（Total Track）は、１３．９３８ｍｍである。また、広角レンズ１００のＦ値（Image Space）は、２．０であり、最大画角（Max. Field Angle）は２０８°であり、水平画角（Horizontal Field Angle）は１９５°である。
また、広角レンズ１００は、以下の条件１〜５を満たしている。まず、有効焦点距離ｆ0、第３レンズ１３０の焦点距離ｆ3、および第５レンズ１５０の焦点距離ｆ5は各々、１．０６２ｍｍ、９．３７０ｍｍ、−１．５８９ｍｍである。従って、ｆ3／ｆ0は、８．８２３であり、ｆ5／ｆ0は、−１．４９６である。それ故、以下の条件１および条件２
条件１：６＜ｆ3／ｆ0＜１２
条件２：−１．５＜ｆ5／ｆ0＜−１
の双方を満たしている。
条件１において、ｆ3／ｆ0が６（下限）以下であると、第３レンズ１３０の負のパワーが弱くなる。そのため、第２レンズ１２０の曲率半径の絶対値が小さくなって第２レンズ１２０を製造しにくくなる。一方、ｆ3／ｆ0が１２（上限）以上であると、色収差を補正しにくくなる。また、条件２から外れると、色収差を補正しにくくなる。従って、本形態では、条件１、２を満たしているので、第２レンズ１２０を製造しやすく、かつ、色収差を補正しやすいという利点がある。
また、第３レンズ１３０のアッベ数ν3、および第４レンズ１４０のアッベ数ν4は各々、３０．３、６３．９であり、以下の条件３および条件４
条件３：ν3≦３５
条件４：ν4≧５０
の双方を満たしている。このため、本形態では、色収差を補正しやすい。
また、物像間距離Ｄは１３．９３８ｍｍであるため、Ｄ／ｆ0は、１３．１２４である。従って、以下の条件５
条件５：１０＜Ｄ／ｆ0＜１５
を満している。ここで、Ｄ／ｆ0が１０（下限）以下であると、広角化に不利である。また、Ｄ／ｆ0が１５（上限）以上であると、広角レンズ１００が大型化する。それ故、条件５を満たせば、小型の広角レンズ１００を構成するのに有利である。
また、第５レンズ１５０のアッベ数ν5、および第６レンズ１６０のアッベ数ν6は各々、２４．０、５５．８である。従って、以下の条件６および条件７
条件６：ν5≦３５
条件７：ν6≧４０
の双方を満たしている。それ故、色収差を補正しやすい。
また、第５レンズ１５０は、物体側Ｌ１に凹面（第１０面１０）を向けているため、色収差を補正しやすいという利点がある。
よって、本形態の広角レンズ１００の収差（倍率色収差、像面湾曲収差、歪曲収差、および横収差）は、図２および図３に示す通りであり、十分なレベルまで収差を低減することができる。すなわち、本形態では、各レンズの形状および屈折力を適正化してある。また、絞り１９０に後方（像側Ｌ２）で隣り合う位置に正のパワーを有する第４レンズ１４０を配置したため、広角であっても、コマ収差、非点収差、色収差等の補正が可能である。また、絞り１９０に後方（像側Ｌ２）で隣り合う位置に正のパワーを有する第４レンズ１４０を配置したため、結像面への入射角を小さく抑えることができる。それ故、高画素な撮像素子１８２に対応することができる。
さらに、第５群は、両凹の第５レンズ１５０と両凸の第６レンズ１６０との接合レンズ１７０であるため、倍率色収差の補正に有利である。それ故、広角化に伴う倍率色収差の発生を抑制することができる。この場合でも、絞り１９０と接合レンズ１７０との間に第４レンズ１４０が介在するので、接合レンズ１７０を構成するプラスチックレンズ（第５レンズ１５０および第６レンズ１６０）の接合面（第１１面１１）の曲率半径の絶対値を比較的大きくすることができる。それ故、接合レンズ１７０を製造しやすい。
また、本形態の広角レンズ１００において、絞り１９０に後方（像側Ｌ２）で隣り合う第４レンズ１４０がガラスレンズからなる。このため、温度変化による解像度の低下や像高の変化を抑制することができる。
［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の形態２に係る広角レンズの説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レンズ構成を示す説明図、各面の物性等を示す説明図、および非球面係数を示す説明図である。図５は、本発明の実施の形態２に係る広角レンズの収差を示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、倍率色収差の説明図、像面湾曲収差の説明図、および歪曲収差の説明図である。図６は、本発明の実施の形態２に係る広角レンズの横収差を示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、光軸に対して成す角度が０°、２４．３２°、４７．２６°、７０．５６°、９７．２３°でのタンジェンシャル方向（Ｙ方向）およびサジタル方向（Ｘ方向）での横収差を示してある。
図４（ａ）に示すように、本形態の広角レンズ１００でも、実施の形態１と同様、５群６枚のレンズ構成を有しており、光軸Ｌに沿って、物体側Ｌ１より像側Ｌ２に向けて第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、絞り１９０、第４レンズ１４０、第５レンズ１５０および第６レンズ１６０が配置されている。また、第６レンズ１６０に対して像側Ｌ２にはフィルタ１８１や撮像素子１８２が配置されている。
ここで、第１レンズ１１０は、物体側Ｌ１に凸面（第１面１）を向け、像側Ｌ２に凹面（第２面２）を向けた負のパワーを有するレンズである。本形態において、第１レンズ１１０は、第１面１が球面で、第２面２が非球面のプラスチックレンズである。
第２レンズ１２０は、像側Ｌ２に凹面（第４面４）を向けた負のパワーを有するレンズである。本形態において、第２レンズ１２０は、物体側Ｌ１に凸面（第３面３）を向けており、第２レンズ１２０は、第３面３および第４面４が非球面のプラスチックレンズからなる。
第３レンズ１３０は、像側Ｌ２に凸面（第６面６）を向けた正のパワーを有するレンズである。本形態において、第３レンズ１３０は、物体側Ｌ１に凹面（第５面５）を向けており、第３レンズ１３０は、第５面５および第６面６が非球面のプラスチックレンズからなる。
第４レンズ１４０は、像側Ｌ２に凸面（第９面）を向けた正のパワーを有するレンズである。本形態において、第４レンズ１４０は、物体側Ｌ１に凸面（第８面８）を向けており、第４レンズ１４０は、第８面８および第９面９が非球面のプラスチックレンズからなる。
第５レンズ１５０は、物体側Ｌ１に凹面（第１０面１０）を向け、像側Ｌ２に凹面（第１１面１１）を向けた負のパワーを有するプラスチックレンズであり、第６レンズ１６０と接合レンズ１７０を構成している。
第６レンズ１６０は、物体側Ｌ１に凸面（第１１面１１）を向け、像側Ｌ２に凸面（第１２面１２）を向けた正のパワーを有するプラスチックレンズである。本形態において、接合レンズ１７０（第５レンズ１５０および第６レンズ１６０）は、第１０面１０、第１１面１１および第１２面１２が非球面からなる。
また、各面（Surf）は、図４（ｂ）、（ｃ）に示す構成を有しており、広角レンズ１００は、レンズ系全体の有効焦点距離ｆ0は１．０４７ｍｍであり、第１レンズ１１０の物体側Ｌ１の面（第１面１）から撮像素子１８２までの物像間距離Ｄは、１３．９８２ｍｍである。また、広角レンズ１００のＦ値は、２．０であり、最大画角は２１３°であり、水平画角は１９４°である。
また、広角レンズ１００は、以下の条件１〜５を満たしている。まず、有効焦点距離ｆ0、第３レンズ１３０の焦点距離ｆ3、および第５レンズ１５０の焦点距離ｆ5は各々、１．０４７ｍｍ、１０．００６ｍｍ、−１．５２２ｍｍである。従って、ｆ3／ｆ0は、９．５５７であり、ｆ5／ｆ0は、−１．４５４である。それ故、以下の条件１および条件２
条件１：６＜ｆ3／ｆ0＜１２
条件２：−１．５＜ｆ5／ｆ0＜−１
の双方を満たしている。従って、第２レンズ１２０を製造しやすく、かつ、色収差を補正しやすいという利点がある。
また、第３レンズ１３０のアッベ数ν3、および第４レンズ１４０のアッベ数ν4は各々、３０．２、５５．８であり、以下の条件３および条件４
条件３：ν3≦３５
条件４：ν4≧５０
の双方を満たしている。このため、本形態では、色収差を補正しやすい。
また、物像間距離Ｄは１３．９８２ｍｍであるため、Ｄ／ｆ0は、１３．３５４である。従って、以下の条件５
条件５：１０＜Ｄ／ｆ0＜１５
を満している。それ故、小型の広角レンズ１００を構成するのに有利である。
また、第５レンズ１５０のアッベ数ν5、および第６レンズ１６０のアッベ数ν6は各々、２４．０、５５．８である。従って、以下の条件６および条件７
条件６：ν5≦３５
条件７：ν6≧４０
の双方を満たしている。それ故、色収差を補正しやすい。
また、第５レンズ１５０は、物体側Ｌ１に凹面（第１０面１０）を向けているため、色収差を補正しやすいという利点がある。
よって、本形態の広角レンズ１００の収差（倍率色収差、像面湾曲収差、歪曲収差、および横収差）は、図５および図６に示す通りであり、十分なレベルまで収差を低減することができる。すなわち、本形態では、絞り１９０に後方（像側Ｌ２）で隣り合う位置に正のパワーを有する第４レンズ１４０を配置したため、広角であっても、コマ収差、非点収差、色収差等の補正が可能である。また、絞り１９０に後方（像側Ｌ２）で隣り合う位置に正のパワーを有する第４レンズ１４０を配置したため、結像面への入射角を小さく抑えることができる。それ故、高画素な撮像素子１８２に対応することができる。さらに、第５群は、両凹の第５レンズ１５０と両凸の第６レンズ１６０との接合レンズ１７０であるため、倍率色収差の補正に有利である。それ故、広角化に伴う倍率色収差の発生を抑制することができる。この場合でも、絞り１９０と接合レンズ１７０との間に第４レンズ１４
０が介在するので、接合レンズ１７０を構成するプラスチックレンズ（第５レンズ１５０および第６レンズ１６０）の接合面（第１１面１１）の曲率半径の絶対値を比較的大きくすることができる。それ故、接合レンズ１７０を製造しやすい。
さらに、本形態では、第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、第４レンズ１４０、第５レンズ１５０および第６レンズ１６０の全てがプラスチックレンズからなる。このため、広角レンズ１００の低コスト化を図ることができる。
［実施の形態３］
図７は、本発明の実施の形態３に係る広角レンズの説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レンズ構成を示す説明図、各面の物性等を示す説明図、および非球面係数を示す説明図である。図８は、本発明の実施の形態３に係る広角レンズの収差を示す説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、倍率色収差の説明図、像面湾曲収差の説明図、および歪曲収差の説明図である。図９は、本発明の実施の形態３に係る広角レンズの横収差を示す説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、光軸に対して成す角度が０°、２０．２３°、３９．４２°、６７．７１°、７６．７９°、９６．３４°でのタンジェンシャル方向（Ｙ方向）およびサジタル方向（Ｘ方向）での横収差を示してある。
図７（ａ）に示すように、本形態の広角レンズ１００でも、実施の形態１、２と同様、５群６枚のレンズ構成を有しており、光軸Ｌに沿って、物体側Ｌ１より像側Ｌ２に向けて第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、絞り１９０、第４レンズ１４０、第５レンズ１５０および第６レンズ１６０が配置されている。また、第６レンズ１６０に対して像側Ｌ２にはフィルタ１８１や撮像素子１８２が配置されている。
ここで、物体側Ｌ１から第１番目の第１レンズ１１０は、物体側Ｌ１に凸面（第１面１）を向け、像側Ｌ２に凹面（第２面２）を向けた負のパワーを有するレンズである。本形態において、第１レンズ１１０は、第１面１および第２面２が球面のガラスレンズである。
物体側Ｌ１から第２番目の第２レンズ１２０は、像側Ｌ２に凹面（第４面４）を向けた負のパワーを有するレンズである。本形態において、第２レンズ１２０は、物体側Ｌ１に凸面（第３面３）を向けており、第２レンズ１２０は、第３面３および第４面４が非球面のプラスチックレンズからなる。
物体側Ｌ１から第３番目の第３レンズ１３０は、像側Ｌ２に凸面（第６面６）を向けた正のパワーを有するレンズである。本形態において、第３レンズ１３０は、物体側Ｌ１に凹面（第５面５）を向けており、第３レンズ１３０は、第５面５および第６面６が非球面のプラスチックレンズからなる。
物体側Ｌ１から第４番目の第４レンズ１４０は、像側Ｌ２に凸面（第９面）を向けた正のパワーを有するレンズである。本形態において、第４レンズ１４０は、物体側Ｌ１に凸面（第８面８）を向けており、第４レンズ１４０は、第８面８および第９面９が非球面のガラスレンズからなる。
物体側Ｌ１から第５番目の第５レンズ１５０は、物体側Ｌ１に凹面（第１０面１０）を向け、像側Ｌ２に凹面（第１１面１１）を向けた負のパワーを有するプラスチックレンズであり、物体側Ｌ１から第６番目の第６レンズ１６０と接合レンズ１７０を構成している。
第６レンズ１６０は、物体側Ｌ１に凸面（第１１面１１）を向け、像側Ｌ２に凸面（第１２面１２）を向けた正のパワーを有するプラスチックレンズである。本形態において、接合レンズ１７０（第５レンズ１５０および第６レンズ１６０）は、第１０面１０、第１１面１１および第１２面１２が非球面からなる。
また、各面（Surf）は、図７（ｂ）、（ｃ）に示す構成を有しており、広角レンズ１００は、レンズ系全体の有効焦点距離ｆ0は１．２５９ｍｍであり、第１レンズ１１０の物体側Ｌ１の面（第１面１）から撮像素子１８２までの物像間距離Ｄは、１６．３３３ｍｍである。また、広角レンズ１００のＦ値は、２．０であり、最大画角は２０１°であり、水平画角は１９１°である。
また、広角レンズ１００は、以下の条件１〜５を満たしている。まず、有効焦点距離ｆ0、第３レンズ１３０の焦点距離ｆ3、および第５レンズ１５０の焦点距離ｆ5は各々、１．２５９ｍｍ、９．３２１ｍｍ、−１．８３６ｍｍである。従って、ｆ3／ｆ0は、７．４０３であり、ｆ5／ｆ0は、−１．４５８である。それ故、以下の条件１および条件２
条件１：６＜ｆ3／ｆ0＜１２
条件２：−１．５＜ｆ5／ｆ0＜−１
の双方を満たしている。従って、第２レンズ１２０を製造しやすく、かつ、色収差を補正しやすいという利点がある。
また、第３レンズ１３０のアッベ数ν3、および第４レンズ１４０のアッベ数ν4は各々、２４．０、６３．９であり、以下の条件３および条件４
条件３：ν3≦３５
条件４：ν4≧５０
の双方を満たしている。このため、本形態では、色収差を補正しやすい。
また、物像間距離Ｄは１６．３３３ｍｍであるため、Ｄ／ｆ0は、１２．９７３である。従って、以下の条件５
条件５：１０＜Ｄ／ｆ0＜１５
を満している。それ故、小型の広角レンズ１００を構成するのに有利である。
また、第５レンズ１５０のアッベ数ν5、および第６レンズ１６０のアッベ数ν6は各々、２４．０、５５．８である。従って、以下の条件６および条件７
条件６：ν5≦３５
条件７：ν6≧４０
の双方を満たしている。それ故、色収差を補正しやすい。
また、第５レンズ１５０は、物体側Ｌ１に凹面（第１０面１０）を向けているため、色収差を補正しやすいという利点がある。
よって、本形態の広角レンズ１００の収差（倍率色収差、像面湾曲収差、歪曲収差、および横収差）は、図８および図９に示す通りであり、十分なレベルまで収差を低減することができる。すなわち、本形態では、絞り１９０に後方（像側Ｌ２）で隣り合う位置に正のパワーを有する第４レンズ１４０を配置したため、広角であっても、コマ収差、非点収差、色収差等の補正が可能である。また、絞り１９０に後方（像側Ｌ２）で隣り合う位置に正のパワーを有する第４レンズ１４０を配置したため、結像面への入射角を小さく抑えることができる。それ故、高画素な撮像素子１８２に対応することができる。さらに、第５群は、両凹の第５レンズ１５０と両凸の第６レンズ１６０との接合レンズ１７０であるため、倍率色収差の補正に有利である。それ故、広角化に伴う倍率色収差の発生を抑制することができる。この場合でも、絞り１９０と接合レンズ１７０との間に第４レンズ１４
０が介在するので、接合レンズ１７０を構成するプラスチックレンズ（第５レンズ１５０および第６レンズ１６０）の接合面（第１１面１１）の曲率半径の絶対値を比較的大きくすることができる。それ故、接合レンズ１７０を製造しやすい。
さらに、本形態の広角レンズ１００において、絞り１９０に後方（像側Ｌ２）で隣り合う第４レンズ１４０がガラスレンズからなる。このため、温度変化による解像度の低下や像高の変化を抑制することができる。
［実施の形態４］
図１０は、本発明の実施の形態４に係る広角レンズの説明図であり、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レンズ構成を示す説明図、各面の物性等を示す説明図、および非球面係数を示す説明図である。図１１は、本発明の実施の形態４に係る広角レンズの収差を示す説明図であり、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、倍率色収差の説明図、像面湾曲収差の説明図、および歪曲収差の説明図である。図１２は、本発明の実施の形態４に係る広角レンズの横収差を示す説明図であり、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、光軸に対して成す角度が０°、１９．９３°、３６．６９°、５３．８６°、６８．３８°、９３．１１°でのタンジェンシャル方向（Ｙ方向）およびサジタル方向（Ｘ方向）での横収差を示してある。
図１０（ａ）に示すように、本形態の広角レンズ１００でも、実施の形態１、２、３と同様、５群６枚のレンズ構成を有しており、光軸Ｌに沿って、物体側Ｌ１より像側Ｌ２に向けて第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、絞り１９０、第４レンズ１４０、第５レンズ１５０および第６レンズ１６０が配置されている。また、第６レンズ１６０に対して像側Ｌ２にはフィルタ１８１や撮像素子１８２が配置されている。
ここで、物体側Ｌ１から第１番目の第１レンズ１１０は、物体側Ｌ１に凸面（第１面１）を向け、像側Ｌ２に凹面（第２面２）を向けた負のパワーを有するレンズである。本形態において、第１レンズ１１０は、第１面１および第２面２が球面のガラスレンズである。
物体側Ｌ１から第２番目の第２レンズ１２０は、像側Ｌ２に凹面（第４面４）を向けた負のパワーを有するレンズである。本形態において、第２レンズ１２０は、物体側Ｌ１に凸面（第３面３）を向けており、第２レンズ１２０は、第３面３および第４面４が非球面のプラスチックレンズからなる。
物体側Ｌ１から第３番目の第３レンズ１３０は、像側Ｌ２に凸面（第６面６）を向けた正のパワーを有するレンズである。本形態において、第３レンズ１３０は、物体側Ｌ１に凹面（第５面５）を向けており、第３レンズ１３０は、第５面５および第６面６が非球面のプラスチックレンズからなる。
物体側Ｌ１から第４番目の第４レンズ１４０は、像側Ｌ２に凸面（第９面）を向けた正のパワーを有するレンズである。本形態において、第４レンズ１４０は、物体側Ｌ１に凸面（第８面８）を向けており、第４レンズ１４０は、第８面８および第９面９が非球面のガラスレンズからなる。
物体側Ｌ１から第５番目の第５レンズ１５０は、物体側Ｌ１に凹面（第１０面１０）を向け、像側Ｌ２に凹面（第１１面１１）を向けた負のパワーを有するプラスチックレンズであり、物体側Ｌ１から第６番目の第６レンズ１６０と接合レンズ１７０を構成している。
第６レンズ１６０は、物体側Ｌ１に凸面（第１１面１１）を向け、像側Ｌ２に凸面（第１２面１２）を向けた正のパワーを有するプラスチックレンズである。本形態において、接合レンズ１７０（第５レンズ１５０および第６レンズ１６０）は、第１０面１０、第１１面１１および第１２面１２が非球面からなる。
また、各面（Surf）は、図１０（ｂ）、（ｃ）に示す構成を有しており、広角レンズ１００は、レンズ系全体の有効焦点距離ｆ0は１．３４４ｍｍであり、第１レンズ１１０の物体側Ｌ１の面（第１面１）から撮像素子１８２までの物像間距離Ｄは、１５．７６２ｍｍである。また、広角レンズ１００のＦ値は、２．０であり、最大画角は１７３°であり、水平画角は１６６°である。
また、広角レンズ１００は、以下の条件１〜５を満たしている。まず、有効焦点距離ｆ0、第３レンズ１３０の焦点距離ｆ3、および第５レンズ１５０の焦点距離ｆ5は各々、１．３４４ｍｍ、９．３９３ｍｍ、−１．９１４ｍｍである。従って、ｆ3／ｆ0は、６．９８９であり、ｆ5／ｆ0は、−１．４２４である。それ故、以下の条件１および条件２
条件１：６＜ｆ3／ｆ0＜１２
条件２：−１．５＜ｆ5／ｆ0＜−１
の双方を満たしている。従って、第２レンズ１２０を製造しやすく、かつ、色収差を補正しやすいという利点がある。
また、第３レンズ１３０のアッベ数ν3、および第４レンズ１４０のアッベ数ν4は各々、２４．０、６３．９であり、以下の条件３および条件４
条件３：ν3≦３５
条件４：ν4≧５０
の双方を満たしている。このため、本形態では、色収差を補正しやすい。
また、物像間距離Ｄは１５．７６２ｍｍであるため、Ｄ／ｆ0は、１１．７２８である。従って、以下の条件５
条件５：１０＜Ｄ／ｆ0＜１５
を満している。それ故、小型の広角レンズ１００を構成するのに有利である。
また、第５レンズ１５０のアッベ数ν5、および第６レンズ１６０のアッベ数ν6は各々、２４．０、５５．８である。従って、以下の条件６および条件７
条件６：ν5≦３５
条件７：ν6≧４０
の双方を満たしている。それ故、色収差を補正しやすい。
また、第５レンズ１５０は、物体側Ｌ１に凹面（第１０面１０）を向けているため、色収差を補正しやすいという利点がある。
よって、本形態の広角レンズ１００の収差（倍率色収差、像面湾曲収差、歪曲収差、および横収差）は、図１１および図１２に示す通りであり、十分なレベルまで収差を低減することができる。すなわち、本形態では、絞り１９０に後方（像側Ｌ２）で隣り合う位置に正のパワーを有する第４レンズ１４０を配置したため、広角であっても、コマ収差、非点収差、色収差等の補正が可能である。また、絞り１９０に後方（像側Ｌ２）で隣り合う位置に正のパワーを有する第４レンズ１４０を配置したため、結像面への入射角を小さく抑えることができる。それ故、高画素な撮像素子１８２に対応することができる。さらに、第５群は、両凹の第５レンズ１５０と両凸の第６レンズ１６０との接合レンズ１７０であるため、倍率色収差の補正に有利である。それ故、広角化に伴う倍率色収差の発生を抑制することができる。この場合でも、絞り１９０と接合レンズ１７０との間に第４レンズ
１４０が介在するので、接合レンズ１７０を構成するプラスチックレンズ（第５レンズ１５０および第６レンズ１６０）の接合面（第１１面１１）の曲率半径の絶対値を比較的大きくすることができる。それ故、接合レンズ１７０を製造しやすい。
さらに、本形態の広角レンズ１００において、絞り１９０に後方（像側Ｌ２）で隣り合う第４レンズ１４０がガラスレンズからなる。このため、温度変化による解像度の低下や像高の変化を抑制することができる。
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、条件３として、第３レンズ１３０のアッベ数ν3を３５以下が好ましいとしたが、３０以下であれば、色収差をさらに補正することができる。また、条件４として、第４レンズ１４０のアッベ数ν4を５０以上が好ましいとしたが、６０以上であれば、色収差をさらに補正することができる。また、条件６として、第５レンズ１５０のアッベ数ν5を３５以下が好ましいとしたが、３０以下であれば、色収差をさらに補正することができる。
１００・・広角レンズ
１１０・・第１レンズ
１２０・・第２レンズ
１３０・・第３レンズ
１４０・・第４レンズ
１５０・・第５レンズ
１６０・・第６レンズ
１７０・・接合レンズ
１９０・・絞り

Claims (8)

  1. ５群６枚のレンズ構成を有し、
    物体側から第１番目の第１レンズは、物体側に凸面を向け、像側に凹面を向けた負のパワーを有するレンズであり、
    物体側から第２番目の第２レンズは、像側に凹面を向けた負のパワーを有するレンズであり、
    物体側から第３番目の第３レンズは、像側に凸面を向けた正のパワーを有するレンズであり、
    物体側から第４番目の第４レンズは、像側に凸面を向けた正のパワーを有するレンズであり、
    物体側から第５番目の第５レンズは、物体側に凹面を向け、像側に凹面を向けた負のパワーを有するプラスチックレンズであり、
    物体側から第６番目の第６レンズは、物体側に凸面を向け、像側に凸面を向けた正のパワーを有するプラスチックレンズであり、
    前記第３レンズと前記第４レンズとの間に絞りが配置され、
    前記第５レンズと前記第６レンズとは接合レンズを構成し、
    有効焦点距離をｆ0とし、前記第３レンズの焦点距離をｆ3とし、前記第５レンズの焦点距離をｆ5としたとき、
    以下の条件１および条件２
    条件１：６＜ｆ3／ｆ0＜１２
    条件２：−１．５＜ｆ5／ｆ0＜−１
    の双方を満たすことを特徴とする広角レンズ。
  2. 前記第３レンズのアッベ数をν3とし、前記第４レンズのアッベ数をν4としたとき、
    以下の条件３および条件４
    条件３：ν3≦３５
    条件４：ν4≧５０
    の双方を満たすことを特徴とする請求項１に記載の広角レンズ。
  3. 前記第４レンズはガラスレンズからなることを特徴とする請求項２に記載の広角レンズ。
  4. 前記第１レンズの物体側の面から撮像素子までの物像間距離をＤとしたとき、
    以下の条件５
    条件５：１０＜Ｄ／ｆ0＜１５
    を満たすことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の広角レンズ。
  5. ５群６枚のレンズ構成を有し、
    物体側から第１番目の第１レンズは、物体側に凸面を向け、像側に凹面を向けた負のパワーを有するレンズであり、
    物体側から第２番目の第２レンズは、像側に凹面を向けた負のパワーを有するレンズであり、
    物体側から第３番目の第３レンズは、像側に凸面を向けた正のパワーを有するレンズであり、
    物体側から第４番目の第４レンズは、像側に凸面を向けた正のパワーを有するレンズであり、
    物体側から第５番目の第５レンズは、物体側に凹面を向け、像側に凹面を向けた負のパワーを有するプラスチックレンズであり、
    物体側から第６番目の第６レンズは、物体側に凸面を向け、像側に凸面を向けた正のパワーを有するプラスチックレンズであり、
    前記第３レンズと前記第４レンズとの間に絞りが配置され、
    前記第５レンズと前記第６レンズとは接合レンズを構成し、
    前記第１レンズの物体側の面から撮像素子までの物像間距離をＤとしたとき、
    以下の条件５
    条件５：１０＜Ｄ／ｆ0＜１５
    を満たすことを特徴とする広角レンズ。
  6. 前記第５レンズは、物体側に凹面を向けていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の広角レンズ。
  7. 前記第５レンズのアッベ数をν5とし、前記第６レンズのアッベ数をν6としたとき、
    以下の条件６および条件７
    条件６：ν5≦３５
    条件７：ν6≧４０
    の双方を満たすことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の広角レンズ。
  8. 水平画角が１３０°以上であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の広角レンズ。
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