WO2014069430A1 - 広角レンズおよび広角レンズユニット - Google Patents

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wide
plastic
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小宮山忠史
Original Assignee
日本電産サンキョー株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a wide-angle lens using a plastic lens and a wide-angle lens unit.
  • the third lens unit from the object side is a single glass lens
  • a single plastic lens is disposed on the image side of the glass lens
  • the single lens is an aspheric lens.
  • JP 2006-284620 A JP 2009-63877 A JP 2009-8867 A Japanese Patent No. 4864403
  • the refractive index of the glass material is substantially constant even when the temperature changes, but as shown by the solid line L97 in FIG. 5, the plastic material is refracted when the temperature changes. The rate changes greatly.
  • the refractive index changes greatly when the temperature changes. That is, in the case of a plastic material, regardless of the type, the refractive index change when the temperature changes is larger than that of the glass material. For this reason, when a wide-angle lens using a lot of plastic lenses is used, there is a drawback that the focus position changes greatly depending on the environmental temperature, and the resolution changes.
  • the lens unit 8 shown in FIG. 6 includes a wide-angle lens 80 and a holder 30.
  • the wide-angle lens 80 is a first lens group 11 having negative power in order from the object side (subject side / front side).
  • the lens unit 8 has a stop 91 between the third lens group 13 and the fourth lens group 14.
  • An infrared filter 92 is disposed on the rear side of the fourth lens group 14 (on the side opposite to the image side / subject side).
  • the first lens group 11 includes a plastic lens 81 having negative power
  • the second lens group 12 includes a plastic lens 82 having negative power.
  • the third lens group 13 includes a cemented lens of a plastic lens 83 having a positive power and a plastic lens 84 having a negative power
  • the fourth lens group 14 includes a plastic lens 85 having a positive power and a negative power. It consists of a cemented lens with a plastic lens 86 having According to this configuration, since all of the six lenses in the four-group six-lens configuration are plastic lenses, cost reduction and weight reduction can be achieved.
  • the defocus MTF (Modulation Transfer Function) characteristics at ⁇ 40 ° C., 20 ° C., and 80 ° C. of the wide-angle lens 80 shown in FIG. 6 are as shown in FIGS. 7 (a), (b), and (c).
  • a solid line L91 in FIG. 7 indicates an OTF (Optical Transfer Function) coefficient at the center of the lens
  • an alternate long and short dash line L92 indicates an OTF coefficient in the radial direction of the lens periphery
  • a dotted line L93 indicates a concentric circle at the lens periphery.
  • the OTF coefficient in the direction is shown, and it can be seen that when the environmental temperature is changed from 20 ° C., the resolution of the peripheral portion is remarkably lowered. Also, in FIG. 3, the change amount of the focus position at the center when the environmental temperature changes is indicated by a solid line L71.
  • the lens configuration shown in FIG. 5 is a comparative example with respect to the present invention and is not a conventional example.
  • Cited Documents 3 and 4 propose a configuration in which the third lens group from the object side is a glass lens, and a plastic single lens is arranged on the image side of the glass lens. It is difficult to reduce lateral chromatic aberration.
  • an object of the present invention is to provide a wide-angle lens and a wide-angle lens unit that can suppress a reduction in resolution due to a temperature change and can reduce chromatic aberration of magnification. .
  • the wide-angle lens according to the present invention includes four or more lens groups, and the third lens group located third from the object side in the lens groups has positive power.
  • the glass lens includes a cemented plastic lens in which at least one of the object side and the image side is aspherical and plastic lenses having different refractive indexes are joined to each other on the image side from the glass lens. It is characterized by being.
  • the glass lens is used for the third lens group having the positive power that most affects the resolution. Therefore, even when a lot of plastic lenses are used, the resolution that accompanies changes in the environmental temperature. Can be kept small. Further, since a cemented plastic lens in which at least one of the object side and the image side has different refractive indexes is cemented is disposed on the image side of the third lens group (glass lens), The lateral chromatic aberration can be reduced. Further, in the cemented plastic lens, since the aspheric plastic lens is cemented, spherical aberration and the like can be reduced. Therefore, the resolution can be increased.
  • the third lens group is a bonded glass lens in which glass lenses having different refractive indexes are bonded to each other. According to such a configuration, the chromatic aberration of magnification can be reduced also by the third lens group, so that the resolution can be increased.
  • the fourth lens group positioned fourth from the object side among the lens groups is the cemented plastic lens.
  • the cemented plastic lens may employ a configuration in which a plastic lens having a positive power and a plastic lens having a negative power are joined.
  • all of the lens groups other than the third lens group are plastic lenses. According to such a configuration, the cost and weight of the wide-angle lens can be reduced.
  • the image side surface of the first lens group positioned first from the image side in the lens group is an aspherical surface. According to such a configuration, it is possible to reduce spherical aberration and the like even with the lens located closest to the object side.
  • a lens group made of a glass lens is held by the holder while being held by a ring-shaped frame, It is preferable that the lens group consisting of is directly held by the holder. According to this configuration, the plastic lens and the glass lens can be held in the common holder.
  • the third lens group is a glass lens having a positive power, while the other lens groups are all plastic lenses. For this reason, cost reduction and weight reduction of a wide angle lens can be achieved.
  • the glass lens is used for the third lens group having a positive power that has the most influence on the resolution. Therefore, even when a lot of plastic lenses are used, the resolution decreases with changes in the environmental temperature. Can be kept small.
  • the wide-angle lens to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
  • the unit is mm unless otherwise specified.
  • symbol is attached
  • the description will be made as an “aspheric lens” regardless of whether the other side is a spherical surface or an aspheric surface.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a wide-angle lens according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIGS. 1A and 1B are a sectional view of a lens unit and an explanatory diagram of surface numbers.
  • the “*” added after the surface number indicates that the surface with “*” is an aspherical surface.
  • the lens unit 1 (wide-angle lens unit) of the present embodiment includes a wide-angle lens 20 and a resin holder 30 that holds the wide-angle lens 20 inside.
  • the wide-angle lens 20 is configured as a wide-angle lens having an angle of view of 190 °.
  • the wide-angle lens 20 includes four lens groups. More specifically, the wide-angle lens 20 has, in order from the object side (subject / front side), a first lens group 11 having a negative power, a second lens group 12 having a negative power, and a positive power. A third lens group 13 having a positive power and a fourth lens group 14 having a positive power, and a diaphragm 91 between the third lens group 13 and the fourth lens group 14. Further, the lens unit 1 has an infrared filter 92 on the rear side (image side / opposite side of the subject side) from the fourth lens group 14, and between the second lens group 12 and the third lens group 13. A light shielding sheet 93 is provided.
  • the wide-angle lens 20 has a total of six lenses, and has a four-group six-lens configuration.
  • the third lens group 13 is made of a glass lens
  • the other lens groups are all made of plastic lenses.
  • the first lens group 11 is composed of a plastic lens 21 having negative power
  • the second lens group 12 is composed of a plastic lens 22 having negative power
  • the third lens group 13 is composed of a cemented lens (a cemented glass lens) of a glass lens 23 having a positive power and a glass lens 24 having a positive power.
  • the glass lens 23 and the glass lens 24 refract the lens material.
  • the rate is different.
  • the fourth lens group 14 includes a cemented lens (a cemented plastic lens) of a plastic lens 25 having a positive power and a plastic lens 26 having a negative power.
  • the plastic lens 25 and the plastic lens 26 are configured to refract the lens material.
  • the rate is different.
  • two sets of cemented lenses are arranged on both sides of the diaphragm 91.
  • Each lens data and aspheric coefficient in the wide-angle lens 20 having such a configuration are as shown in Tables 1 and 2.
  • Table 1 shows the radius (Radius), thickness (Thickness), refractive index (Nd), and Abbe number (Abbe number / ⁇ d) of each surface (surf).
  • the second surface (2), the third surface (3), the fourth surface (4), the ninth surface (9), the tenth surface ( A total of six surfaces, 10) and the eleventh surface (11), are aspherical.
  • the plastic lens 21 (first lens group 11) is a spherical surface with a convex surface on the object side and an aspheric surface with a concave surface on the image side.
  • the plastic lens 22 (second lens group 12) has a convex aspheric surface on the object side and a concave aspheric surface on the image side.
  • the glass lens 23 has a concave spherical surface on the object side, the convex surface on the image side, and the glass lens 24 has a concave spherical surface on the object side.
  • the image-side surface is a convex spherical surface.
  • the plastic lens 25 has a convex aspheric surface on the object side, the convex surface on the image side, and the plastic lens 26 has a concave surface on the object side. It is an aspheric surface, and the image side surface is a convex aspheric surface.
  • the fourth lens group 14 is a cemented lens in which the aspherical surface on the image side of the plastic lens 25 and the aspherical surface on the object side of the plastic lens 26 are cemented.
  • two or more plastic lenses are provided as cemented lenses on the image side from the diaphragm 91, and the plastic lenses (plastic lenses 25 and 26) are It is an aspheric lens.
  • the holder 30 is made of resin, and in the optical axis L direction, a bottom plate portion 39 located on the rearmost side, a cylindrical body portion 38 extending from the outer peripheral edge of the bottom plate portion 39 to the front side (object side), and a cylinder An annular flange portion 37 that expands radially outward at the front end of the cylindrical body portion 38 and a large diameter that extends from the outer periphery of the flange portion 37 to the front side (object side) with a larger diameter than the cylindrical body portion 38. And a cylindrical portion 36.
  • an infrared filter 92 is held on the rear end surface of the bottom plate portion 39.
  • the outer peripheral end of the fourth lens group 14 is in contact with the inner surface of the bottom plate 39 in the rear portion of the cylindrical body 38 of the holder 30 and is positioned in the optical axis L direction.
  • a ring-shaped frame 33 that holds the third lens group 13 is disposed on the front side of the fourth lens group 14, and a part of the frame 33 abuts on the outer peripheral end of the fourth lens group 14.
  • the third lens group 13 is positioned in the direction of the optical axis L, and the aperture 91 is positioned.
  • the second lens group 12 is disposed on the front side portion of the cylindrical body portion 38 of the holder 30, and the outer peripheral end of the third lens group 13 abuts on the frame 33, so that the second lens group 12 is light Positioned in the direction of the axis L.
  • a step portion 360 is formed on the inner surface of the cylindrical portion 36, and the outer peripheral end portion of the first lens group 11 abuts on the step portion 360, thereby positioning the first lens group 11 in the optical axis L direction. Has been done.
  • the third lens group 13 is held by the holder 30 while being held by the ring-shaped frame 33, and other than the third lens group 13.
  • the lens group is directly held by the holder 30. For this reason, the plastic lens and the glass lens can be held in the common holder 30.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing a defocus MTF (Modulation Transfer Function) characteristic of the wide-angle lens 20 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIGS. 2 (a), (b), and (c) show ⁇ Defocus MTF characteristics at 40 ° C., 20 ° C., and 80 ° C. are shown.
  • a solid line L91 indicates an OTF (Optical Transfer Function) coefficient at the center of the lens
  • an alternate long and short dash line L92 indicates an OTF coefficient in the radial direction of the lens periphery
  • a dotted line L93 indicates the concentric direction of the lens periphery.
  • OTF coefficient is shown.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing temperature characteristics of the wide-angle lens 20 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 shows a case where the environmental temperature changes in the wide-angle lens 20 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the amount of change in the focus position at the center of the lens is indicated by a one-dot chain line L70.
  • the amount of change in the focus position at the center when the environmental temperature changes in the wide-angle lens 80 according to the reference example described with reference to FIG. Is indicated by a solid line L71.
  • the third lens group 13 is a glass lens having a positive power, while the other lens groups are all plastic lenses. is there. For this reason, cost reduction and weight reduction of the wide-angle lens 20 can be achieved. Further, among the four or more lens groups, since the glass lens is used for the third lens group 13 having the positive power that most affects the resolution, even when a lot of plastic lenses are used, the resolution of the third lens group 13 with the change in environmental temperature is increased. The decrease can be kept small.
  • the third lens group 13 is a cemented lens in which glass lenses 23 and 24 having different refractive indexes are cemented. For this reason, since the lateral chromatic aberration can be reduced, the resolution can be increased.
  • the fourth lens group 14 is a cemented lens in which plastic lenses 25 and 26 having different refractive indexes are cemented, and the plastic lenses 25 and 26 are both aspherical lenses. For this reason, lateral chromatic aberration and spherical aberration can be reduced, so that the resolution can be increased.
  • plastic lenses 25 and 26 are provided on the image side from the diaphragm 91.
  • the plastic lenses 25 and 26 are aspherical lenses. Therefore, correction of aberration is easy.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a wide-angle lens according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the wide-angle lens 40 shown in FIG. 4 is configured as a wide-angle lens having an angle of view of 150 °.
  • the wide angle lens 40 includes four lens groups. More specifically, the wide-angle lens 40 has, in order from the object side (subject / front side), a first lens group 11 having a negative power, a second lens group 12 having a negative power, and a positive power.
  • the wide-angle lens 40 has a total of five lenses, and has a four-group five-lens configuration.
  • the first lens group 11 and the third lens group 13 are made of glass lenses, and the other lens groups (the second lens group 12 and the fourth lens group 14) are all made of plastic lenses.
  • the first lens group 11 is composed of a glass lens 41 having negative power
  • the second lens group 12 is composed of a plastic lens 42 having negative power
  • the third lens group 13 includes a glass lens 43 having a positive power
  • the fourth lens group 14 includes a cemented lens of a plastic lens 44 having a negative power and a plastic lens 45 having a positive power.
  • the plastic lens 44 and the plastic lens 45 have different refractive indexes of lens materials. .
  • Each lens data and aspheric coefficient in the wide-angle lens 40 having such a configuration are as shown in Tables 3 and 4.
  • the third surface (3), the fourth surface (4), the eighth surface (8), the ninth surface (9), and the tenth surface are aspherical surfaces.
  • the glass lens 41 (first lens group 11) has a convex spherical surface on the object side and a concave spherical surface on the image side.
  • the plastic lens 42 (second lens group 12) has a concave aspheric surface on the object side and a concave aspheric surface on the image side.
  • the glass lens 43 (third lens group 13) has a convex spherical surface on the object side and a convex spherical surface on the image side.
  • the plastic lens 44 is a convex aspheric surface on the object side
  • the plastic lens 45 has a convex surface on the object side.
  • the fourth lens group 14 is a cemented lens (a cemented plastic lens) in which the aspherical surface on the image side of the plastic lens 44 and the aspherical surface on the object side of the plastic lens 45 are cemented.
  • a cemented plastic lens in which the aspherical surface on the image side of the plastic lens 44 and the aspherical surface on the object side of the plastic lens 45 are cemented.
  • two or more plastic lenses plastic lenses 44 and 45
  • the plastic lenses (plastic lenses 44 and 45) are aspherical lenses.
  • the first lens group 11 and the third lens group 13 are glass lenses, while others These lens groups (second lens group 12 and fourth lens group 14) are all plastic lenses. For this reason, cost reduction and weight reduction of the wide-angle lens 40 can be achieved. Further, among the four or more lens groups, since the glass lens is used for the third lens group 13 having the positive power that most affects the resolution, even when a lot of plastic lenses are used, the resolution of the third lens group 13 with the change in environmental temperature is increased. The decrease can be kept small.
  • the fourth lens group 14 is a cemented lens in which plastic lenses 44 and 45 having different refractive indexes are cemented, and the plastic lenses 44 and 45 are both aspherical lenses. For this reason, since lateral chromatic aberration and spherical aberration can be reduced, the same effects as in the first embodiment can be achieved, such as an increase in resolution.
  • any wide angle lens having a lens structure of 4 groups or more, such as 6 elements in 5 groups, can be used as any wide angle lens. You may apply.

Abstract

温度変化に伴う解像度の低下を小さく抑えることのできるとともに、倍率色収差を低減することのできる広角レンズ、および広角レンズユニットを提供すること。広角レンズ２０では、４群のレンズ群のうち、第３レンズ群１３については、正のパワーをもつガラスレンズとする一方、他のレンズ群は全てプラスチックレンズである。第３レンズ群１３は、ガラスレンズ２３、２４を接合した接合レンズである。第４レンズ群１４は、正のパワーをもつプラスチックレンズ２５と、負のパワーをもつプラスチックレンズ２６とが接合された接合レンズであり、プラスチックレンズ２５、２６はいずれも非球面レンズである。

Description

広角レンズおよび広角レンズユニット
　本発明は、プラスチックレンズを用いた広角レンズ、および広角レンズユニット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には、高解像度が要求されている。かかる広角レンズにおいて、高解像度を得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広角レンズを構成することにより、倍率色収差補正をしている。かかる広角レンズに関して、複数枚のレンズの全てをプラスチックレンズとした構成が提案されている（特許文献１参照）。また、物体側から第１番目のレンズのみをガラスレンズとし、他の全てのレンズをプラスチックレンズとした構成が提案されている（特許文献２参照）。また、物体側から第３群目のレンズをガラス製の単レンズとし、かかるガラスレンズより像側にプラスチック製の単レンズを配置するとともに、かかる単レンズを非球面レンズとした構成が提案されている（特許文献３、４参照）。
特開２００６－２８４６２０号公報 特開２００９－６３８７７号公報 特開２００９－８８６７号公報 特許第４８６４４０３号公報
　プラスチックレンズを用いた場合には、ガラスレンズを用いた場合に比して低コスト化および軽量化が可能となる。しかしながら、図５に点線Ｌ９６で示すように、ガラス材料は、温度が変化しても屈折率が略一定であるが、図５に実線Ｌ９７で示すように、プラスチック材料は、温度が変化すると屈折率が大きく変化する。なお、図５に一点鎖線Ｌ９８で示すように、他の種類のプラスチック材料の場合も、温度が変化すると屈折率が大きく変化する。すなわち、プラスチック材料の場合、種類にかかわらず、温度が変化した際の屈折率変化がガラス材料より大である。このため、プラスチックレンズを多用した広角レンズを用いると、環境温度によってピント位置が大きく変化し、解像度が変動するという欠点がある。
　例えば、図６に示すレンズユニット８は、広角レンズ８０とホルダ３０とを有しており、広角レンズ８０は、物体側（被写体側／前側）から順に、負のパワーを持つ第１レンズ群１１と、負のパワーを持つ第２レンズ群１２と、正のパワーを有する第３レンズ群１３と、正のパワーを有する第４レンズ群１４とを有している。また、レンズユニット８は、第３レンズ群１３と第４レンズ群１４との間に絞り９１を有している。なお、第４レンズ群１４の後側（像側／被写体側とは反対側）には赤外線フィルタ９２が配置されている。ここで、第１レンズ群１１は、負のパワーをもつプラスチックレンズ８１からなり、第２レンズ群１２は、負のパワーをもつプラスチックレンズ８２からなる。第３レンズ群１３は、正のパワーをもつプラスチックレンズ８３と負のパワーをもつプラスチックレンズ８４との接合レンズからなり、第４レンズ群１４は、正のパワーをもつプラスチックレンズ８５と負のパワーをもつプラスチックレンズ８６との接合レンズからなる。かかる構成によれば、４群６枚のレンズ構成において６枚のレンズの全てがプラスチックレンズであるため、低コスト化および軽量化を図ることができる。
　しかしながら、図６に示す広角レンズ８０の－４０℃、２０℃、８０℃におけるデフォーカスＭＴＦ（Modulation Transfer Function）特性は、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す通りであり、環境温度が２０℃から変化すると、ピント位置がずれる結果、解像度が著しく低下する。ここで、図７の実線Ｌ９１は、レンズ中心部におけるＯＴＦ（Optical Transfer Function）係数を示し、一点鎖線Ｌ９２は、レンズ周辺部の放射方向におけるＯＴＦ係数を示し、点線Ｌ９３は、レンズ周辺部の同心円方向におけるＯＴＦ係数を示しており、環境温度が２０℃から変化すると、周辺部の解像度が著しく低下することがわかる。また、図３には、環境温度が変化した場合の中心部におけるピント位置の変化量を実線Ｌ７１で示してある。なお、図５に示すレンズ構成は、本発明に対する比較例であり、従来例ではない。
　一方、引用文献３、４には、物体側から第３群目のレンズをガラスレンズとし、かかるガラスレンズより像側にプラスチックの単レンズを配置した構成が提案されているが、かかる構成では、倍率色収差を低減することが困難である。
　以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、温度変化に伴う解像度の低下を小さく抑えることのできるとともに、倍率色収差を低減することのできる広角レンズ、および広角レンズユニット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、４群以上のレンズ群を備え、前記レンズ群のうち、物体側から第３番目に位置する第３レンズ群は正のパワーをもつガラスレンズであり、当該ガラスレンズより像側には、物体側および像側のうちの少なくとも一方側が非球面で、互いの屈折率が相違するプラスチックレンズ同士が接合された接合プラスチックレンズが含まれていることを特徴とする。
　本発明では、４群以上のレンズ群のうち、解像度に最も影響を及ぼす正のパワーの第３レンズ群についてはガラスレンズを用いたため、プラスチックレンズを多用した場合でも、環境温度の変化に伴う解像度の低下を小さく抑えることができる。また、第３レンズ群（ガラスレンズ）の像側に、物体側および像側のうちの少なくとも一方側が互いの屈折率が相違するプラスチックレンズ同士が接合された接合プラスチックレンズが配置されているため、倍率色収差を低減することができる。また、接合プラスチックレンズでは、非球面のプラスチックレンズが接合されているため、球面収差等を低減することができる。それ故、解像度を高めることができる。
　本発明において、前記第３レンズ群は、屈折率が異なるガラスレンズ同士を接合した接合ガラスレンズであることが好ましい。かかる構成によれば、第３レンズ群によっても倍率色収差を小さくすることができるので、解像度を高めることができる。
　本発明において、前記レンズ群のうち、物体側から第４番目に位置する第４レンズ群が、前記接合プラスチックレンズである構成を採用することができる。
　本発明において、前記接合プラスチックレンズは、正のパワーをもつプラスチックレンズと、負のパワーをもつプラスチックレンズとが接合されている構成を採用することができる。
　本発明において、前記レンズ群のうち、前記第３レンズ群以外のレンズ群は全てプラスチックレンズであることが好ましい。かかる構成によれば、広角レンズの低コスト化および軽量化を図ることができる。
　本発明において、前記レンズ群のうち、像側から第１番目に位置する第１レンズ群の像側の面が非球面であることが好ましい。かかる構成によれば、最も物体側に位置するレンズによっても球面収差等の低減を図ることができる。
　本発明に係る広角レンズがホルダに保持された広角レンズユニットでは、前記レンズ群のうち、ガラスレンズからなるレンズ群は、リング状の枠体に保持された状態で前記ホルダに保持され、プラスチックレンズからなるレンズ群は、直接、前記ホルダに保持されていることが好ましい。かかる構成によれば、プラスチックレンズとガラスレンズとを共通のホルダに保持することができる。
　本発明では、４群以上のレンズ群のうち、第３レンズ群については、正のパワーをもつガラスレンズとする一方、他のレンズ群は全てプラスチックレンズである。このため、広角レンズの低コスト化および軽量化を図ることができる。また、４群以上のレンズ群のうち、解像度に最も影響を及ぼす正のパワーの第３レンズ群についてはガラスレンズを用いたため、プラスチックレンズを多用した場合でも、環境温度の変化に伴う解像度の低下を小さく抑えることができる。
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デフォーカスＭＴＦ特性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温度特性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。 レンズ材料の温度特性を示す説明図である。 本発明の参考例に係る広角レンズの説明図である。 本発明の参考例に係る広角レンズのデフォーカスＭＴＦ特性を示す説明図である。
１　レンズユニット（広角レンズユニット）
２０、４０　広角レンズ
１１　第１レンズ群
１２　第２レンズ群
１３　第３レンズ群
１４　第４レンズ群
９１　絞り
　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。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。また、以下の説明においては、図６を参照して説明した構成との対応が分かりやすいように、対応する部分には同一の符号を付してある。さらに、以下の説明においては、物体側および像側のうちの少なくとも一方側が非球面であれば、他方側が球面であるか非球面であるかにかかわらず、「非球面レンズ」として説明する。
　［実施の形態１］
　（レンズユニットの構成）
　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）は、レンズユニットの断面図、および面番号の説明図である。なお、図１（ｂ）では、面番号の後ろに付した「＊」は、「＊」が付された面が非球面であることを示す。
　図１に示すように、本形態のレンズユニット１（広角レンズユニット）は、広角レンズ２０と、広角レンズ２０を内側に保持する樹脂製のホルダ３０とを有している。本形態において、広角レンズ２０は、画角が１９０°の広角レンズとして構成されている。
　本形態において、広角レンズ２０は、４群のレンズ群を備えている。より具体的には、広角レンズ２０は、物体側（被写体側／前側）から順に、負のパワーを持つ第１レンズ群１１と、負のパワーを持つ第２レンズ群１２と、正のパワーを有する第３レンズ群１３と、正のパワーを有する第４レンズ群１４とを有しており、第３レンズ群１３と第４レンズ群１４との間に絞り９１を有している。また、レンズユニット１は、第４レンズ群１４より後側（像側／被写体側とは反対側）に赤外線フィルタ９２を有しており、第２レンズ群１２と第３レンズ群１３との間に遮光シート９３を有している。
　ここで、広角レンズ２０は計６枚のレンズを有しており、４群６枚のレンズ構成を有している。広角レンズ２０において、第３レンズ群１３はガラスレンズからなり、他のレンズ群（第１レンズ群１１、第２レンズ群１２、および第４レンズ群１４）は全て、プラスチックレンズからなる。
　より具体的には、第１レンズ群１１は、負のパワーをもつプラスチックレンズ２１からなり、第２レンズ群１２は、負のパワーをもつプラスチックレンズ２２からなる。第３レンズ群１３は、正のパワーをもつガラスレンズ２３と正のパワーをもつガラスレンズ２４との接合レンズ（接合ガラスレンズ）からなり、ガラスレンズ２３とガラスレンズ２４とでは、レンズ材料の屈折率が異なっている。第４レンズ群１４は、正のパワーをもつプラスチックレンズ２５と負のパワーをもつプラスチックレンズ２６との接合レンズ（接合プラスチックレンズ）からなり、プラスチックレンズ２５とプラスチックレンズ２６とでは、レンズ材料の屈折率が異なっている。かかる広角レンズ２０においては、２組の接合レンズ（第３レンズ群１３および第４レンズ群１４）が絞り９１を挟む両側に配置されている。
　かかる構成の広角レンズ２０における各レンズデータおよび非球面係数は、表１および表２に示す通りである。表１には、各面（ｓｕｒｆ）の半径（Ｒａｄｉｕｓ）、厚さ（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）、屈折率（Ｎｄ）、およびアッベ数（Ａｂｂｅ数／νｄ）が示されている。なお、表２に示す非球面係数は、下記の非球面関数
　　Ｘ＝（１／Ｒ）Ｙ2／〔１＋√｛１－（Ｋ＋１）（１／Ｒ）2Ｙ2｝〕
　　　　　＋ＡＹ4＋ＢＹ6＋ＣＹ8＋ＤＹ10
における各係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに相当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１および表２から分かるように、本形態の広角レンズ２０において、第２面（２）、第３面（３）、第４面（４）、第９面（９）、第１０面（１０）、および第１１面（１１）の計６面が非球面である。
　より具体的には、プラスチックレンズ２１（第１レンズ群１１）は、物体側の面が凸状の球面であり、像側の面が凹状の非球面である。プラスチックレンズ２２（第２レンズ群１２）は、物体側の面が凸状の非球面であり、像側の面が凹状の非球面である。第３レンズ群１３において、ガラスレンズ２３は、物体側の面が凹状の球面であり、像側の面が凸状の球面であり、ガラスレンズ２４は、物体側の面が凹状の球面であり、像側の面が凸状の球面である。第４レンズ群１４において、プラスチックレンズ２５は、物体側の面が凸状の非球面であり、像側の面が凸状の非球面であり、プラスチックレンズ２６は、物体側の面が凹状の非球面であり、像側の面が凸状の非球面である。このため、第４レンズ群１４は、プラスチックレンズ２５の像側の非球面とプラスチックレンズ２６の物体側の非球面とが接合された接合レンズである。このように、本形態では、広角レンズ２０では、絞り９１より像側に２枚以上のプラスチックレンズ（プラスチックレンズ２５、２６）が接合レンズとして設けられ、かかるプラスチックレンズ（プラスチックレンズ２５、２６）は非球面レンズである。
　（ホルダ３０の構成）
　ホルダ３０は、樹脂製であり、光軸Ｌ方向において、最も後側に位置する底板部３９と、底板部３９の外周縁から前側（物体側）に延在する筒状胴部３８と、筒状胴部３８の前端で径方向外側に拡径する環状のフランジ部３７と、筒状胴部３８より大の径をもってフランジ部３７の外周縁から前側（物体側）に延在する大径の筒部３６とを有している。かかるホルダ３０において、底板部３９の後端面には赤外線フィルタ９２が保持されている。
　ホルダ３０の筒状胴部３８の内部のうち、後側部分には第４レンズ群１４の外周端部が底板部３９の内面に当接し、光軸Ｌ方向で位置決めされている。第４レンズ群１４の前側には、第３レンズ群１３を保持するリング状の枠体３３が配置されており、かかる枠体３３の一部が第４レンズ群１４の外周端部に当接することによって、第３レンズ群１３の光軸Ｌ方向での位置決めが行われ、かつ、絞り９１の位置決めが行われている。ホルダ３０の筒状胴部３８の前側部分には第２レンズ群１２が配置されており、かかる第３レンズ群１３の外周端部が枠体３３に当接して、第２レンズ群１２が光軸Ｌ方向で位置決めされている。筒部３６の内面には段部３６０が形成されており、かかる段部３６０に第１レンズ群１１の外周端部が当接することによって、第１レンズ群１１の光軸Ｌ方向での位置決めが行われている。
　このように、本形態の広角レンズユニット１においては、レンズ群のうち、第３レンズ群１３は、リング状の枠体３３に保持された状態でホルダ３０に保持され、第３レンズ群１３以外のレンズ群は、直接、ホルダ３０に保持されている。このため、プラスチックレンズとガラスレンズとを共通のホルダ３０に保持することができる。
　（広角レンズ２０の解像特性、および本形態の主な効果）
　図２は、本発明の実施の形態１に係る広角レンズ２０のデフォーカスＭＴＦ（Modulation Transfer Function）特性を示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）には、－４０℃、２０℃、８０℃におけるデフォーカスＭＴＦ特性を示してある。図２において、実線Ｌ９１は、レンズ中心部におけるＯＴＦ（Optical Transfer Function）係数を示し、一点鎖線Ｌ９２は、レンズ周辺部の放射方向におけるＯＴＦ係数を示し、点線Ｌ９３は、レンズ周辺部の同心円方向におけるＯＴＦ係数を示している。図３は、本発明の実施の形態１に係る広角レンズ２０の温度特性を示す説明図であり、図３には、本発明の実施の形態１に係る広角レンズ２０において環境温度が変化した場合の中心部におけるピント位置の変化量を一点鎖線Ｌ７０で示し、比較として、図６を参照して説明した参考例に係る広角レンズ８０において環境温度が変化した場合の中心部におけるピント位置の変化量を実線Ｌ７１で示してある。
　以上説明したように、本形態の広角レンズ２０では、４群のレンズ群のうち、第３レンズ群１３については、正のパワーをもつガラスレンズとする一方、他のレンズ群は全てプラスチックレンズである。このため、広角レンズ２０の低コスト化および軽量化を図ることができる。また、４群以上のレンズ群のうち、解像度に最も影響を及ぼす正のパワーの第３レンズ群１３についてはガラスレンズを用いたため、プラスチックレンズを多用した場合でも、環境温度の変化に伴う解像度の低下を小さく抑えることができる。
　すなわち、図２および図３に示すように、環境温度が変化した場合にピント位置がずれる量が小さい。特に、図６を参照して説明した参考例に係る広角レンズ８０と比較して、周辺部でのピント位置のずれ量が小さい。それ故、本形態によれば、環境温度が変化しても高い解像度を得ることができる。
　また、第３レンズ群１３は、屈折率が異なるガラスレンズ２３、２４を接合した接合レンズである。このため、倍率色収差を小さくすることができるので、解像度を高めることができる。
　また、第４レンズ群１４は、屈折率が異なるプラスチックレンズ２５、２６を接合した接合レンズであって、プラスチックレンズ２５、２６はいずれも非球面レンズである。このため、倍率色収差および球面収差を小さくすることができるので、解像度を高めることができる。
　また、絞り９１より像側には２枚以上のプラスチックレンズ（プラスチックレンズ２５、２６）が設けられている。このため、第３レンズ群１３を球面のガラスレンズ（ガラスレンズ２３、２４）にして環境温度の変化に伴う解像度の低下を小さく抑えた場合でも、プラスチックレンズ２５、２６を非球面レンズとすることにより、収差の補正が容易である。
　［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る。図４に示す広角レンズ４０は、画角が１５０°の広角レンズとして構成されている。本形態において、広角レンズ４０は、４群のレンズ群を備えている。より具体的には、広角レンズ４０は、物体側（被写体側／前側）から順に、負のパワーを持つ第１レンズ群１１と、負のパワーを持つ第２レンズ群１２と、正のパワーを有する第３レンズ群１３と、正のパワーを有する第４レンズ群１４とを有しており、第３レンズ群１３と第４レンズ群１４との間に絞り９１を有している。
　ここで、広角レンズ４０は計５枚のレンズを有しており、４群５枚のレンズ構成を有している。広角レンズ４０において、第１レンズ群１１および第３レンズ群１３はガラスレンズからなり、他のレンズ群（第２レンズ群１２、および第４レンズ群１４）は全て、プラスチックレンズからなる。
　より具体的には、第１レンズ群１１は、負のパワーをもつガラスレンズ４１からなり、第２レンズ群１２は、負のパワーをもつプラスチックレンズ４２からなる。第３レンズ群１３は、正のパワーをもつガラスレンズ４３からなる。第４レンズ群１４は、負のパワーをもつプラスチックレンズ４４と正のパワーをもつプラスチックレンズ４５との接合レンズからなり、プラスチックレンズ４４とプラスチックレンズ４５とでは、レンズ材料の屈折率が異なっている。
　かかる構成の広角レンズ４０における各レンズデータおよび非球面係数は、表３および表４に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表３および表４から分かるように、本形態の広角レンズ４０において、第３面（３）、第４面（４）、第８面（８）、第９面（９）、および第１０面（１０）の計５面が非球面である。
　より具体的には、ガラスレンズ４１（第１レンズ群１１）は、物体側の面が凸状の球面であり、像側の面が凹状の球面である。プラスチックレンズ４２（第２レンズ群１２）は、物体側の面が凹状の非球面であり、像側の面が凹状の非球面である。ガラスレンズ４３（第３レンズ群１３）は、物体側の面が凸状の球面であり、像側の面が凸状の球面である。第４レンズ群１４において、プラスチックレンズ４４は、物体側の面が凸状の非球面であり、像側の面が凹状の非球面であり、プラスチックレンズ４５は、物体側の面が凸状の非球面であり、像側の面が凸状の非球面である。このため、第４レンズ群１４は、プラスチックレンズ４４の像側の非球面とプラスチックレンズ４５の物体側の非球面とが接合された接合レンズ（接合プラスチックレンズ）である。かかる広角レンズ４０では、絞り９１より像側に２枚以上のプラスチックレンズ（プラスチックレンズ４４、４５）が設けられ、かかるプラスチックレンズ（プラスチックレンズ４４、４５）は非球面レンズである。
　以上説明したように、本形態の広角レンズ４０でも、実施の形態１と同様、４群のレンズ群のうち、第１レンズ群１１および第３レンズ群１３については、ガラスレンズとする一方、他のレンズ群（第２レンズ群１２および第４レンズ群１４）は全てプラスチックレンズである。このため、広角レンズ４０の低コスト化および軽量化を図ることができる。また、４群以上のレンズ群のうち、解像度に最も影響を及ぼす正のパワーの第３レンズ群１３についてはガラスレンズを用いたため、プラスチックレンズを多用した場合でも、環境温度の変化に伴う解像度の低下を小さく抑えることができる。また、第４レンズ群１４は、屈折率が異なるプラスチックレンズ４４、４５を接合した接合レンズであって、プラスチックレンズ４４、４５はいずれも非球面レンズである。このため、倍率色収差および球面収差を小さくすることができるので、解像度を高めることができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。
　［他の実施の形態］
　上記実施の形態においては、４群６枚、４群５枚のレンズ構成を示したが、５群６枚等、４群以上のレンズ構成の広角レンズであれば、いずれの構成の広角レンズに適用してもよい。

Claims (7)

  1. 　４群以上のレンズ群を備え、
    　前記レンズ群のうち、物体側から第３番目に位置する第３レンズ群は正のパワーをもつガラスレンズであり、
    　当該ガラスレンズより像側には、物体側および像側のうちの少なくとも一方側が非球面で、互いの屈折率が相違するプラスチックレンズ同士が接合された接合プラスチックレンズが含まれていることを特徴とする広角レンズ。
  2. 　前記第３レンズ群は、屈折率が異なるガラスレンズ同士を接合した接合ガラスレンズであることを特徴とする請求項１に記載の広角レンズ。
  3. 　前記レンズ群のうち、物体側から第４番目に位置する第４レンズ群が、前記接合プラスチックレンズであることを特徴とする請求項１または２に記載の広角レンズ。
  4. 　前記接合プラスチックレンズは、正のパワーをもつプラスチックレンズと、負のパワーをもつプラスチックレンズとが接合されている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. 　前記レンズ群のうち、前記第３レンズ群以外のレンズ群は全てプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の広角レンズ。
  6. 　前記レンズ群のうち、像側から第１番目に位置する第１レンズ群の像側の面が非球面であることを特徴とする請求項５に記載の広角レンズ。
  7. 　請求項１乃至６の何れか一項に記載の広角レンズがホルダに保持された広角レンズユニットであって、
    　前記レンズ群のうち、ガラスレンズからなるレンズ群は、リング状の枠体に保持された状態で前記ホルダに保持され、プラスチックレンズからなるレンズ群は、直接、前記ホルダに保持されていることを特徴とする広角レンズユニット。
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