JP7029974B2 - 広角レンズ - Google Patents

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。

広角レンズとして、４群５枚のレンズ構成が提案されている（特許文献１、２参照）。特許文献１、２の広角レンズは、物体側より順に配置された第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、絞り、第４レンズ、および第５レンズからなり、第１レンズは、像側のレンズ面が凹曲面である負レンズであり、第２レンズは、像側のレンズ面が凹曲面である負レンズであり、第３レンズは、像側のレンズ面が凸曲面である正レンズであり、第４レンズは、像側のレンズ面が凹曲面である負レンズである。第５レンズは、物体側のレンズ面および像側のレンズ面のいずれもが凸曲面である両凸レンズであり、第４レンズと接合レンズを構成している。

特開２００９－６３８７７号公報 特開２０１５－４５８０３号公報

近年、レンズユニット市場では、小型化、低価格化および高解像度化の要求が高まっている。広角レンズは画角が広くなるほど第１レンズ像側のレンズ面がより深い凹曲面となる傾向がある。すなわち、第１レンズの像側のレンズ面が深い凹曲面になるとレンズ成形が難しくなる。すなわち、コスト対応が難しくなる。また、第１レンズの像側のレンズ面が深い凹曲面になると、第１レンズの像側レンズ面と第２レンズの物体側レンズ面との間での多重反射に起因するリング状のゴーストの発生が懸念される。

特許文献１、２に記載のレンズ構成では、さらなる広角化を図ろうとすると、絞りより物体側に位置する第２レンズや第３レンズに対する設計上の制約が過度に大きくなって、第２レンズの生産性や、レンズ系全体の物像間距離が犠牲になるという課題があり、別の技術が求められていた。

以上の課題に鑑みて、本発明の目的は、４群５枚のレンズ構成で、第２レンズの生産性の維持や、レンズ系全体の物像間距離の短縮化を図りつつ、広角化を図ることのできる広角レンズを提供することにある。

本発明に係る広角レンズは、物体側より順に配置された第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、絞り、第４レンズ、および第５レンズを有し、前記第１レンズは、像側のレンズ面が凹曲面である負メニスカスレンズであり、前記第２レンズは、像側のレンズ面が凹曲面であり、物体側のレンズ面が凸曲面からなる負レンズであり、前記第３レンズは、像側のレンズ面が凸曲面である正レンズであり、前記第４レンズは、像側のレンズ面が凹曲面である負レンズであり、前記第５レンズは、物体側のレンズ面および像側のレンズ面が凸曲面である両凸レンズであり、前記第２レンズ、前記第３レンズ、前記第４レンズ、および前記第５レンズは、プラスチックレンズであり、前記第１レンズの屈折率Ｎｄをｎ１としたとき、前記第１レンズの屈折率ｎ１は、以下の条件式（１）
１．７＜ｎ１ ・・・条件式（１）
を満たしている。

第１レンズの屈折率ｎ１が１．７を超えている（第１レンズを高屈折率とする）ので、第１レンズの外径を小さくできる。そのため、広角レンズの小型化を図ることができる。また、第１レンズの屈折率ｎ１が１．７を超えている（第１レンズを高屈折率とする）ので、第１レンズの像側レンズ面のサグ量を小さく（浅く）することができ、成形が容易になる。さらに、第１レンズの屈折率ｎ１が１．７を超えている（第１レンズを高屈折率とする）ので、第２レンズの物体側レンズ面のサグ量を小さく（浅く）することができ、第１レンズの像側レンズ面と第２レンズの物体側レンズ面との間での多重反射を抑制することができる。したがって、第１レンズの像側レンズ面と第２レンズの物体側レンズ面との間での多重反射に起因するリング状のゴーストの発生を抑制することができる。
また、前記第１レンズおよび前記第２レンズの合成焦点距離をｆ１２（ｍｍ）とし、レンズ系全体の合成焦点距離をｆ０（ｍｍ）としたとき、以下の条件式（４）
－１．１０９≦ｆ１２／ｆ０＜－０．５ ・・・条件式（４）
を満たしている。
ｆ１２／ｆ０が －１．１０９より０に近いことで像面湾曲を抑えることができる。また、ｆ１２／ｆ０が－０．５未満とすることで、視野角を大きくすることができる。

前記第２レンズの物体側のレンズ面のサグ量をＳａｇ２１（ｍｍ）とし、前記第２レンズの物体側のレンズ面の直径をＤ２１（ｍｍ）としたとき、前記サグ量Ｓａｇ２１及び前記直径Ｄ２１は、以下の条件式（２）
０＜｜Ｓａｇ２１／（Ｄ２１／２）｜＜０．１２５ ・・・条件式（２）
を満たしてもよい。

｜Ｓａｇ２１／（Ｄ２１／２）｜の値が０を超えるため、第２レンズの第1面（物体側Ｌａのレンズ面）が平面にならない。したがって、各種収差を適切に補正できる。また、｜Ｓａｇ２１／（Ｄ２１／２）｜の値が０．１２５未満のため、第２レンズの第１面（物体側Ｌａのレンズ面）のサグ量が大きく（深く）なりすぎず、第１レンズの第２面（像側Ｌｂのレンズ面）と第２レンズの第１面（物体側Ｌａのレンズ面）の反射によって発生するゴースト（リング状ゴースト）を抑制することができる。

前記第１レンズの像側のレンズ面のサグ量をＳａｇ１２（ｍｍ）とし、前記第１レンズの像側のレンズ面の直径をＤ１２（ｍｍ）としたとき、前記Ｓａｇ１２および前記直径Ｄ１２は、以下の条件式（３）
０．０５０＜Ｓａｇ１２／（Ｄ１２／２）＜１．７３３ ・・・条件式（３）
を満たしてもよい。

Ｓａｇ１２／（Ｄ１２／２）の値が０．０５０を超えるため、第１レンズの第２面（像側Ｌｂのレンズ面）のサグ量が小さく（浅い）なりすぎて負のパワーが弱まってしまうことを防ぎ、各種収差を適正に補正することができる。また、Ｓａｇ１２／（Ｄ１２／２）の値が１．７３３未満のため、第１レンズの第２面（像側Ｌｂのレンズ面）のサグ量が大きく（深く）なりすぎず、レンズを製造しやすい。従って、第１レンズのコストを低減することができる。

前記第１レンズおよび前記第２レンズの合成焦点距離をｆ１２（ｍｍ）とし、前記第３レンズ、前記第４レンズおよび前記第５レンズの合成焦点距離をｆ３４５（ｍｍ）としたとき、前記合成焦点距離ｆ１２、ｆ３４５は、以下の条件式（５）
０．１＜｜ｆ１２／ｆ３４５｜＜１ ・・・条件式（５）
を満たしてもよい。

｜ｆ１２／ｆ３４５｜の値が１未満であるため、正のパワーが強くなりすぎることを抑制することができるので、コマ収差や非点収差を適正に補正することができる。また、｜ｆ１２／ｆ３４５｜の値が０．１を超えるため、負のパワーが強くなりすぎることを抑制することができるので、レンズ系全体の全長が長くなることを回避することができる。

前記第１レンズ、前記第２レンズおよび前記第３レンズの合成焦点距離をｆ１２３（ｍｍ）とし、前記第４レンズおよび前記第５レンズの合成焦点距離をｆ４５（ｍｍ）としたとき、前記合成焦点距離ｆ１２３、ｆ４５は、以下の条件式（６）
０．１＜ｆ１２３／ｆ４５＜１．１ ・・・条件式（６）
を満たしてもよい。

ｆ１２３／ｆ４５の値が１未満であるため、正のパワーが強くなりすぎることを抑制することができるので、コマ収差や非点収差を適正に補正することができる。また、ｆ１２３／ｆ４５の値が０．１を超えるため、負のパワーが強くなりすぎることを抑制することができるので、レンズ系全体の全長が長くなることを回避することができる。

前記第１レンズはガラスレンズであってもよい。

本発明に係る広角レンズでは、４群５枚のレンズ構成で、第２レンズの生産性の維持や、レンズ系全体の物像間距離の短縮化を図りつつ、広角化を図ることのできる広角レンズを実現できる。

実施形態の実施例１に係る広角レンズの説明図である。 図１に示す広角レンズの球面収差を示す説明図である。 図１に示す広角レンズの倍率色収差を示す説明図である。 図１に示す広角レンズの非点収差を示す説明図である。 図１に示す広角レンズの横収差を示す説明図である。 実施形態の実施例２に係る広角レンズの説明図である。 図６に示す広角レンズの球面収差を示す説明図である。 図６に示す広角レンズの倍率色収差を示す説明図である。 図６に示す広角レンズの非点収差を示す説明図である。 図６に示す広角レンズの横収差を示す説明図である。 実施形態の実施例２に係る広角レンズの説明図である。 図１１に示す広角レンズの球面収差を示す説明図である。 図１１に示す広角レンズの倍率色収差を示す説明図である。 図１１に示す広角レンズの非点収差を示す説明図である。 図１１に示す広角レンズの横収差を示す説明図である。

本発明を適用した広角レンズ１００として、実施例１、実施例２、および実施例３を説明する。

［実施例１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施例１に係る広角レンズ１００の説明図である。図２は、図１に示す広角レンズ１００の球面収差を示す説明図である。図３は、図１に示す広角レンズ１００の倍率色収差を示す説明図であり、最大画角（半画角）における倍率色収差を示してある。図４は、図１に示す広角レンズ１００の非点収差を示す説明図である。図５は、図１に示す広角レンズ１００の横収差を示す説明図である。なお、図１には、面番号をかっこ内に示し、非球面には＊を付してある。

なお、図２、図３および図５には、赤色光Ｒ（波長６６８ｎｍ）、オレンジ色光Ｏ（６００ｎｍ）、緑色光Ｇ（波長５４６ｎｍ）、および青色光Ｂ（波長４７３ｎｍ）、紫色光Ｖ（４３５ｎｍ）における各収差を示してある。また、図４に示す非点収差に関しては、サジタル方向の特性にＳを付し、タンジェンシャル方向の特性にＴを付してある。図５には、赤色光Ｒ、オレンジ色光Ｏ、緑色光Ｇ、青色光Ｂおよび紫色光Ｖの各角度０．００ｄｅｇ、３５．００ｄｅｇ、７０．００ｄｅｇ、および１０６．００ｄｅｇにおける光軸に直交する２方向（ｙ方向およびｘ方向）の横収差を纏めて示してある。

図１に示すように、本例の広角レンズ１００は、物体側Ｌａから像側Ｌｂに向けて順に配置された第１レンズ１０、第２レンズ２０、遮光シート７１、第３レンズ３０、絞り７２、第４レンズ４０、および第５レンズ５０からなり、第５レンズ５０に対して像側Ｌｂに平板状の赤外線フィルタ７３、透光性のカバー７４、および撮像素子（図示せず）が順に配置されている。本例において、広角レンズ１００の射影方式は、中心像よりも周辺像の方が大きくなる立体射影方式である。

本例の広角レンズ１００の各レンズの構成等は、表１に示す通りであり、表１には、広角レンズ１００の特性として以下の特性を示してある。
レンズ系全体の焦点距離ｆ０（Effective Focal Length）
物像間距離（Total Track）
レンズ系全体のＦ値（Image Space）
最大画角（Max. Field Angle）
水平画角（Horizontal Field Angle）

また、表１には、各面（Surf）の以下の項目が示されている。
曲率半径（Radius）
厚さ（Thickness）
屈折率Ｎｄ
アッベ数νｄ
レンズ面の有効半径（Semi-Diameter）
サグ量Ｓａｇ
焦点距離ｆ
合成焦点距離ｆｄ１、ｆｄ２

なお、曲率半径、厚さ、焦点距離、有効半径の単位はｍｍである。ここで、レンズ面が物体側Ｌａに向けて突出した凸面あるいは物体側Ｌａに向けて凹んだ凹面である場合には、曲率半径を正の値とし、レンズ面が像側Ｌｂに向けて突出した凸面あるいは像側Ｌｂに向けて凹んだ凹面である場合、曲率半径を負の値としてある。また、正レンズ（正のパワーを有するレンズ）の焦点距離を正の値とし、負レンズ（負のパワーを有するレンズ）の焦点距離を負の値としてある。

表２には、広角レンズ１００に用いた非球面レンズの形状を下式（数１）で表した際の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６が示されている。下式においては、サグ量（光軸方向の軸）をｚ、光軸と垂直方向の高さ（光線高さ）をｒ、円錐係数をＫ、曲率半径の逆数をｃとしてある。

表１に示すように、本例の広角レンズ１００においては、レンズ系全体の焦点距離ｆ０は１．３３４ｍｍであり、物像間距離は１２．４５４ｍｍであり、レンズ系全体のＦ値は２．８であり、最大画角は２１２ｄｅｇであり、水平画角は１５３．２００ｄｅｇである。

第１レンズ１０は、像側Ｌｂのレンズ面１２（第２面（２））が凹曲面である負レンズである。本例において、第１レンズ１０の物体側Ｌａのレンズ面１１（第１面（１））は凸曲面であり、第１レンズ１０は負メニスカスレンズである。第１レンズ１０はガラスレンズであり、レンズ面１１（第１面（１））およびレンズ面１２（第２面（２））は球面である。第１レンズ１０には、屈折率が１．８０８、かつ、アッベ数が４６．２６のレンズ材料が用いられており、焦点距離は－４．２４３ｍｍである。

第２レンズ２０は、第２レンズ２０の物体側Ｌａのレンズ面２１（第３面（３））は凸曲面で、像側Ｌｂのレンズ面２２（第４面（４））が凹曲面である負レンズである。第２レンズ２０は、アクリル樹脂系、ポリカーボネート系、ポリオレフィン系等からなるプラスチックレンズであり、レンズ面２１（第３面（３））およびレンズ面２２（第４面（４））の双方が非球面である。第２レンズ２０には、屈折率が１．５４６、かつ、アッベ数が５６．１９のレンズ材料が用いられており、焦点距離は－２．８８６ｍｍである。

第３レンズ３０は、像側Ｌｂのレンズ面３２（第６面（６））が凸曲面である正レンズである。本例において、第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１（第５面（５））は凸曲面であり、第３レンズ３０は両凸レンズである。第３レンズ３０は、アクリル樹脂系、ポリカーボネート系、ポリオレフィン系等からなるプラスチックレンズであり、レンズ面３１（第５面（５））およびレンズ面３２（第６面（６））は非球面である。第３レンズ３０には、屈折率が１．６４１、かつ、アッベ数が２３．９０のレンズ材料が用いられており、焦点距離は２．９３０ｍｍである。

第４レンズ４０は、像側Ｌｂのレンズ面４２が凹曲面である負レンズである。本例において、第４レンズ４０の物体側Ｌａのレンズ面４１（第８面（８））は凸曲面であり、第４レンズ４０はメニスカスレンズである。第４レンズ４０は、アクリル樹脂系、ポリカーボネート系、ポリオレフィン系等からなるプラスチックレンズであり、レンズ面４１（第８面（８））およびレンズ面４２（第９面（９））は非球面である。第４レンズ４０には、屈折率が１．６４１、かつ、アッベ数が２３．９０のレンズ材料が用いられている。

第５レンズ５０は、物体側Ｌａのレンズ面５１（第９面（９））および像側Ｌｂのレンズ面５２（第１０面（１０））のいずれもが凸曲面である両凸レンズである。第５レンズ５０は、アクリル樹脂系、ポリカーボネート系、ポリオレフィン系等からなるプラスチックレンズであり、レンズ面５１（第９面（９））およびレンズ面５２（第１０面（１０））は非球面である。第５レンズ５０には、屈折率が１．５４６、かつ、アッベ数が５６．１９のレンズ材料が用いられている。

ここで、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と、第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１とは、同一形状に形成されており、第４レンズ４０と第５レンズ５０とは、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１とが樹脂により接合された接合レンズ６０を構成している。従って、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１との接合面を第９面（９）としてある。接合レンズ６０の焦点距離（合成焦点距離ｆ３４）は４．３２０ｍｍである。本例において、樹脂材は、ＵＶ硬化型の接着剤である。接着剤は、硬化後も弾性を有する材質であることが好ましい。

なお、赤外線フィルタ７３の物体側Ｌａの面は第１１面（１１）を構成し、像側Ｌｂの面は第１２面（１２）を構成している。カバー７４の物体側Ｌａの面は第１３面（１３）を構成している。カバー７４の像側Ｌｂの面は第１４面（１４）を構成しており、撮像素子の撮像面に相当する。

図２～図５に示すように、本例の広角レンズ１００においては、球面収差、倍率色収差、非点収差、および横収差が適正なレベルまで補正されている。

（条件式）
本例の広角レンズ１００において、以下に説明する条件式（１）～（６）に関連する各値を表３に示してある。本例の広角レンズ１００は、以下の条件式（１）～（６）を満たすため、図３～図５に示すレンズ特性を有している。なお、表３には、後述する実施例２および実施例３の各値も示してある。また、表３に示す値や以下に説明する値は、四捨五入による端数処理を行ってある。

（条件式（１））
本例の広角レンズ１００において、第１レンズ１０の屈折率Ｎｄをｎ１としたとき、第１レンズ１０の屈折率ｎ１は、以下の条件式（１）
１．７＜ｎ１ ・・・条件式（１）
を満たしている。

具体的には、第１レンズ１０の屈折率ｎ１は１．８０８である。本例のように、第１レンズ１０の屈折率ｎ１が１．７を超えている、すなわち第１レンズ１０を高屈折率とするので、第１レンズ１０の外径を小さくできる。そのため、広角レンズ１００の小型化を図ることができる。また、第１レンズ１０の屈折率ｎ１が１．７を超えているので、第１レンズ１０の像側Ｌｂのレンズ面１２のサグ量を小さく（浅く）することができ、成形が容易になる。さらに、第１レンズ１０の屈折率ｎ１が１．７を超えているので、第２レンズ２０の物体側Ｌａのレンズ面２１のサグ量を小さく（浅く）することができ、第１レンズ１０の像側Ｌｂのレンズ面１２と第２レンズ２０の物体側Ｌａのレンズ面２１との間での多重反射を抑制することができる。したがって、そのような多重反射に起因するリング状のゴーストの発生を抑制することができる。

（条件式（２））
第２レンズ２０の物体側Ｌａのレンズ面２１のサグ量をＳａｇ２１（ｍｍ）とし、第２レンズ２０の物体側Ｌａのレンズ面２１の直径をＤ２１（ｍｍ）としたとき、サグ量Ｓａｇ２１及び直径Ｄ２１は、以下の条件式（２）
０＜｜Ｓａｇ２１／（Ｄ２１／２）｜＜０．１２５ ・・・条件式（２）
を満たしている。

具体的には、サグ量Ｓａｇ２１は０．００９であり及び（直径Ｄ２１）／２は２．１９０であり、｜Ｓａｇ２１／（Ｄ２１／２）｜は０．００４であり、０を超え、０．１２５未満である。｜Ｓａｇ２１／（Ｄ２１／２）｜の値が０を超えるため、第２レンズ２０の第１面（すなわち物体側Ｌａのレンズ面２１）が平面にならない。したがって、各種収差を適切に補正できる。｜Ｓａｇ２１／（Ｄ２１／２）｜の値が０．１２５未満のため、第２レンズ２０の第１面（すなわち物体側Ｌａのレンズ面２１）のサグ量Ｓａｇ２１が大きく（深く）なりすぎず、第１レンズ１０の第２面（すなわち像側Ｌｂのレンズ面１２）と第２レンズ２０の第１面（すなわち物体側Ｌａのレンズ面２１）の反射によって発生するゴースト（リング状ゴースト）を抑制することができる。

（条件式（３））
第１レンズ１０の像側Ｌｂのレンズ面１２のサグ量をＳａｇ１２（ｍｍ）とし、第１レンズ１０の像側Ｌｂのレンズ面１２の直径をＤ１２（ｍｍ）としたとき、Ｓａｇ１２および直径Ｄ１２は、以下の条件式（３）
０．０５０＜Ｓａｇ１２／（Ｄ１２／２）＜１．７３３ ・・・条件式（３）
を満たしている。

具体的には、Ｓａｇ１２が０．２４２であり、Ｄ１２／２が２．１９０であり、Ｓａｇ１２／（Ｄ１２／２）が０．１１０である。Ｓａｇ１２／（Ｄ１２／２）が０．０５０を超えるため、第１レンズ第２面のサグ量が小さく（浅い）なりすぎて負のパワーが弱まってしまうことを防ぎ、各種収差を適正に補正することができる。また、Ｓａｇ１２／（Ｄ１２／２）の値が１．７３３未満のため、第１レンズ１０の第２面（すなわち像側Ｌｂのレンズ面１２）のサグ量が大きく（深く）なりすぎず、レンズを製造しやすい。従って、第１レンズ１０のコストを低減することができる。

（条件式（４））
第１レンズ１０および第２レンズ２０の合成焦点距離をｆ１２（ｍｍ）とし、レンズ系全体の合成焦点距離をｆ０（ｍｍ）としたとき、以下の条件式（４）
－２．５＜ｆ１２／ｆ０＜－０．５ ・・・条件式（４）
を満たしている。

具体的には、合成焦点距離ｆ１２が－１．４１４であり、ｆ０が１．３３４であり、ｆ１２／ｆ０が－１．０６０である。ｆ１２／ｆ０が－１．１０９より０に近いことで像面湾曲を抑えることができる。また、ｆ１２／ｆ０が－０．５未満とすることで、視野角を大きくすることができる。

（条件式（５））
第１レンズ１０および第２レンズ２０の合成焦点距離をｆ１２（ｍｍ）とし、第３レンズ３０、第４レンズ４０および第５レンズの合成焦点距離をｆ３４５（ｍｍ）としたとき、合成焦点距離ｆ１２、ｆ３４５は、以下の条件式（５）
０．１＜｜ｆ１２／ｆ３４５｜＜１ ・・・条件式（５）
を満たしている。

具体的には、合成焦点距離ｆ１２が－１．４１４であり、合成焦点距離ｆ３４５が２．６３５であり、｜＜ｆ１２／ｆ３４５｜が０．５３７である。｜＜ｆ１２／ｆ３４５｜の値が１未満であるため、正のパワーが強くなりすぎることを抑制することができるので、コマ収差や非点収差を適正に補正することができる。また、｜＜ｆ１２／ｆ３４５｜の値が０．１を超えるため、負のパワーが強くなりすぎることを抑制することができるので、レンズ系全体の全長が長くなることを回避することができる。

（条件式（６））
第１レンズ１０、第２レンズ２０および第３レンズ３０の合成焦点距離をｆ１２３（ｍｍ）とし、第４レンズ４０および第５レンズ５０の合成焦点距離をｆ４５（ｍｍ）としたとき、合成焦点距離ｆ１２３、ｆ４５は、以下の条件式（６）
０．１＜ｆ１２３／ｆ４５＜１．１ ・・・条件式（６）
を満たしている。

具体的には、合成焦点距離ｆ１２３が４．１１８、合成焦点距離ｆ４５が４．３２０であり、ｆ１２３／ｆ４５が０．９５３である。ｆ１２３／ｆ４５の値が１．１未満であるため、正のパワーが強くなりすぎることを抑制することができるので、コマ収差や非点収差を適正に補正することができる。また、ｆ１２３／ｆ４５の値が０．１を超えるため、負のパワーが強くなりすぎることを抑制することができるので、レンズ系全体の全長が長くなることを回避することができる。

また、合成焦点距離ｆ１２３、ｆ４５は、以下の条件式（６－２）
０．１＜ｆ１２３／ｆ４５＜１ ・・・条件式（６－２）
を満たすことがさらに好ましい。この場合でもｆ１２３／ｆ４５が０．９５３であるためｆ１２３／ｆ４５の値が１未満である。したがって、正のパワーが強くなりすぎることをさらに抑制することができるので、コマ収差や非点収差を適正に補正することができる。

［実施例２］
図６は、本発明の実施例２に係る広角レンズ１００の説明図である。図７は、図６に示す広角レンズ１００の球面収差を示す説明図である。図８は、図６に示す広角レンズ１００の倍率色収差を示す説明図であり、最大画角における倍率色収差を示してある。図９は、図６に示す広角レンズ１００の非点収差を示す説明図である。図１０は、図６に示す広角レンズ１００の横収差を示す説明図である。なお、本例の基本的な構成は、実施例１と同様であるため、対応する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図６に示すように、本例の広角レンズ１００も、実施例１と同様、物体側Ｌａから像側Ｌｂに向けて順に配置された第１レンズ１０、第２レンズ２０、遮光シート７１、第３レンズ３０、絞り７２、第４レンズ４０、および第５レンズ５０からなり、第５レンズ５０に対して像側Ｌｂに平板状の赤外線フィルタ７３、透光性のカバー７４、および撮像素子（図示せず）が順に配置されている。本例において、広角レンズ１００の射影方式は、中心像よりも周辺像の方が大きくなる立体射影方式である。

本例の広角レンズ１００の各レンズの構成等は、表４に示す通りであり、表５には、広角レンズ１００に用いた非球面レンズの形状を実施例１と同じ式（数１）で表した際の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６が示されている。

表４に示すように、本例の広角レンズ１００においては、レンズ系全体の焦点距離ｆ０は１．３６０ｍｍであり、物像間距離は１２．４５１ｍｍであり、レンズ系全体のＦ値は２．８であり、最大画角は２１２ｄｅｇであり、水平画角は１５１．７５０ｄｅｇである。

第１レンズ１０は、像側Ｌｂのレンズ面１２（第２面（２））が凹曲面である負レンズである。本例において、第１レンズ１０の物体側Ｌａのレンズ面１１（第１面（１））は凸曲面であり、第１レンズ１０は負メニスカスレンズである。第１レンズ１０はガラスレンズであり、レンズ面１１（第１面（１））およびレンズ面１２（第２面（２））は球面である。第１レンズ１０には、屈折率が１．８０８、かつ、アッベ数が４６．２６のレンズ材料が用いられており、焦点距離は－４．２９４ｍｍである。

第２レンズ２０は、第２レンズ２０の物体側Ｌａのレンズ面２１（第３面（３））は凸曲面で、像側Ｌｂのレンズ面２２（第４面（４））が凹曲面である負レンズである。第２レンズ２０は、アクリル樹脂系、ポリカーボネート系、ポリオレフィン系等からなるプラスチックレンズであり、レンズ面２１（第３面（３））およびレンズ面２２（第４面（４））の双方が非球面である。第２レンズ２０には、屈折率が１．５４６、かつ、アッベ数が５６．１９のレンズ材料が用いられており、焦点距離ｆは－２．８３０ｍｍである。

第３レンズ３０は、像側Ｌｂのレンズ面３２（第６面（６））が凸曲面である正レンズである。本例において、第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１（第５面（５））は凸曲面であり、第３レンズ３０は両凸レンズである。第３レンズ３０は、アクリル樹脂系、ポリカーボネート系、ポリオレフィン系等からなるプラスチックレンズであり、レンズ面３１（第５面（５））およびレンズ面３２（第６面（６））は非球面である。第３レンズ３０には、屈折率が１．６４１、かつ、アッベ数が２３．９０のレンズ材料が用いられており、焦点距離は２．９３２ｍｍである。

第４レンズ４０は、像側Ｌｂのレンズ面４２が凹曲面である負レンズである。本例において、第４レンズ４０の物体側Ｌａのレンズ面４１（第８面（８））は凸曲面であり、第４レンズ４０はメニスカスレンズである。第４レンズ４０は、アクリル樹脂系、ポリカーボネート系、ポリオレフィン系等からなるプラスチックレンズであり、レンズ面４１（第８面（８））およびレンズ面４２（第９面（９））は非球面である。第４レンズ４０には、屈折率が１．６４１、かつ、アッベ数が２３．９０のレンズ材料が用いられている。

第５レンズ５０は、物体側Ｌａのレンズ面５１（第９面（９））および像側Ｌｂのレンズ面５２（第１０面（１０））のいずれもが凸曲面である両凸レンズである。第５レンズ５０は、アクリル樹脂系、ポリカーボネート系、ポリオレフィン系等からなるプラスチックレンズであり、レンズ面５１（第９面（９））および、レンズ面５２（第１０面（１０））は非球面である。第５レンズ５０には、屈折率が１．５４６、かつ、アッベ数が５６．１９のレンズ材料が用いられている。

ここで、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と、第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１とは、同一形状に形成されており、第４レンズ４０と第５レンズ５０とは、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１とが樹脂により接合された接合レンズ６０を構成している。従って、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１との接合面を第９面（９）としてある。接合レンズ６０の焦点距離（合成焦点距離ｆ３４）は４．３３８ｍｍである。本例において、樹脂材は、ＵＶ硬化型の接着剤である。接着剤は、硬化後も弾性を有する材質であることが好ましい。

なお、赤外線フィルタ７３の物体側Ｌａの面は第１１面（１１）を構成し、像側Ｌｂの面は第１２面（１２）を構成している。カバー７４の物体側Ｌａの面は第１３面（１３）を構成している。カバー７４の像側Ｌｂの面は第１４面（１４）を構成しており、撮像素子の撮像面に相当する。

図７～図１０に示すように、本例の広角レンズ１００においては、球面収差、倍率色収差、非点収差、および横収差が適正なレベルまで補正されている。

本例の広角レンズ１００において、実施例１で説明した条件式（１）～（６）に関連する各値は表３に示されており、本例の広角レンズ１００は、条件式（１）～（６）を満たしている。従って、本例の広角レンズ１００も実施例１と同様な効果を奏する。

具体的には、第１レンズ１０の屈折率ｎ１は１．８０８である。本例のように、第１レンズ１０の屈折率ｎ１が１．７を超え、条件式（１）を満たしている。また、第２レンズ２０の物体側Ｌａのレンズ面２１のサグ量Ｓａｇ２１は０．０１１であり及び第２レンズ２０の物体側Ｌａのレンズ面２１の（直径Ｄ２１）／２は２．１９５であり、｜Ｓａｇ２１／（Ｄ２１／２）｜は０．００５であり、条件式（２）を満たしている。第１レンズ１０の像側Ｌｂのレンズ面１２のＳａｇ１２が０．２４３であり、第１レンズ１０の像側Ｌｂのレンズ面１２の直径をＤ１２としたきのＤ１２／２が２．１９５であり、Ｓａｇ１２／（Ｄ１２／２）が０．１１０であり、条件式（３）を満たしている。第１レンズ１０および第２レンズ２０の合成焦点距離ｆ１２が－１．４０２であり、レンズ系全体の合成焦点距離ｆ０が１．３６０であり、ｆ１２／ｆ０が－１．０３０であり、条件式（４）を満たしている。第１レンズ１０および第２レンズ２０の合成焦点距離ｆ１２が－１．４０２であり、第３レンズ３０、第４レンズ４０および第５レンズ５０の合成焦点距離ｆ３４５が２．５８４であり、｜＜ｆ１２／ｆ３４５｜が０．５４２であり、条件式（５）を満たしている。第１レンズ１０、第２レンズ２０および第３レンズ３０の合成焦点距離ｆ１２３が４．４９３、第４レンズ４０および第５レンズ５０の合成焦点距離ｆ４５が４．３３８であり、ｆ１２３／ｆ４５が１．０４であり、条件式（６）を満たしている。

［実施例３］
図１１は、本発明の実施例３に係る広角レンズ１００の説明図である。図１２は、図１０に示す広角レンズ１００の球面収差を示す説明図である。図１３は、図１０に示す広角レンズ１００の倍率色収差を示す説明図であり、最大画角における倍率色収差を示してある。図１４は、図１１に示す広角レンズ１００の非点収差を示す説明図である。図１５は、図１１に示す広角レンズ１００の横収差を示す説明図である。なお、本例の基本的な構成は、実施例１、２と同様であるため、対応する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図１１に示すように、本例の広角レンズ１００も、実施例１、２と同様、物体側Ｌａから像側Ｌｂに向けて順に配置された第１レンズ１０、第２レンズ２０、遮光シート７１、第３レンズ３０、絞り７２、第４レンズ４０、および第５レンズ５０からなり、第５レンズ５０に対して像側Ｌｂに平板状の赤外線フィルタ７３、透光性のカバー７４、および撮像素子（図示せず）が順に配置されている。本例において、広角レンズ１００の射影方式は、中心像よりも周辺像の方が大きくなる立体射影方式である。

本例の広角レンズ１００の各レンズの構成等は、表６に示す通りであり、表７には、広角レンズ１００に用いた非球面レンズの形状を実施例１と同じ式（数１）で表した際の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６が示されている。

表６に示すように、本例の広角レンズ１００においては、レンズ系全体の焦点距離ｆ０は１．３２６ｍｍであり、物像間距離は１２．４８７ｍｍであり、レンズ系全体のＦ値は２．８であり、最大画角は２１６ｄｅｇであり、水平画角は１５１．７８０ｄｅｇである。

第１レンズ１０は、像側Ｌｂのレンズ面１２（第２面（２））が凹曲面である負レンズである。本例において、第１レンズ１０の物体側Ｌａのレンズ面１１（第１面（１））は凸曲面であり、第１レンズ１０は負メニスカスレンズである。第１レンズ１０はガラスレンズであり、レンズ面１１（第１面（１））およびレンズ面１２（第２面（２））は球面である。第１レンズ１０には、屈折率が１．８０８、かつ、アッベ数が４６．２６のレンズ材料が用いられており、焦点距離は－４．２９４ｍｍである。

第２レンズ２０は、第２レンズ２０の物体側Ｌａのレンズ面２１（第３面（３））は凸曲面で、像側Ｌｂのレンズ面２２（第４面（４））が凹曲面である負レンズである。第２レンズ２０は、アクリル樹脂系、ポリカーボネート系、ポリオレフィン系等からなるプラスチックレンズであり、レンズ面２１（第３面（３））およびレンズ面２２（第４面（４））の双方が非球面である。第２レンズ２０には、屈折率が１．５４６、かつ、アッベ数が５６．１９のレンズ材料が用いられており、焦点距離ｆは－３．０３３ｍｍである。

第３レンズ３０は、像側Ｌｂのレンズ面３２（第６面（６））が凸曲面である正レンズである。本例において、第３レンズ３０の物体側Ｌａのレンズ面３１（第５面（５））は平面であり、第３レンズ３０は平凸レンズである。第３レンズ３０は、アクリル樹脂系、ポリカーボネート系、ポリオレフィン系等からなるプラスチックレンズであり、レンズ面３１（第５面（５））およびレンズ面３２（第６面（６））は非球面である。第３レンズ３０には、屈折率が１．６４１、かつ、アッベ数が２３．９０のレンズ材料が用いられており、焦点距離は２．９２５ｍｍである。

第４レンズ４０は、像側Ｌｂのレンズ面４２が凹曲面である負レンズである。本例において、第４レンズ４０の物体側Ｌａのレンズ面４１（第８面（８））は凸曲面であり、第４レンズ４０はメニスカスレンズである。第４レンズ４０は、アクリル樹脂系、ポリカーボネート系、ポリオレフィン系等からなるプラスチックレンズであり、レンズ面４１（第８面（８））およびレンズ面４２（第９面（９））は非球面である。第４レンズ４０には、屈折率が１．６４１、かつ、アッベ数が２３．９０のレンズ材料が用いられている。

第５レンズ５０は、物体側Ｌａのレンズ面５１（第９面（９））および像側Ｌｂのレンズ面５２（第１０面（１０））のいずれもが凸曲面である両凸レンズである。第５レンズ５０は、アクリル樹脂系、ポリカーボネート系、ポリオレフィン系等からなるプラスチックレンズであり、レンズ面５１（第９面（９））および、レンズ面５２（第１０面（１０））は非球面である。第５レンズ５０には、屈折率が１．５４６、かつ、アッベ数が５６．１９のレンズ材料が用いられている。

ここで、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と、第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１とは、同一形状に形成されており、第４レンズ４０と第５レンズ５０とは、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１とが樹脂により接合された接合レンズ６０を構成している。従って、第４レンズ４０の像側Ｌｂのレンズ面４２と第５レンズ５０の物体側Ｌａのレンズ面５１との接合面を第９面（９）としてある。接合レンズ６０の焦点距離（合成焦点距離ｆ３４）は４．３０５ｍｍである。本例において、樹脂材は、ＵＶ硬化型の接着剤である。接着剤は、硬化後も弾性を有する材質であることが好ましい。

なお、赤外線フィルタ７３の物体側Ｌａの面は第１１面（１１）を構成し、像側Ｌｂの面は第１２面（１２）を構成している。カバー７４の物体側Ｌａの面は第１３面（１３）を構成している。カバー７４の像側Ｌｂの面は第１４面（１４）を構成しており、撮像素子の撮像面に相当する。

図７～図１０に示すように、本例の広角レンズ１００においては、球面収差、倍率色収差、非点収差、および横収差が適正なレベルまで補正されている。

本例の広角レンズ１００において、実施例１で説明した条件式（１）～（６）に関連する各値は表３に示されており、本例の広角レンズ１００は、条件式（１）～（６）を満たしている。従って、本例の広角レンズ１００も実施例１と同様な効果を奏する。

具体的には、第１レンズ１０の屈折率ｎ１は１．８０８である。本例のように、第１レンズ１０の屈折率ｎ１が１．７を超え、条件式（１）を満たしている。また、第２レンズ２０の物体側Ｌａのレンズ面２１のサグ量Ｓａｇ２１は０．０３１であり及び第２レンズ２０の物体側Ｌａのレンズ面２１の（直径Ｄ２１）／２は２．１９５であり、｜Ｓａｇ２１／（Ｄ２１／２）｜は０．０１４であり、条件式（２）を満たしている。また、第１レンズ１０の像側Ｌｂのレンズ面１２のＳａｇ１２が０．２４４であり、第１レンズ１０の像側Ｌｂのレンズ面１２の直径をＤ１２としたきのＤ１２／２が２．１９５であり、Ｓａｇ１２／（Ｄ１２／２）が０．１１１であり、条件式（３）を満たしている。さらに、第１レンズ１０および第２レンズ２０の合成焦点距離ｆ１２が－１．４７０であり、レンズ系全体の合成焦点距離ｆ０が１．３２６であり、ｆ１２／ｆ０が－１．１０９であり、条件式（４）を満たしている。さらに、第１レンズ１０および第２レンズ２０の合成焦点距離ｆ１２が－１．４７０であり、第３レンズ３０、第４レンズ４０および第５レンズ５０の合成焦点距離ｆ３４５が２．４６１であり、｜＜ｆ１２／ｆ３４５｜が０．５９７であり、条件式（５）を満たしている。さらにまた、第１レンズ１０、第２レンズ２０および第３レンズ３０の合成焦点距離ｆ１２３が４．０７２、第４レンズ４０および第５レンズ５０の合成焦点距離ｆ４５が４．３０５であり、ｆ１２３／ｆ４５が０．９４６であり、条件式（６）を満たしている。

また、合成焦点距離ｆ１２３、ｆ４５は、以下の条件式（６－２）
０．１＜ｆ１２３／ｆ４５＜１ ・・・条件式（６－２）
を満たすことがさらに好ましい。この場合でもｆ１２３／ｆ４５が０．９４６であるためｆ１２３／ｆ４５の値が１未満である。したがって、正のパワーが強くなりすぎることをさらに抑制することができるので、コマ収差や非点収差を適正に補正することができる。

１０…第１レンズ、２０…第２レンズ、３０…第３レンズ、４０…第４レンズ、５０…第５レンズ、６０…接合レンズ、７１…遮光シート、７２…絞り、７３…赤外線フィルタ、７４…カバー

Claims (6)

1. 物体側より順に配置された第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、絞り、第４レンズ、および第５レンズからなり、
   前記第１レンズは、物体側のレンズ面が凸曲面であり像側のレンズ面が凹曲面である負メニスカスレンズであり、
   前記第２レンズは、物体側のレンズ面が凸曲面であり像側のレンズ面が凹曲面である負メニスカスレンズであり、
   前記第３レンズは、像側のレンズ面が凸曲面である正レンズであり、
   前記第４レンズは、物体側のレンズ面が凸曲面であり像側のレンズ面が凹曲面である負メニスカスレンズであり、
   前記第５レンズは、物体側のレンズ面および像側のレンズ面が凸曲面である両凸レンズであり、
   前記第４レンズの像側のレンズ面と前記第５レンズの物体側のレンズ面とは同一形状に形成され、前記第４レンズと前記第５レンズとは、前記第４レンズの像側のレンズ面と前記第５レンズの物体側のレンズ面とが接合された接合レンズとされ、
   前記第２レンズ、前記第３レンズ、前記第４レンズ、および前記第５レンズは、プラスチックレンズであり、
   前記第１レンズの屈折率Ｎｄをｎ１としたとき、前記第１レンズの屈折率ｎ１は、以下の条件式（１）
   １．７＜ｎ１ ・・・条件式（１）
   を満たし、
   前記第１レンズおよび前記第２レンズの合成焦点距離をｆ１２（ｍｍ）とし、レンズ系全体の合成焦点距離をｆ０（ｍｍ）としたとき、以下の条件式（４）
   －１．１０９≦ｆ１２／ｆ０＜－０．５ ・・・条件式（４）
   を満たしていることを特徴とする広角レンズ。
2. 前記第２レンズの物体側のレンズ面のサグ量をＳａｇ２１（ｍｍ）とし、前記第２レンズの物体側のレンズ面の直径をＤ２１（ｍｍ）としたとき、前記サグ量Ｓａｇ２１及び前記直径Ｄ２１は、以下の条件式（２）
   ０＜｜Ｓａｇ２１／（Ｄ２１／２）｜＜０．１２５ ・・・条件式（２）
   を満たしていることを特徴とする請求項１に記載の広角レンズ。
3. 前記第１レンズの像側のレンズ面のサグ量をＳａｇ１２（ｍｍ）とし、前記第１レンズの像側のレンズ面の直径をＤ１２（ｍｍ）としたとき、前記Ｓａｇ１２および前記直径Ｄ１２は、以下の条件式（３）
   ０．０５０＜Ｓａｇ１２／（Ｄ１２／２）＜１．７３３ ・・・条件式（３）
   を満たしてい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. 前記第１レンズおよび前記第２レンズの合成焦点距離をｆ１２（ｍｍ）とし、前記第３レンズ、前記第４レンズおよび前記第５レンズの合成焦点距離をｆ３４５（ｍｍ）としたとき、前記合成焦点距離ｆ１２、ｆ３４５は、以下の条件式（５）
   ０．１＜｜ｆ１２／ｆ３４５｜＜１ ・・・条件式（５）
   を満たしていることを特徴とする請求項１～３までのいずれかに記載の広角レンズ。
5. 前記第１レンズ、前記第２レンズおよび前記第３レンズの合成焦点距離をｆ１２３（ｍｍ）とし、前記第４レンズおよび前記第５レンズの合成焦点距離をｆ４５（ｍｍ）としたとき、前記合成焦点距離ｆ１２３、ｆ４５は、以下の条件式（６）
   ０．１＜ｆ１２３／ｆ４５＜１．１ ・・・条件式（６）
   を満たしていることを特徴とする請求項１～４までのいずれかに記載の広角レンズ。
6. 前記第１レンズはガラスレンズであることを特徴とする請求項１～５までのいずれかに記載の広角レンズ。

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