JP2003270530A - 非球面合成樹脂レンズを有する広角レンズ - Google Patents
非球面合成樹脂レンズを有する広角レンズInfo
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- JP2003270530A JP2003270530A JP2002069788A JP2002069788A JP2003270530A JP 2003270530 A JP2003270530 A JP 2003270530A JP 2002069788 A JP2002069788 A JP 2002069788A JP 2002069788 A JP2002069788 A JP 2002069788A JP 2003270530 A JP2003270530 A JP 2003270530A
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な構成でありながら、特に小型で高解像
度の撮像装置に適した良好な性能を得ることができる広
角レンズを提供する。 【解決手段】 広角レンズ1は、光軸Z1に沿って、物
体側より順に、第1レンズG1〜第5レンズG5を備え
ている。この広角レンズ1では、特に、第3レンズG3
と第4レンズG4との接合レンズを、正、負の順番で構
成することにより、バックフォーカスを必要以上に長く
することなく、全長を短くし、コンパクト化を図ること
ができる。また、第1レンズG1〜第5レンズG5の各
レンズ面のうち、少なくとも1面、特に、第1レンズG
1、第2レンズG2および第5レンズG5の各レンズ面
のうち、いずれか2もしくは3面以上の面を非球面形状
にすることにより、小型化を図りつつ、諸収差の補正を
しやすくなる。
度の撮像装置に適した良好な性能を得ることができる広
角レンズを提供する。 【解決手段】 広角レンズ1は、光軸Z1に沿って、物
体側より順に、第1レンズG1〜第5レンズG5を備え
ている。この広角レンズ1では、特に、第3レンズG3
と第4レンズG4との接合レンズを、正、負の順番で構
成することにより、バックフォーカスを必要以上に長く
することなく、全長を短くし、コンパクト化を図ること
ができる。また、第1レンズG1〜第5レンズG5の各
レンズ面のうち、少なくとも1面、特に、第1レンズG
1、第2レンズG2および第5レンズG5の各レンズ面
のうち、いずれか2もしくは3面以上の面を非球面形状
にすることにより、小型化を図りつつ、諸収差の補正を
しやすくなる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮影用の広角レン
ズに関し、特に、デジタルスチルカメラ(以下、単にデ
ジタルカメラという。)や監視用のテレビカメラなど、
撮像素子を用いた小型の撮像装置への搭載に適した、非
球面合成樹脂レンズを有する広角レンズに関する。
ズに関し、特に、デジタルスチルカメラ(以下、単にデ
ジタルカメラという。)や監視用のテレビカメラなど、
撮像素子を用いた小型の撮像装置への搭載に適した、非
球面合成樹脂レンズを有する広角レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、CCD(電荷結合素子)やC
MOS(Complementary Metal OxideSemiconductor)な
どの撮像素子を用いた、デジタルカメラや監視用のテレ
ビカメラなどの撮像装置が知られている。
MOS(Complementary Metal OxideSemiconductor)な
どの撮像素子を用いた、デジタルカメラや監視用のテレ
ビカメラなどの撮像装置が知られている。
【0003】これらの撮像装置は、一般に、高画質、高
解像度で構成がコンパクトであることが要求される。従
って、それに搭載される撮像レンズの性能には、小型
で、かつ、口径比が大きい、すなわち、明るいレンズ系
であることが要求されている。また併せて、広画角化へ
の要求もある。また、撮像装置においては、光の高周波
成分をカットするために、撮像レンズと像面との間に、
いわゆるローパスフィルタを配置することが多い。この
ため、撮像レンズとしては、適度に長いバックフォーカ
スを有したものが必要である。
解像度で構成がコンパクトであることが要求される。従
って、それに搭載される撮像レンズの性能には、小型
で、かつ、口径比が大きい、すなわち、明るいレンズ系
であることが要求されている。また併せて、広画角化へ
の要求もある。また、撮像装置においては、光の高周波
成分をカットするために、撮像レンズと像面との間に、
いわゆるローパスフィルタを配置することが多い。この
ため、撮像レンズとしては、適度に長いバックフォーカ
スを有したものが必要である。
【0004】以上の要求を満足させるためには、口径比
が大きく、広画角化が図られたレトロフォーカス型の撮
像レンズを作成すればよい。このような性能を目指した
撮像レンズとしては、従来、特開平9-166748号、特開平
11-142730、特開2000-047101号、および特開2000-10533
4号公報等に記載されたものが知られている。これら公
報記載のレンズは、いずれも5枚構成のレンズとなって
いる。また、物体側から3枚目と4枚目のレンズとが接
合レンズの構成となっている。
が大きく、広画角化が図られたレトロフォーカス型の撮
像レンズを作成すればよい。このような性能を目指した
撮像レンズとしては、従来、特開平9-166748号、特開平
11-142730、特開2000-047101号、および特開2000-10533
4号公報等に記載されたものが知られている。これら公
報記載のレンズは、いずれも5枚構成のレンズとなって
いる。また、物体側から3枚目と4枚目のレンズとが接
合レンズの構成となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
公報記載のレンズでは、特に小型で高解像度の撮像装置
用のものとしては、性能的に不十分なところがあり、ま
だ改善の余地がある。例えば、特開平9-166748号、特開
2000-047101号、および特開2000-105334号公報記載のレ
ンズでは、特に、物体側から3枚目と4枚目のレンズと
が負、正の接合レンズの構成となっているため、必要以
上にバックフォーカスが長くなりすぎ、全長が長くなっ
てしまい、コンパクト性が失われてしまう傾向にある。
また、特開平11-142730号公報記載のレンズは、全長が
焦点距離の4倍以上であり、コンパクト性に欠けるとい
う問題がある。
公報記載のレンズでは、特に小型で高解像度の撮像装置
用のものとしては、性能的に不十分なところがあり、ま
だ改善の余地がある。例えば、特開平9-166748号、特開
2000-047101号、および特開2000-105334号公報記載のレ
ンズでは、特に、物体側から3枚目と4枚目のレンズと
が負、正の接合レンズの構成となっているため、必要以
上にバックフォーカスが長くなりすぎ、全長が長くなっ
てしまい、コンパクト性が失われてしまう傾向にある。
また、特開平11-142730号公報記載のレンズは、全長が
焦点距離の4倍以上であり、コンパクト性に欠けるとい
う問題がある。
【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、簡易な構成でありながら、特に小型
で高解像度の撮像装置に適した良好な性能を得ることが
できる、非球面合成樹脂レンズを有する広角レンズを提
供することにある。
ので、その目的は、簡易な構成でありながら、特に小型
で高解像度の撮像装置に適した良好な性能を得ることが
できる、非球面合成樹脂レンズを有する広角レンズを提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の観点に係
る広角レンズは、物体側より順に、合成樹脂によって構
成された、負の屈折力を有する第1レンズと、合成樹脂
によって構成された、正の屈折力を有する第2レンズ
と、明るさ絞りと、両凸レンズによって構成された第3
レンズと、第3レンズと共に接合レンズを構成し、負の
屈折力を有する第4レンズと、第5レンズとを備え、少
なくとも1面に非球面形状を有するように構成したもの
である。
る広角レンズは、物体側より順に、合成樹脂によって構
成された、負の屈折力を有する第1レンズと、合成樹脂
によって構成された、正の屈折力を有する第2レンズ
と、明るさ絞りと、両凸レンズによって構成された第3
レンズと、第3レンズと共に接合レンズを構成し、負の
屈折力を有する第4レンズと、第5レンズとを備え、少
なくとも1面に非球面形状を有するように構成したもの
である。
【0008】本発明の第1の観点に係る広角レンズで
は、以上のような構成にすることにより、簡易な構成で
ありながら、諸収差が良好に補正され、小型で高解像度
の撮像装置に適した良好な性能が得られる。特に、第3
レンズと第4レンズとの接合レンズが、正、負の順番で
構成されていることにより、バックフォーカスを必要以
上に長くすることなく、コンパクト化が図られる。ま
た、非球面合成樹脂レンズを用いていることにより、小
型化が図られ、諸収差の補正もしやすくなる。
は、以上のような構成にすることにより、簡易な構成で
ありながら、諸収差が良好に補正され、小型で高解像度
の撮像装置に適した良好な性能が得られる。特に、第3
レンズと第4レンズとの接合レンズが、正、負の順番で
構成されていることにより、バックフォーカスを必要以
上に長くすることなく、コンパクト化が図られる。ま
た、非球面合成樹脂レンズを用いていることにより、小
型化が図られ、諸収差の補正もしやすくなる。
【0009】ここで、本発明の第1の観点に係る広角レ
ンズにおいて、第1レンズ、第2レンズおよび第5レン
ズは、各レンズ面のうち、いずれか3面以上の面が非球
面形状となっていることが望ましい。また、第1レンズ
および第2レンズは、同一材料の合成樹脂によって構成
されていることが望ましい。
ンズにおいて、第1レンズ、第2レンズおよび第5レン
ズは、各レンズ面のうち、いずれか3面以上の面が非球
面形状となっていることが望ましい。また、第1レンズ
および第2レンズは、同一材料の合成樹脂によって構成
されていることが望ましい。
【0010】本発明の第1の観点に係る広角レンズは、
さらに、以下の条件式(1),(2A),(2B)を満
足するように構成されていることが望ましい。
さらに、以下の条件式(1),(2A),(2B)を満
足するように構成されていることが望ましい。
【0011】
0.5<Dg1-2/f<1.0 ……(1)
1.65>nA ……(2A)
νA>44.0 ……(2B)
ただし、fは、レンズ系全体の合成焦点距離を示し、D
g1-2は、第1レンズおよび第2レンズ間の距離を示
す。nAおよびνAは、それぞれ、各レンズの屈折率お
よびアッベ数の平均値を示す。
g1-2は、第1レンズおよび第2レンズ間の距離を示
す。nAおよびνAは、それぞれ、各レンズの屈折率お
よびアッベ数の平均値を示す。
【0012】特に、条件式(1)を満足することによ
り、主として像面湾曲が良好に補正され、また、全長を
小さくしやすくなる。また特に、条件式(2A),(2
B)を満足することにより、主として軸上色収差および
倍率の色収差が良好に補正される。
り、主として像面湾曲が良好に補正され、また、全長を
小さくしやすくなる。また特に、条件式(2A),(2
B)を満足することにより、主として軸上色収差および
倍率の色収差が良好に補正される。
【0013】本発明の第2の観点に係る広角レンズは、
物体側より順に、合成樹脂によって構成された、負の屈
折力を有する第1レンズと、合成樹脂によって構成され
た、正の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力を有
する第3レンズと、第3レンズと共に接合レンズを構成
する第4レンズと、正の屈折力を有する第5レンズとを
備え、第1レンズ、第2レンズおよび第5レンズの各レ
ンズ面のうち、いずれか2面以上の面が非球面形状であ
り、かつ、以下の条件式(3),(4)を満足するよう
に構成したものである。
物体側より順に、合成樹脂によって構成された、負の屈
折力を有する第1レンズと、合成樹脂によって構成され
た、正の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力を有
する第3レンズと、第3レンズと共に接合レンズを構成
する第4レンズと、正の屈折力を有する第5レンズとを
備え、第1レンズ、第2レンズおよび第5レンズの各レ
ンズ面のうち、いずれか2面以上の面が非球面形状であ
り、かつ、以下の条件式(3),(4)を満足するよう
に構成したものである。
【0014】
―3.0< f1-2/f <―2.4 ……(3)
―1.0< f4/f <―0.5 ……(4)
ただし、fは、レンズ系全体の合成焦点距離を示し、f
1-2は、第1レンズと第2レンズとの合成焦点距離を示
し、f4は、第4レンズの焦点距離を示す。
1-2は、第1レンズと第2レンズとの合成焦点距離を示
し、f4は、第4レンズの焦点距離を示す。
【0015】本発明の第2の観点に係る広角レンズで
は、以上のような構成にすることにより、簡易な構成で
ありながら、諸収差が良好に補正され、小型で高解像度
の撮像装置に適した良好な性能が得られる。特に、非球
面合成樹脂レンズを用いていることにより、小型化が図
られ、諸収差の補正もしやすくなる。また特に、条件式
(3),(4)を満足することにより、像面湾曲などの
諸収差が良好に補正される。
は、以上のような構成にすることにより、簡易な構成で
ありながら、諸収差が良好に補正され、小型で高解像度
の撮像装置に適した良好な性能が得られる。特に、非球
面合成樹脂レンズを用いていることにより、小型化が図
られ、諸収差の補正もしやすくなる。また特に、条件式
(3),(4)を満足することにより、像面湾曲などの
諸収差が良好に補正される。
【0016】ここで、本発明の第2の観点に係る広角レ
ンズにおいては、さらに、第2レンズと第3レンズとの
間に、明るさ絞りを備え、第1レンズ、第2レンズおよ
び第5レンズについて、それぞれのレンズ面の少なくと
も片面が非球面形状となっていることが望ましい。ま
た、第1レンズおよび第2レンズが、同一材料の合成樹
脂によって構成されていることが望ましい。
ンズにおいては、さらに、第2レンズと第3レンズとの
間に、明るさ絞りを備え、第1レンズ、第2レンズおよ
び第5レンズについて、それぞれのレンズ面の少なくと
も片面が非球面形状となっていることが望ましい。ま
た、第1レンズおよび第2レンズが、同一材料の合成樹
脂によって構成されていることが望ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【0018】図1は、本発明の一実施の形態に係る広角
レンズの構成例を示している。図1において、符号Ri
は、絞りStも含めて最も物体側の構成要素の面を1番
目として、像側(結像側)に向かうに従い順次増加する
i番目(i=1〜10)の構成要素の面の曲率半径を示
す。符号Diは、i番目の面とi+1番目の面との光軸
上の面間隔を示す。
レンズの構成例を示している。図1において、符号Ri
は、絞りStも含めて最も物体側の構成要素の面を1番
目として、像側(結像側)に向かうに従い順次増加する
i番目(i=1〜10)の構成要素の面の曲率半径を示
す。符号Diは、i番目の面とi+1番目の面との光軸
上の面間隔を示す。
【0019】図1に示した本実施の形態に係る広角レン
ズ1は、特にデジタルカメラや監視用のテレビカメラな
ど、小型の撮像装置に搭載して好適なものである。この
広角レンズ1は、光軸Z1に沿って、物体側より順に、
第1レンズG1〜第5レンズG5を備えている。第2レ
ンズG2と第3レンズ群G3との間には、開口絞り(明
るさ絞り)Stが設けられている。この広角レンズ1の
結像面Simgには、図示しないCCDまたはCMOS
などの撮像素子が配置される。撮像素子の撮像面付近に
は、撮像面を保護するためのカバーガラスが配置されて
いてもよい。
ズ1は、特にデジタルカメラや監視用のテレビカメラな
ど、小型の撮像装置に搭載して好適なものである。この
広角レンズ1は、光軸Z1に沿って、物体側より順に、
第1レンズG1〜第5レンズG5を備えている。第2レ
ンズG2と第3レンズ群G3との間には、開口絞り(明
るさ絞り)Stが設けられている。この広角レンズ1の
結像面Simgには、図示しないCCDまたはCMOS
などの撮像素子が配置される。撮像素子の撮像面付近に
は、撮像面を保護するためのカバーガラスが配置されて
いてもよい。
【0020】第1レンズG1〜第5レンズG5の各レン
ズ面のうち、少なくとも1面は非球面形状となってい
る。特に、第1レンズG1、第2レンズG2および第5
レンズG5の各レンズ面のうち、いずれか2面もしくは
3面以上の面が非球面形状であることが望ましい。もし
くは、第1レンズG1、第2レンズG2および第5レン
ズG5のそれぞれについて、それぞれのレンズ面の少な
くとも片面が非球面形状となっていることが望ましい。
ズ面のうち、少なくとも1面は非球面形状となってい
る。特に、第1レンズG1、第2レンズG2および第5
レンズG5の各レンズ面のうち、いずれか2面もしくは
3面以上の面が非球面形状であることが望ましい。もし
くは、第1レンズG1、第2レンズG2および第5レン
ズG5のそれぞれについて、それぞれのレンズ面の少な
くとも片面が非球面形状となっていることが望ましい。
【0021】非球面形状にするレンズ要素は、特に加工
性および製造性の点から、そのレンズ材料として合成樹
脂(プラスチックレンズ)で構成されていることが望ま
しい。特に、第1レンズG1および第2レンズG2は、
同一の合成樹脂によって構成されていることが望まし
い。
性および製造性の点から、そのレンズ材料として合成樹
脂(プラスチックレンズ)で構成されていることが望ま
しい。特に、第1レンズG1および第2レンズG2は、
同一の合成樹脂によって構成されていることが望まし
い。
【0022】第1レンズG1は、負の屈折力(パワー)
を有している。この第1レンズG1は、例えば物体側に
凸面を向けた負のメニスカス形状となっている。一方、
第2レンズG2は、正の屈折力を有している。この第2
レンズG2は、例えば物体側に凸面を向けた正のメニス
カス形状となっている。
を有している。この第1レンズG1は、例えば物体側に
凸面を向けた負のメニスカス形状となっている。一方、
第2レンズG2は、正の屈折力を有している。この第2
レンズG2は、例えば物体側に凸面を向けた正のメニス
カス形状となっている。
【0023】第3レンズG3は、正の屈折力を有してい
る。この第3レンズG3は、例えば両凸形状となってい
る。第4レンズは、負の屈折力を有し、第3レンズG3
と共に接合レンズを構成している。この第4レンズG4
は、例えば両凹形状または物体側に凹面を向けた負のメ
ニスカス形状となっている。
る。この第3レンズG3は、例えば両凸形状となってい
る。第4レンズは、負の屈折力を有し、第3レンズG3
と共に接合レンズを構成している。この第4レンズG4
は、例えば両凹形状または物体側に凹面を向けた負のメ
ニスカス形状となっている。
【0024】第5レンズG5は、例えば正の屈折力を有
している。この第5レンズG5は、例えば近軸領域にお
いて物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状となって
いる。
している。この第5レンズG5は、例えば近軸領域にお
いて物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状となって
いる。
【0025】この広角レンズ1は、以下の条件式
(1),(2A),(2B)を満足するように構成され
ていることが望ましい。これらの条件式において、f
は、レンズ系全体の合成焦点距離を示し、Dg1-2は、
第1レンズG1および第2レンズG2間の距離を示す。
nAおよびνAは、それぞれ、各レンズの屈折率および
アッベ数の平均値を示す。
(1),(2A),(2B)を満足するように構成され
ていることが望ましい。これらの条件式において、f
は、レンズ系全体の合成焦点距離を示し、Dg1-2は、
第1レンズG1および第2レンズG2間の距離を示す。
nAおよびνAは、それぞれ、各レンズの屈折率および
アッベ数の平均値を示す。
【0026】
0.5<Dg1-2/f<1.0 ……(1)
1.65>nA ……(2A)
νA>44.0 ……(2B)
【0027】この広角レンズ1は、また、以下の条件式
(3),(4)を満足するように構成されていてもよ
い。これらの条件式において、fは、レンズ系全体の合
成焦点距離を示し、f1-2は、第1レンズG1と第2レ
ンズG2との合成焦点距離を示し、f4は、第4レンズ
G4の焦点距離を示す。
(3),(4)を満足するように構成されていてもよ
い。これらの条件式において、fは、レンズ系全体の合
成焦点距離を示し、f1-2は、第1レンズG1と第2レ
ンズG2との合成焦点距離を示し、f4は、第4レンズ
G4の焦点距離を示す。
【0028】
―3.0< f1-2/f <―2.4 ……(3)
―1.0< f4/f <―0.5 ……(4)
【0029】次に、以上のような構成の広角レンズ1に
よってもたらされる光学的な作用および効果について説
明する。
よってもたらされる光学的な作用および効果について説
明する。
【0030】この広角レンズ1では、特に、第3レンズ
G3と第4レンズG4との接合レンズを、正、負の順番
で構成することにより、バックフォーカスを必要以上に
長くすることなく、全長を短くし、コンパクト化を図る
ことができる。
G3と第4レンズG4との接合レンズを、正、負の順番
で構成することにより、バックフォーカスを必要以上に
長くすることなく、全長を短くし、コンパクト化を図る
ことができる。
【0031】また、この広角レンズ1では、第1レンズ
G1〜第5レンズG5の各レンズ面のうち、少なくとも
1面、特に、第1レンズG1、第2レンズG2および第
5レンズG5の各レンズ面のうち、いずれか2もしくは
3面以上の面を非球面形状にすることにより、小型化を
図りつつ、諸収差の補正をしやすくなる。また、非球面
形状を用いるレンズをプラスチックレンズにすることに
より、加工、製造性の点で有利となり、さらに軽量化を
図りやすくなる。
G1〜第5レンズG5の各レンズ面のうち、少なくとも
1面、特に、第1レンズG1、第2レンズG2および第
5レンズG5の各レンズ面のうち、いずれか2もしくは
3面以上の面を非球面形状にすることにより、小型化を
図りつつ、諸収差の補正をしやすくなる。また、非球面
形状を用いるレンズをプラスチックレンズにすることに
より、加工、製造性の点で有利となり、さらに軽量化を
図りやすくなる。
【0032】条件式(1)は、像面湾曲を良好に補正し
つつ、全長を小さくする上で必要な条件である。特に、
条件式(1)を満足するように第1レンズG1と第2レ
ンズG2との距離を所定の間隔に広く設定することによ
り、第1レンズG1と第2レンズ2とのパワーを小さく
することが可能となる。これにより、諸収差、特に倍率
色収差を有効に補正することが可能となる。すなわち、
この条件式(1)の下限を下回ると、倍率色収差をはじ
めとする諸収差を良好に補正することが困難となり、一
方、この条件式(1)の上限を上回ると、全長が長くな
り、コンパクト化を達成することが困難となる。
つつ、全長を小さくする上で必要な条件である。特に、
条件式(1)を満足するように第1レンズG1と第2レ
ンズG2との距離を所定の間隔に広く設定することによ
り、第1レンズG1と第2レンズ2とのパワーを小さく
することが可能となる。これにより、諸収差、特に倍率
色収差を有効に補正することが可能となる。すなわち、
この条件式(1)の下限を下回ると、倍率色収差をはじ
めとする諸収差を良好に補正することが困難となり、一
方、この条件式(1)の上限を上回ると、全長が長くな
り、コンパクト化を達成することが困難となる。
【0033】条件式(2A),(2B)は、特に、プラ
スチックレンズを2枚以上用いた場合において、軸上色
収差および倍率の色収差を良好に補正するための条件で
ある。また、条件式(2A),(2B)を満足すること
により、球面収差、コマ収差、および像面湾曲等の諸収
差についても良好に補正することができる。
スチックレンズを2枚以上用いた場合において、軸上色
収差および倍率の色収差を良好に補正するための条件で
ある。また、条件式(2A),(2B)を満足すること
により、球面収差、コマ収差、および像面湾曲等の諸収
差についても良好に補正することができる。
【0034】条件式(3)は、像面湾曲と歪曲収差とを
同時に良好に保つための条件である。また、条件式
(3)を満足することにより、軸上色収差についても良
好に補正することが可能となる。
同時に良好に保つための条件である。また、条件式
(3)を満足することにより、軸上色収差についても良
好に補正することが可能となる。
【0035】条件式(4)の下限値を超えると、特に、
温度による諸収差の変化を良好に保つことができなくな
る。上限値を超えると、特に、非点較差と色収差とを同
時に良好に保つことができなくなる。
温度による諸収差の変化を良好に保つことができなくな
る。上限値を超えると、特に、非点較差と色収差とを同
時に良好に保つことができなくなる。
【0036】このように、本実施の形態に係る広角レン
ズ1によれば、5枚のレンズ構成という簡易な構成であ
りながら、諸収差が良好に補正され、特に小型で高解像
度の撮像装置に最適な性能を得ることができる。特に、
小型化、軽量化および低コスト化を容易に図ることがで
きる。
ズ1によれば、5枚のレンズ構成という簡易な構成であ
りながら、諸収差が良好に補正され、特に小型で高解像
度の撮像装置に最適な性能を得ることができる。特に、
小型化、軽量化および低コスト化を容易に図ることがで
きる。
【0037】
【実施例】次に、本実施の形態に係る広角レンズの具体
的な数値実施例について説明する。以下では、第1およ
び第2の実施例(実施例1,2)をまとめて説明する。
図2(A),(B)は、図1に示した広角レンズ1の構
成に対応する第1の実施例のレンズデータを示し、図3
(A),(B)は第2の実施例のレンズデータを示して
いる。特に、図2(A)および図3(A)はそれぞれ、
各実施例のレンズデータのうち基本的なデータ部分を示
し、図2(B)および図3(B)はそれぞれ、非球面形
状に関するデータを示す。
的な数値実施例について説明する。以下では、第1およ
び第2の実施例(実施例1,2)をまとめて説明する。
図2(A),(B)は、図1に示した広角レンズ1の構
成に対応する第1の実施例のレンズデータを示し、図3
(A),(B)は第2の実施例のレンズデータを示して
いる。特に、図2(A)および図3(A)はそれぞれ、
各実施例のレンズデータのうち基本的なデータ部分を示
し、図2(B)および図3(B)はそれぞれ、非球面形
状に関するデータを示す。
【0038】図2(A)および図3(A)に示したレン
ズデータにおける面番号Siの欄には、各実施例の広角
レンズについて、絞りStも含めて、最も物体側の構成
要素の面を1番目として、像側に向かうに従い順次増加
する構成要素の面の番号を示している。曲率半径Riの
欄には、図1に示した符号Riに対応させて、物体側か
らi番目の構成要素の面の曲率半径の値を示す。面間隔
Diの欄についても、図1に示した符号に対応させて、
物体側からi番目の面Siとi+1番目の面Si+1と
の光軸上の間隔を示す。曲率半径Riおよび面間隔Di
の値の単位はミリメートル(mm)である。Nej,νdj
の欄には、それぞれ、物体側からj番目(j=1〜5)の
レンズ要素のe線(波長546.1nm)に対する屈折
率、およびd線(波長587.6nm)に対するアッベ
数の値を示す。図2(A)および図3(A)には、全系
の焦点距離f(mm)、画角2ω(°)、Fナンバー
(FNO.)の値も同時に示す。
ズデータにおける面番号Siの欄には、各実施例の広角
レンズについて、絞りStも含めて、最も物体側の構成
要素の面を1番目として、像側に向かうに従い順次増加
する構成要素の面の番号を示している。曲率半径Riの
欄には、図1に示した符号Riに対応させて、物体側か
らi番目の構成要素の面の曲率半径の値を示す。面間隔
Diの欄についても、図1に示した符号に対応させて、
物体側からi番目の面Siとi+1番目の面Si+1と
の光軸上の間隔を示す。曲率半径Riおよび面間隔Di
の値の単位はミリメートル(mm)である。Nej,νdj
の欄には、それぞれ、物体側からj番目(j=1〜5)の
レンズ要素のe線(波長546.1nm)に対する屈折
率、およびd線(波長587.6nm)に対するアッベ
数の値を示す。図2(A)および図3(A)には、全系
の焦点距離f(mm)、画角2ω(°)、Fナンバー
(FNO.)の値も同時に示す。
【0039】図2(A),図3(A)において、面番号
の左側に付された記号「*」は、そのレンズ面が非球面
であることを示す。各実施例ともに、第1レンズG1、
第2レンズG2、第5レンズG5の物体側の面(第1
面、第3面、第9面)が非球面形状となっている。図2
(A),図3(A)では、これらの非球面の曲率半径と
して、光軸近傍(近軸領域)の曲率半径の数値を示して
いる。
の左側に付された記号「*」は、そのレンズ面が非球面
であることを示す。各実施例ともに、第1レンズG1、
第2レンズG2、第5レンズG5の物体側の面(第1
面、第3面、第9面)が非球面形状となっている。図2
(A),図3(A)では、これらの非球面の曲率半径と
して、光軸近傍(近軸領域)の曲率半径の数値を示して
いる。
【0040】図2(B),図3(B)に示した非球面デ
ータは、以下の式(A)によって表される非球面多項式
における定数または係数である。式(A)の非球面多項
式は、光軸Z1に直交する方向にX,Y軸をとって非球
面の形状を表したものである。非球面は、式(A)で表
される曲線を光軸Z1の周りに回転して得られる曲面で
ある。ρは、光軸Z1からレンズ面までの距離(高さ)
に相当する。Zの値は、光軸Z1から高さρの位置にあ
る非球面上の点から、非球面の頂点の接平面(光軸Z1
に垂直なXY平面)に下ろした垂線の長さ、すなわち非
球面の深さを示す。Cは、光軸近傍におけるレンズ面の
近軸曲率半径Rの逆数(1/R)である。また、Kは、
離心率(または円錐定数)を表し、A4,A6,A8,A
10は、それぞれ4次,6次,8次,10次の非球面係数
を表す。なお、非球面係数を表す数値において、記号
“E”は、その次に続く数値が10を底とした“べき指
数”であることを示し、その10を底とした指数関数で
表される数値が“E”の前の数値に乗算されることを示
す。例えば、「1.0E−02」であれば、「1.0×
10-2」であることを示す。なお、実施例2における係
数A10の値はゼロなので、図3(B)に示した非球面デ
ータでは、係数A10の値を省略している。
ータは、以下の式(A)によって表される非球面多項式
における定数または係数である。式(A)の非球面多項
式は、光軸Z1に直交する方向にX,Y軸をとって非球
面の形状を表したものである。非球面は、式(A)で表
される曲線を光軸Z1の周りに回転して得られる曲面で
ある。ρは、光軸Z1からレンズ面までの距離(高さ)
に相当する。Zの値は、光軸Z1から高さρの位置にあ
る非球面上の点から、非球面の頂点の接平面(光軸Z1
に垂直なXY平面)に下ろした垂線の長さ、すなわち非
球面の深さを示す。Cは、光軸近傍におけるレンズ面の
近軸曲率半径Rの逆数(1/R)である。また、Kは、
離心率(または円錐定数)を表し、A4,A6,A8,A
10は、それぞれ4次,6次,8次,10次の非球面係数
を表す。なお、非球面係数を表す数値において、記号
“E”は、その次に続く数値が10を底とした“べき指
数”であることを示し、その10を底とした指数関数で
表される数値が“E”の前の数値に乗算されることを示
す。例えば、「1.0E−02」であれば、「1.0×
10-2」であることを示す。なお、実施例2における係
数A10の値はゼロなので、図3(B)に示した非球面デ
ータでは、係数A10の値を省略している。
【0041】
Z(ρ)=[Cρ2/{1+(1−K・C2・ρ2)1/2}]
+A4ρ4+A6ρ6+A8ρ8+A10ρ10 ……(A)
ただし、
Z:非球面の深さ(mm)
ρ:高さ(mm)、ρ2=X2+Y2(X,Yは、光軸Z
1に垂直なXY直交座標平面上の座標位置) K:離心率 C=1/R:近軸曲率 (R:近軸曲率半径)
1に垂直なXY直交座標平面上の座標位置) K:離心率 C=1/R:近軸曲率 (R:近軸曲率半径)
【0042】図4は、上述の各条件式に対応する値を、
各実施例についてまとめて示したものである。図4に示
したように、各実施例の値が、各条件式の範囲内となっ
ている。
各実施例についてまとめて示したものである。図4に示
したように、各実施例の値が、各条件式の範囲内となっ
ている。
【0043】図5(A)〜(C)および図6(A)〜
(G)は、第1の実施例の広角レンズについての諸収差
を示している。具体的には、図5(A)〜(C)はそれ
ぞれ、第1の実施例に係る広角レンズについての球面収
差、非点収差、およびディストーション(歪曲収差)を
示している。図6(A)〜(G)は、各画角ω(ω=半
画角)におけるコマ収差を示している。各収差図におい
て、R,G,Bはそれぞれ赤、緑、青色の波長に対する
収差であることを示す。図6において、(A)〜(D)
は、タンジェンシャル方向におけるコマ収差を示し、
(E)〜(G)は、サジタル方向におけるコマ収差を示
す。
(G)は、第1の実施例の広角レンズについての諸収差
を示している。具体的には、図5(A)〜(C)はそれ
ぞれ、第1の実施例に係る広角レンズについての球面収
差、非点収差、およびディストーション(歪曲収差)を
示している。図6(A)〜(G)は、各画角ω(ω=半
画角)におけるコマ収差を示している。各収差図におい
て、R,G,Bはそれぞれ赤、緑、青色の波長に対する
収差であることを示す。図6において、(A)〜(D)
は、タンジェンシャル方向におけるコマ収差を示し、
(E)〜(G)は、サジタル方向におけるコマ収差を示
す。
【0044】図7(A)〜(C)および図8(A)〜
(G)は、第2の実施例の広角レンズについての諸収差
を示している。具体的には、図7(A)〜(C)はそれ
ぞれ、第2の実施例に係る広角レンズについての球面収
差、非点収差、およびディストーションを示している。
図8(A)〜(G)は、各画角ωにおけるコマ収差を示
している。各収差図に付した符号の意味等は、図5
(A)〜(C)および図6(A)〜(G)の場合と同様
である。
(G)は、第2の実施例の広角レンズについての諸収差
を示している。具体的には、図7(A)〜(C)はそれ
ぞれ、第2の実施例に係る広角レンズについての球面収
差、非点収差、およびディストーションを示している。
図8(A)〜(G)は、各画角ωにおけるコマ収差を示
している。各収差図に付した符号の意味等は、図5
(A)〜(C)および図6(A)〜(G)の場合と同様
である。
【0045】以上のレンズデータおよび収差図からわか
るように、各実施例について、諸収差が良好に補正さ
れ、特に小型で高解像度の撮像装置に最適な性能が得ら
れている。
るように、各実施例について、諸収差が良好に補正さ
れ、特に小型で高解像度の撮像装置に最適な性能が得ら
れている。
【0046】なお、本発明は、上記各実施の形態および
各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例
えば、各レンズ成分の曲率半径R、面間隔Dおよび屈折
率Nおよびアッベ数νの値などは、上記各数値実施例で
示した値に限定されず、他の値をとり得る。
各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例
えば、各レンズ成分の曲率半径R、面間隔Dおよび屈折
率Nおよびアッベ数νの値などは、上記各数値実施例で
示した値に限定されず、他の値をとり得る。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし4
のいずれか1項に記載の非球面合成樹脂レンズを有する
広角レンズによれば、物体側より順に、合成樹脂によっ
て構成された、負の屈折力を有する第1レンズと、合成
樹脂によって構成された、正の屈折力を有する第2レン
ズと、明るさ絞りと、両凸レンズによって構成された第
3レンズと、第3レンズと共に接合レンズを構成し、負
の屈折力を有する第4レンズと、第5レンズとを備え、
少なくとも1面に非球面形状を有するように構成したの
で、簡易な構成でありながら、小型で高解像度の撮像装
置に適した良好な性能を得ることができる。特に、第3
レンズと第4レンズとの接合レンズが、正、負の順番で
構成されていることにより、バックフォーカスを必要以
上に長くすることなく、全長を短くし、コンパクト化を
図りやすくなる。また、非球面合成樹脂レンズを有して
いることにより、小型化を図りつつ、諸収差の補正をし
やすくなる。
のいずれか1項に記載の非球面合成樹脂レンズを有する
広角レンズによれば、物体側より順に、合成樹脂によっ
て構成された、負の屈折力を有する第1レンズと、合成
樹脂によって構成された、正の屈折力を有する第2レン
ズと、明るさ絞りと、両凸レンズによって構成された第
3レンズと、第3レンズと共に接合レンズを構成し、負
の屈折力を有する第4レンズと、第5レンズとを備え、
少なくとも1面に非球面形状を有するように構成したの
で、簡易な構成でありながら、小型で高解像度の撮像装
置に適した良好な性能を得ることができる。特に、第3
レンズと第4レンズとの接合レンズが、正、負の順番で
構成されていることにより、バックフォーカスを必要以
上に長くすることなく、全長を短くし、コンパクト化を
図りやすくなる。また、非球面合成樹脂レンズを有して
いることにより、小型化を図りつつ、諸収差の補正をし
やすくなる。
【0048】特に、請求項3記載の広角レンズによれ
ば、レンズ系全体の合成焦点距離fと、第1レンズおよ
び第2レンズ間の距離Dg1-2とに関する条件式
(1)、ならびに、各レンズの屈折率およびアッベ数の
平均値に関する条件式(2A),(2B)を満足するよ
うにしたので、さらに良好な収差補正をすることができ
る。特に、条件式(1)を満足することにより、主とし
て像面湾曲を良好に補正することができる。また条件式
(2A),(2B)を満足することにより、主として軸
上色収差および倍率の色収差を良好に補正することがで
きる。
ば、レンズ系全体の合成焦点距離fと、第1レンズおよ
び第2レンズ間の距離Dg1-2とに関する条件式
(1)、ならびに、各レンズの屈折率およびアッベ数の
平均値に関する条件式(2A),(2B)を満足するよ
うにしたので、さらに良好な収差補正をすることができ
る。特に、条件式(1)を満足することにより、主とし
て像面湾曲を良好に補正することができる。また条件式
(2A),(2B)を満足することにより、主として軸
上色収差および倍率の色収差を良好に補正することがで
きる。
【0049】また、請求項5ないし7のいずれか1項に
記載の非球面合成樹脂レンズを有する広角レンズによれ
ば、物体側より順に、合成樹脂によって構成された、負
の屈折力を有する第1レンズと、合成樹脂によって構成
された、正の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力
を有する第3レンズと、第3レンズと共に接合レンズを
構成する第4レンズと、正の屈折力を有する第5レンズ
とを備え、第1レンズ、第2レンズおよび第5レンズの
各レンズ面のうち、いずれか2面以上の面を非球面形状
にし、かつ、収差補正等に寄与する所定の条件式
(3),(4)を満足するように構成したので、簡易な
構成でありながら、小型で高解像度の撮像装置に適した
良好な性能を得ることができる。特に、非球面合成樹脂
レンズを有していることにより、小型化を図りつつ、諸
収差の補正をしやすくなる。また特に、条件式(3),
(4)を満足することにより、像面湾曲などの諸収差を
良好に補正することができる。
記載の非球面合成樹脂レンズを有する広角レンズによれ
ば、物体側より順に、合成樹脂によって構成された、負
の屈折力を有する第1レンズと、合成樹脂によって構成
された、正の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力
を有する第3レンズと、第3レンズと共に接合レンズを
構成する第4レンズと、正の屈折力を有する第5レンズ
とを備え、第1レンズ、第2レンズおよび第5レンズの
各レンズ面のうち、いずれか2面以上の面を非球面形状
にし、かつ、収差補正等に寄与する所定の条件式
(3),(4)を満足するように構成したので、簡易な
構成でありながら、小型で高解像度の撮像装置に適した
良好な性能を得ることができる。特に、非球面合成樹脂
レンズを有していることにより、小型化を図りつつ、諸
収差の補正をしやすくなる。また特に、条件式(3),
(4)を満足することにより、像面湾曲などの諸収差を
良好に補正することができる。
【図1】本発明の一実施の形態に係る広角レンズの構成
例を示すレンズ断面図である。
例を示すレンズ断面図である。
【図2】本発明の第1の実施例についての基本レンズデ
ータと非球面データとを示す説明図である。
ータと非球面データとを示す説明図である。
【図3】本発明の第2の実施例についての基本レンズデ
ータと非球面データとを示す説明図である。
ータと非球面データとを示す説明図である。
【図4】第1および第2の実施例に係る広角レンズが満
たす条件値のデータを示す説明図である。
たす条件値のデータを示す説明図である。
【図5】第1の実施例に係る広角レンズについての球面
収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図
である。
収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図
である。
【図6】第1の実施例に係る広角レンズについてのコマ
収差を示す収差図である。
収差を示す収差図である。
【図7】第2の実施例に係る広角レンズについての球面
収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図
である。
収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図
である。
【図8】第2の実施例に係る広角レンズについてのコマ
収差を示す収差図である。
収差を示す収差図である。
G1〜G5…第1〜第5レンズ、St…絞り、Simg
…結像面、Z1…光軸、1…広角レンズ。
…結像面、Z1…光軸、1…広角レンズ。
Claims (7)
- 【請求項1】 物体側より順に、 合成樹脂によって構成された、負の屈折力を有する第1
レンズと、 合成樹脂によって構成された、正の屈折力を有する第2
レンズと、 明るさ絞りと、 両凸レンズによって構成された第3レンズと、 前記第3レンズと共に接合レンズを構成し、負の屈折力
を有する第4レンズと、 第5レンズと を備え、 少なくとも1面に非球面形状を有することを特徴とする
非球面合成樹脂レンズを有する広角レンズ。 - 【請求項2】 前記第1レンズ、前記第2レンズおよび
前記第5レンズの各レンズ面のうち、いずれか3面以上
の面が非球面形状となっていることを特徴とする請求項
1記載の非球面合成樹脂レンズを有する広角レンズ。 - 【請求項3】 さらに、以下の条件式を満足するように
構成されていることを特徴とする請求項1または2記載
の非球面合成樹脂レンズを有する広角レンズ。 0.5<Dg1-2/f<1.0 ……(1) 1.65>nA ……(2A) νA>44.0 ……(2B) ただし、fは、レンズ系全体の合成焦点距離を示し、D
g1-2は、第1レンズおよび第2レンズ間の距離を示
す。nAおよびνAは、それぞれ、各レンズの屈折率お
よびアッベ数の平均値を示す。 - 【請求項4】 前記第1レンズおよび前記第2レンズ
が、同一材料の合成樹脂によって構成されていることを
特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の非
球面合成樹脂レンズを有する広角レンズ。 - 【請求項5】 物体側より順に、 合成樹脂によって構成された、負の屈折力を有する第1
レンズと、 合成樹脂によって構成された、正の屈折力を有する第2
レンズと、 正の屈折力を有する第3レンズと、 前記第3レンズと共に接合レンズを構成する第4レンズ
と、 正の屈折力を有する第5レンズとを備え、 前記第1レンズ、前記第2レンズおよび前記第5レンズ
の各レンズ面のうち、いずれか2面以上の面が非球面形
状であり、かつ、以下の条件式を満足するように構成さ
れていることを特徴とする非球面合成樹脂レンズを有す
る広角レンズ。 ―3.0< f1-2/f <―2.4 ……(3) ―1.0< f4/f <―0.5 ……(4) ただし、fは、レンズ系全体の合成焦点距離を示し、f
1-2は、第1レンズと第2レンズとの合成焦点距離を示
し、f4は、第4レンズの焦点距離を示す。 - 【請求項6】 さらに、前記第2レンズと前記第3レン
ズとの間に、明るさ絞りを備え、 前記第1レンズ、前記第2レンズおよび前記第5レンズ
について、それぞれのレンズ面の少なくとも片面が非球
面形状となっていることを特徴とする請求項5記載の非
球面合成樹脂レンズを有する広角レンズ。 - 【請求項7】 前記第1レンズおよび前記第2レンズ
が、同一材料の合成樹脂によって構成されていることを
特徴とする請求項5または6記載の非球面合成樹脂レン
ズを有する広角レンズ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002069788A JP2003270530A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 非球面合成樹脂レンズを有する広角レンズ |
US10/370,758 US6825993B2 (en) | 2002-03-14 | 2003-02-24 | Wide-angle lens having aspheric surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002069788A JP2003270530A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 非球面合成樹脂レンズを有する広角レンズ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003270530A true JP2003270530A (ja) | 2003-09-25 |
Family
ID=28035024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002069788A Pending JP2003270530A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 非球面合成樹脂レンズを有する広角レンズ |
Country Status (2)
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US (1) | US6825993B2 (ja) |
JP (1) | JP2003270530A (ja) |
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TW200827767A (en) | 2006-12-29 | 2008-07-01 | Asia Optical Co Inc | Wide view lens |
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JP2010243711A (ja) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Ricoh Co Ltd | 広角レンズ及び撮像装置 |
DE102010035034B3 (de) * | 2010-08-20 | 2012-02-16 | Jos. Schneider Optische Werke Gmbh | Hoch geöffnetes Weitwinkelobjektiv |
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TWI435138B (zh) * | 2011-06-20 | 2014-04-21 | Largan Precision Co | 影像拾取光學系統 |
TWI437258B (zh) * | 2011-08-05 | 2014-05-11 | Largan Precision Co Ltd | 拾像光學鏡組 |
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