JP2014209190A - 広角レンズ - Google Patents
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Abstract
【課題】Ｆ値を小さくすることができるとともに、収差をさらに低減することのできる広角レンズを提供する。
【解決手段】物体側より順に配置された第１レンズ１０、第２レンズ２０、および第２レンズ２０との間に絞りが設けられた第３レンズ３０からなり、第１レンズ１０は、両面が非球面で、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のプラスチックレンズであり、第２レンズ２０は、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズであり、第３レンズ３０は、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズであり、第１レンズ１０において像側に位置する第２面２の中心における曲率半径をＲ12（ｍｍ）とし、レンズ系全体の焦点距離をｆ0（ｍｍ）としたとき、Ｒ12／ｆ0≦０．９を満たす。
【選択図】図１
【解決手段】物体側より順に配置された第１レンズ１０、第２レンズ２０、および第２レンズ２０との間に絞りが設けられた第３レンズ３０からなり、第１レンズ１０は、両面が非球面で、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のプラスチックレンズであり、第２レンズ２０は、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズであり、第３レンズ３０は、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズであり、第１レンズ１０において像側に位置する第２面２の中心における曲率半径をＲ12（ｍｍ）とし、レンズ系全体の焦点距離をｆ0（ｍｍ）としたとき、Ｒ12／ｆ0≦０．９を満たす。
【選択図】図１
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度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、コスト面からレンズ枚数を最小限に抑えることも求められている。そこで、３群３枚のレンズ構成とするとともに、各レンズの焦点距離の比率やアッベ数の比率等を所定の条件に設定したものが提案されている（特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１に記載の広角レンズよりも、レンズ系全体の明るさを示すＦ値や、収差のレベルをさらに低減することが要求されている。
そこで、本発明の課題は、Ｆ値を小さくすることができるとともに、収差をさらに低減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、物体側より順に配置された第１レンズ、第２レンズ、および該第２レンズとの間に絞りが設けられた第３レンズからなり、前記第１レンズは、両面が非球面で、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のプラスチックレンズであり、前記第２レンズは、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズであり、前記第３レンズは、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズであり、前記第１レンズにおいて像側に位置する第２面の中心における曲率半径をＲ12（ｍｍ）とし、レンズ系全体の焦点距離をｆ0（ｍｍ）としたとき、
以下の条件
Ｒ12／ｆ0≦０．９
を満たすことを特徴とする。
以下の条件
Ｒ12／ｆ0≦０．９
を満たすことを特徴とする。
本発明の広角レンズは、３群３枚のレンズ構成であり、しかも、３枚のレンズはプラスチックである。従って、広角レンズのコストを低減することができるとともに、軽量化を図ることができる。また、本発明では、第１レンズがプラスチックレンズであることを利用して、第１レンズの第２面を、上式を満たすレベルまで深く凹ませた形状とし、かつ、第１レンズ、第２レンズ、および第３レンズとして非球面レンズを用いている。このため、広角レンズでありながら、非点収差や像面湾曲を改善することができるので、解像度を向上することができる。また、レンズ系全体のＦ値を小さくすることができる。さらに、各々が正のパワーを有する両凸レンズからなる第２レンズと第３レンズとの間に絞りが配置されているため、温度変化に起因するピント位置のずれを軽減することができる。
本発明において、水平画角が１２０度以上であり、前記第２レンズのアッベ数をν2と
し、前記第３レンズのアッベ数をν3とし、前記第２レンズの屈折率をｎ2としたとき、
以下の条件
１．６０＜ｎ2
２．０≦ν3／ν2
を満たすことが好ましい。かかる構成によれば、非点収差や像面湾曲の改善やＦ値の低減に加えて、色収差の改善が可能である。
し、前記第３レンズのアッベ数をν3とし、前記第２レンズの屈折率をｎ2としたとき、
以下の条件
１．６０＜ｎ2
２．０≦ν3／ν2
を満たすことが好ましい。かかる構成によれば、非点収差や像面湾曲の改善やＦ値の低減に加えて、色収差の改善が可能である。
本発明において、水平画角が９０度以上かつ１２０度未満であり、前記第２レンズのアッベ数をν2とし、前記第３レンズのアッベ数をν3とし、前記第２レンズの屈折率をｎ2
としたとき、
以下の条件
１．５５＜ｎ2
１．５＜ν3／ν2＜２．０
を満たすことが好ましい。かかる構成によれば、非点収差や像面湾曲の改善やＦ値の低減に加えて、色収差の改善が可能である。
としたとき、
以下の条件
１．５５＜ｎ2
１．５＜ν3／ν2＜２．０
を満たすことが好ましい。かかる構成によれば、非点収差や像面湾曲の改善やＦ値の低減に加えて、色収差の改善が可能である。
本発明において、前記第１レンズにおいて物体側に位置する第１面にはハードコーティングが施されていることが好ましい。かかる構成によれば、第１レンズがプラスチックレンズである場合でも、第１面の耐傷性や耐摩耗性が高い。それ故、第１レンズの第１面での傷や摩耗に起因するゴーストフレアの発生を抑制することができる。
本発明において、レンズ系全体の明るさを示すＦ値は、２．４以下であることが好ましい。
本発明において、前記第３レンズの第１面の曲率半径をＲ31（ｍｍ）とし、前記第３レンズの第２面の曲率半径をＲ32（ｍｍ）としたとき、
以下の条件
Ｒ32＜Ｒ31
を満たすことが好ましい。かかる構成によれば、非点収差や像面湾曲の改善がさらに可能である。
以下の条件
Ｒ32＜Ｒ31
を満たすことが好ましい。かかる構成によれば、非点収差や像面湾曲の改善がさらに可能である。
本発明において、前記第２レンズと前記第３レンズは、両面が非球面であることが好ましい。
本発明の広角レンズは、３群３枚のレンズ構成であり、しかも、３枚のレンズはプラスチックである。従って、広角レンズのコストを低減することができるとともに、軽量化を図ることができる。また、本発明では、第１レンズがプラスチックレンズであることを利用して、第１レンズの第２面を、上式を満たすレベルまで深く凹ませた形状とし、かつ、第１レンズ、第２レンズ、および第３レンズとして非球面レンズを用いている。このため、広角レンズでありながら、非点収差や像面湾曲を改善することができるので、解像度を向上することができる。また、レンズ系全体のＦ値を低減することができる。さらに、各々が正のパワーを有する両凸レンズからなる第２レンズと第３レンズとの間に絞りが配置されているため、温度変化に起因するピント位置のずれを軽減することができる。
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、倍率色収差特性を示す説明図、および非点収差・像面湾曲を示す説明図である。図１（ａ）に各面１〜９を表すにあたって、非球面には「＊」を付してある。図１（ｂ）には、赤色光Ｒ（波長４８６．１ｎｍ）、緑色光Ｇ（波長５８７．６ｎｍ）、青色光Ｂ（波長６５６．３ｎｍ）の色収差を示してある。図１（ｃ）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２〜図５でも同様である。
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、倍率色収差特性を示す説明図、および非点収差・像面湾曲を示す説明図である。図１（ａ）に各面１〜９を表すにあたって、非球面には「＊」を付してある。図１（ｂ）には、赤色光Ｒ（波長４８６．１ｎｍ）、緑色光Ｇ（波長５８７．６ｎｍ）、青色光Ｂ（波長６５６．３ｎｍ）の色収差を示してある。図１（ｃ）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２〜図５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、物体側より順に配置された第１レンズ１０、第２レンズ２０、および第２レンズ２０との間に絞り４０が設けられた第３レンズ３０からなり、３群３枚のレンズ構成を有している。第３レンズ３０に対して像側にはフィルタ５０や撮像素子６０が配置されている。
ここで、第１レンズ１０は、両面が非球面で、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のプラスチックレンズであり、第２レンズ２０は、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズであり、第３レンズ３０は、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズである。本形態において、第２レンズ２０および第３レンズ３０は、両面が非球面である。なお、本実施例においては、第１レンズ１０は、耐候性や耐熱性に優れているアクリル樹脂系の材質からなっている。第２レンズ２０は、高屈折高分散のポリカーボネート系の材質からなっている。第３レンズ３０は、ポリカーボネートより安価であるポリオレフィン系の材質からなっており、かかるポリオレフィン系の材質は、吸水性が低いという利点がある。
このように構成した広角レンズ１００の特性、各面の物性、非球面係数を表１に示してある。
表１の第１欄には、以下の項目
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 F/#）
最大画角（Max. Field Angle）
水平画角（Horizontal Field Angle）
第２レンズ２０のアッベ数ν2
第３レンズ３０のアッベ数ν3
第２レンズ２０の屈折率ｎ2
第１レンズ１０の像側の第２面２の中心における曲率半径Ｒ12
第２レンズ２０と第３レンズ３０のアッベ数の比ν3／ν2
曲率半径Ｒ12と焦点距離ｆ0との比Ｒ12／ｆ0
が示されている。なお、後述する表２〜表５でも同様である。
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 F/#）
最大画角（Max. Field Angle）
水平画角（Horizontal Field Angle）
第２レンズ２０のアッベ数ν2
第３レンズ３０のアッベ数ν3
第２レンズ２０の屈折率ｎ2
第１レンズ１０の像側の第２面２の中心における曲率半径Ｒ12
第２レンズ２０と第３レンズ３０のアッベ数の比ν3／ν2
曲率半径Ｒ12と焦点距離ｆ0との比Ｒ12／ｆ0
が示されている。なお、後述する表２〜表５でも同様である。
表１の第２欄には、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。曲率半径、厚さ、焦点距離の単位はｍｍである。なお、後述する表２〜表５でも同様である。
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。曲率半径、厚さ、焦点距離の単位はｍｍである。なお、後述する表２〜表５でも同様である。
表１の第３欄および第４欄には、各面１〜７の形状を下式（数１）で表した際の非球面係数Ａ3〜Ａ10が示されている。下式においては、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。なお、後述する表２〜表５でも同様である。
高さをｒ、円錐係数をｋ、曲率半径の逆数をｃとしてある。なお、後述する表２〜表５でも同様である。
表１に示すように、本形態の広角レンズ１００においては、Ｆ値は２．２であり、２．４以下である。第１レンズ１０において像側に位置する第２面２の中心における曲率半径Ｒ12は、０．８３１ｍｍであり、焦点距離ｆ0は１．１１７ｍｍである。従って、Ｒ12／
ｆ0は０．７４であり、広角レンズ１００は、以下の条件ａ
Ｒ12／ｆ0≦０．９
を満たしている。
ｆ0は０．７４であり、広角レンズ１００は、以下の条件ａ
Ｒ12／ｆ0≦０．９
を満たしている。
また、本形態の広角レンズ１００においては、水平画角が１３６度であり、１２０度以上である。第２レンズ２０のアッベ数ν2は２４．０であり、第３レンズ３０のアッベ数
ν3は５５．７であり、第２レンズ２０の屈折率ｎ2は１．６３６である。従って、ν3／
ν2は、２．３２であり、本形態の広角レンズ１００は、以下の条件ｂ１
１．６０＜ｎ2
２．０≦ν3／ν2
を満たしている。
ν3は５５．７であり、第２レンズ２０の屈折率ｎ2は１．６３６である。従って、ν3／
ν2は、２．３２であり、本形態の広角レンズ１００は、以下の条件ｂ１
１．６０＜ｎ2
２．０≦ν3／ν2
を満たしている。
また、本形態の広角レンズ１００においては、第３レンズ３０において物体側に位置する第１面６の中心における曲率半径Ｒ31は、５．２００ｍｍであり、第３レンズ３０において像側に位置する第２面７の中心における曲率半径Ｒ32は、−１．３６３ｍｍである。従って、本形態の広角レンズ１００は、以下の条件ｃ
Ｒ32＜Ｒ31
を満たしている。
Ｒ32＜Ｒ31
を満たしている。
このように本形態の広角レンズ１００は、３群３枚のレンズ構成であり、しかも、３枚のレンズはプラスチックである。従って、広角レンズ１００のコストを低減することがで
きるとともに、軽量化を図ることができる。また、本形態では、第１レンズ１０がプラスチックレンズであることを利用して、第１レンズ１０の第２面２を、条件ａを満たすレベルまで深く凹ませた形状とし、かつ、第１レンズ１０、第２レンズ２０、および第３レンズ３０として非球面レンズを用いている。このため、本形態によれば、図１（ｃ）に示すように、広角レンズでありながら、非点収差や像面湾曲を改善することができるので、解像度を向上することができ、レンズ系全体のＦ値を低減することができる。さらに、温度変化によって各レンズの屈折率が変わってしまった場合でも、絞り４０を間に挟んだ第２レンズ２０と第３レンズ３０のレンズ形状は、同じ正のパワーを有する両凸形状からなっているため、温度変化によって生じた第２レンズ２０の収差と第３レンズ３０の収差は、互いの収差によって相殺されるので、温度変化に起因するピント位置のずれを軽減することができる。また、第１レンズ１０の第２面２を、条件ａを満たすレベルまで深く凹ませた形状とすることによって、第１レンズ１０は、負のパワーが大きくなってしまうが、第２レンズ２０と第３レンズ３０を両凸レンズとすることによって、正のパワーを大きくして、焦点距離を短くすることができる。また、本形態の広角レンズ１００は、条件ｂ１を満たしているため、図１（ｂ）に示すように、色収差の改善が可能である。
きるとともに、軽量化を図ることができる。また、本形態では、第１レンズ１０がプラスチックレンズであることを利用して、第１レンズ１０の第２面２を、条件ａを満たすレベルまで深く凹ませた形状とし、かつ、第１レンズ１０、第２レンズ２０、および第３レンズ３０として非球面レンズを用いている。このため、本形態によれば、図１（ｃ）に示すように、広角レンズでありながら、非点収差や像面湾曲を改善することができるので、解像度を向上することができ、レンズ系全体のＦ値を低減することができる。さらに、温度変化によって各レンズの屈折率が変わってしまった場合でも、絞り４０を間に挟んだ第２レンズ２０と第３レンズ３０のレンズ形状は、同じ正のパワーを有する両凸形状からなっているため、温度変化によって生じた第２レンズ２０の収差と第３レンズ３０の収差は、互いの収差によって相殺されるので、温度変化に起因するピント位置のずれを軽減することができる。また、第１レンズ１０の第２面２を、条件ａを満たすレベルまで深く凹ませた形状とすることによって、第１レンズ１０は、負のパワーが大きくなってしまうが、第２レンズ２０と第３レンズ３０を両凸レンズとすることによって、正のパワーを大きくして、焦点距離を短くすることができる。また、本形態の広角レンズ１００は、条件ｂ１を満たしているため、図１（ｂ）に示すように、色収差の改善が可能である。
［実施の形態２］
図２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２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レンズ構成を示す説明図、倍率色収差特性を示す説明図、および非点収差・像面湾曲を示す説明図である。なお、本形態および後述する実施の形態３、４、５の基本的な構成は実施の形態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２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２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レンズ構成を示す説明図、倍率色収差特性を示す説明図、および非点収差・像面湾曲を示す説明図である。なお、本形態および後述する実施の形態３、４、５の基本的な構成は実施の形態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２（ａ）に示すように、本形態の広角レンズ１００も、実施の形態１と同様、物体側より順に配置された第１レンズ１０、第２レンズ２０、および第２レンズ２０との間に絞り４０が設けられた第３レンズ３０からなり、３群３枚のレンズ構成を有している。第３レンズ３０に対して像側にはフィルタ５０や撮像素子６０が配置されている。第１レンズ１０は、両面が非球面で、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のプラスチックレンズであり、第２レンズ２０は、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズであり、第３レンズ３０は、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズである。本形態において、第２レンズ２０および第３レンズ３０は、両面が非球面である。なお、本実施例においては、第１レンズ１０は、耐候性や耐熱性に優れているアクリル樹脂系の材質からなっている。第２レンズ２０は、高屈折高分散のポリカーボネート系の材質からなっている。第３レンズ３０は、ポリカーボネートより安価であるポリオレフィン系の材質からなっており、かかるポリオレフィン系の材質は、吸水性が低いという利点がある。
このように構成した広角レンズ１００の特性、各面の物性、非球面係数を表２に示してある。
表２に示すように、本形態の広角レンズ１００においては、Ｆ値は２．２であり、２．４以下である。第１レンズ１０において像側に位置する第２面２の中心における曲率半径Ｒ12は、０．７５０ｍｍであり、焦点距離ｆ0は１．０１３ｍｍである。従って、Ｒ12／
ｆ0は０．７４であり、広角レンズ１００は、以下の条件ａ
Ｒ12／ｆ0≦０．９
を満たしている。
ｆ0は０．７４であり、広角レンズ１００は、以下の条件ａ
Ｒ12／ｆ0≦０．９
を満たしている。
また、本形態の広角レンズ１００においては、水平画角が１３６度であり、１２０度以
上である。また、第２レンズ２０のアッベ数ν2は２４．０であり、第３レンズ３０のア
ッベ数ν3は５５．７であり、第２レンズ２０の屈折率ｎ2は１．６３６である。従って、ν3／ν2は、２．３２であり、本形態の広角レンズ１００は、以下の条件ｂ１
１．６０＜ｎ2
２．０≦ν3／ν2
を満たしている。
上である。また、第２レンズ２０のアッベ数ν2は２４．０であり、第３レンズ３０のア
ッベ数ν3は５５．７であり、第２レンズ２０の屈折率ｎ2は１．６３６である。従って、ν3／ν2は、２．３２であり、本形態の広角レンズ１００は、以下の条件ｂ１
１．６０＜ｎ2
２．０≦ν3／ν2
を満たしている。
また、本形態の広角レンズ１００においては、第３レンズ３０において物体側に位置する第１面６の中心における曲率半径Ｒ31は、５．２００ｍｍであり、第３レンズ３０において像側に位置する第２面７の中心における曲率半径Ｒ32は、−１．３６３ｍｍである。従って、本形態の広角レンズ１００は、以下の条件ｃ
Ｒ32＜Ｒ31
を満たしている。
Ｒ32＜Ｒ31
を満たしている。
このように本形態の広角レンズ１００も、実施の形態１と同様、条件ａ、ｂ１を満たしている。従って、図２（ｃ）に示すように、広角レンズでありながら、非点収差や像面湾曲を改善することができるので、解像度を向上することができる。また、レンズ系全体のＦ値を低減することができる。また、図２（ｂ）に示すように、色収差の改善が可能である等、実施の形態１と同様な効果を奏する。
［実施の形態３］
図３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３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レンズ構成を示す説明図、倍率色収差特性を示す説明図、および非点収差・像面湾曲を示す説明図である。
図３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３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レンズ構成を示す説明図、倍率色収差特性を示す説明図、および非点収差・像面湾曲を示す説明図である。
図３（ａ）に示すように、本形態の広角レンズ１００も、実施の形態１と同様、物体側より順に配置された第１レンズ１０、第２レンズ２０、および第２レンズ２０との間に絞り４０が設けられた第３レンズ３０からなり、３群３枚のレンズ構成を有している。第３レンズ３０に対して像側にはフィルタ５０や撮像素子６０が配置されている。第１レンズ１０は、両面が非球面で、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のプラスチックレンズであり、第２レンズ２０は、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズであり、第３レンズ３０は、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズである。本形態において、第２レンズ２０および第３レンズ３０は、両面が非球面である。なお、本実施例においては、第１レンズ１０は、耐候性や耐熱性に優れているアクリル樹脂系の材質からなっている。第２レンズ２０は、高屈折高分散のポリカーボネート系の材質からなっている。第３レンズ３０は、ポリカーボネートより安価であるポリオレフィン系の材質からなっており、かかるポリオレフィン系の材質は、吸水性が低いという利点がある。
このように構成した広角レンズ１００の特性、各面の物性、非球面係数を表３に示してある。
表３に示すように、本形態の広角レンズ１００においては、Ｆ値は２．２であり、２．４以下である。第１レンズ１０において像側に位置する第２面２の中心における曲率半径Ｒ12は、０．８９９ｍｍであり、焦点距離ｆ0は１．１２１ｍｍである。従って、Ｒ12／
ｆ0は０．８０であり、広角レンズ１００は、以下の条件ａ
Ｒ12／ｆ0≦０．９
を満たしている。
ｆ0は０．８０であり、広角レンズ１００は、以下の条件ａ
Ｒ12／ｆ0≦０．９
を満たしている。
また、本形態の広角レンズ１００においては、水平画角が１２２度であり、１２０度以上である。第２レンズ２０のアッベ数ν2は２４．０であり、第３レンズ３０のアッベ数
ν3は５５．７であり、第２レンズ２０の屈折率ｎ2は１．６３６である。従って、ν3／
ν2は、２．３２であり、本形態の広角レンズ１００は、以下の条件ｂ１
１．６０＜ｎ2
２．０≦ν3／ν2
を満たしている。
ν3は５５．７であり、第２レンズ２０の屈折率ｎ2は１．６３６である。従って、ν3／
ν2は、２．３２であり、本形態の広角レンズ１００は、以下の条件ｂ１
１．６０＜ｎ2
２．０≦ν3／ν2
を満たしている。
また、本形態の広角レンズ１００においては、第３レンズ３０において物体側に位置する第１面６の中心における曲率半径Ｒ31は、５．０５８ｍｍであり、第３レンズ３０において像側に位置する第２面７の中心における曲率半径Ｒ32は、−１．５０１ｍｍである。従って、本形態の広角レンズ１００は、以下の条件ｃ
Ｒ32＜Ｒ31
を満たしている。
Ｒ32＜Ｒ31
を満たしている。
このように本形態の広角レンズ１００も、実施の形態１と同様、条件ａ、ｂ１を満たしている。従って、図３（ｃ）に示すように、広角レンズでありながら、非点収差や像面湾曲を改善することができるので、解像度を向上することができる。また、レンズ系全体のＦ値を低減することができる。また、図３（ｂ）に示すように、色収差の改善が可能である等、実施の形態１と同様な効果を奏する。
［実施の形態４］
図４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４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レンズ構成を示す説明図、倍率色収差特性を示す説明図、および非点収差・像面湾曲を示す説明図である。
図４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４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レンズ構成を示す説明図、倍率色収差特性を示す説明図、および非点収差・像面湾曲を示す説明図である。
図４（ａ）に示すように、本形態の広角レンズ１００も、実施の形態１と同様、物体側より順に配置された第１レンズ１０、第２レンズ２０、および第２レンズ２０との間に絞り４０が設けられた第３レンズ３０からなり、３群３枚のレンズ構成を有している。また、第３レンズ３０に対して像側にはフィルタ５０や撮像素子６０が配置されている。第１レンズ１０は、両面が非球面で、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のプラスチックレンズであり、第２レンズ２０は、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズであり、第３レンズ３０は、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズである。本形態において、第２レンズ２０および第３レンズ３０は、両面が非球面である。なお、本実施例においては、第１レンズ１０は、耐候性や耐熱性に優れているアクリル樹脂系の材質からなっている。第２レンズ２０は、高屈折高分散のポリカーボネート系の材質からなっている。第３レンズ３０は、ポリカーボネートより安価であるポリオレフィン系の材質からなっており、かかるポリオレフィン系の材質は、吸水性が低いという利点がある。
このように構成した広角レンズ１００の特性、各面の物性、非球面係数を表４に示してある。
表４に示すように、本形態の広角レンズ１００においては、Ｆ値は２．２であり、２．４以下である。第１レンズ１０において像側に位置する第２面２の中心における曲率半径Ｒ12は、０．８０６ｍｍであり、焦点距離ｆ0は１．０２３ｍｍである。従って、Ｒ12／
ｆ0は０．７９であり、広角レンズ１００は、以下の条件ａ
Ｒ12／ｆ0≦０．９
を満たしている。
ｆ0は０．７９であり、広角レンズ１００は、以下の条件ａ
Ｒ12／ｆ0≦０．９
を満たしている。
また、本形態の広角レンズ１００においては、水平画角が１３７度であり、１２０度以上である。第２レンズ２０のアッベ数ν2は２４．０であり、第３レンズ３０のアッベ数
ν3は５５．７であり、第２レンズ２０の屈折率ｎ2は１．６３６である。従って、ν3／
ν2は、２．３２であり、本形態の広角レンズ１００は、以下の条件ｂ１
１．６０＜ｎ2
２．０≦ν3／ν2
を満たしている。
ν3は５５．７であり、第２レンズ２０の屈折率ｎ2は１．６３６である。従って、ν3／
ν2は、２．３２であり、本形態の広角レンズ１００は、以下の条件ｂ１
１．６０＜ｎ2
２．０≦ν3／ν2
を満たしている。
また、本形態の広角レンズ１００においては、第３レンズ３０において物体側に位置する第１面６の中心における曲率半径Ｒ31は、４．５４８ｍｍであり、第３レンズ３０において像側に位置する第２面７の中心における曲率半径Ｒ32は、−１．３４７ｍｍである。従って、本形態の広角レンズ１００は、以下の条件ｃ
Ｒ32＜Ｒ31
を満たしている。
Ｒ32＜Ｒ31
を満たしている。
このように本形態の広角レンズ１００も、実施の形態１と同様、条件ａ、ｂ１を満たしている。従って、図４（ｃ）に示すように、広角レンズでありながら、非点収差や像面湾曲を改善することができるので、解像度を向上することができる。また、レンズ系全体のＦ値を低減することができる。また、図４（ｂ）に示すように、色収差の改善が可能である等、実施の形態１と同様な効果を奏する。
［実施の形態５］
図５は、本発明の実施の形態５に係る広角レンズの説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レンズ構成を示す説明図、倍率色収差特性を示す説明図、および非点収差・像面湾曲を示す説明図である。
図５は、本発明の実施の形態５に係る広角レンズの説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レンズ構成を示す説明図、倍率色収差特性を示す説明図、および非点収差・像面湾曲を示す説明図である。
図５（ａ）に示すように、本形態の広角レンズ１００も、実施の形態１と同様、物体側より順に配置された第１レンズ１０、第２レンズ２０、および第２レンズ２０との間に絞り４０が設けられた第３レンズ３０からなり、３群３枚のレンズ構成を有している。また、第３レンズ３０に対して像側にはフィルタ５０や撮像素子６０が配置され、フィルタ５０と撮像素子６０との間には透光性のカバー７０、８０が配置されている。第１レンズ１０は、両面が非球面で、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のプラスチックレンズであり、第２レンズ２０は、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズであり、第３レンズ３０は、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズである。本形態において、第２レンズ２０および第３レンズ３０は、両面が非球面である。
なお、本実施例においては、第１レンズ１０は、耐候性や耐熱性に優れているアクリル樹脂系の材質からなっている。第２レンズ２０は、ポリカーボネート系の材質からなっている。第３レンズ３０は、吸水性が低いポリオレフィン系の材質からなっている。
このように構成した広角レンズ１００の特性、各面の物性、非球面係数を表５に示してある。
表５に示すように、本形態の広角レンズ１００においては、Ｆ値は２．０であり、２．４以下である。第１レンズ１０において像側に位置する第２面２の中心における曲率半径Ｒ12は、１．４０５ｍｍであり、焦点距離ｆ0は２．１４０ｍｍである。従って、Ｒ12／
ｆ0は０．６６であり、広角レンズ１００は、以下の条件ａ
Ｒ12／ｆ0≦０．９
を満たしている。
ｆ0は０．６６であり、広角レンズ１００は、以下の条件ａ
Ｒ12／ｆ0≦０．９
を満たしている。
また、本形態の広角レンズ１００においては、水平画角が９２度であり、９０度以上１
２０度未満である。第２レンズ２０のアッベ数ν2は３０．２であり、第３レンズ３０の
アッベ数ν3は５５．７であり、第２レンズ２０の屈折率ｎ2は１．５８３である。従って、ν3／ν2は、１．８４であり、本形態の広角レンズ１００は、以下の条件ｂ２
１．５５＜ｎ2
１．５＜ν3／ν2＜２．０
を満たしている。
２０度未満である。第２レンズ２０のアッベ数ν2は３０．２であり、第３レンズ３０の
アッベ数ν3は５５．７であり、第２レンズ２０の屈折率ｎ2は１．５８３である。従って、ν3／ν2は、１．８４であり、本形態の広角レンズ１００は、以下の条件ｂ２
１．５５＜ｎ2
１．５＜ν3／ν2＜２．０
を満たしている。
また、本形態の広角レンズ１００においては、第３レンズ３０において物体側に位置する第１面６の中心における曲率半径Ｒ31は、３．９００ｍｍであり、第３レンズ３０において像側に位置する第２面７の中心における曲率半径Ｒ32は、−３．０４０ｍｍである。従って、本形態の広角レンズ１００は、以下の条件ｃ
Ｒ32＜Ｒ31
を満たしている。
Ｒ32＜Ｒ31
を満たしている。
このように本形態の広角レンズ１００は、条件ａ、ｂ２を満たしている。従って、図５（ｃ）に示すように、広角レンズでありながら、非点収差や像面湾曲を改善することができるので、解像度を向上することができる。また、レンズ系全体のＦ値を低減することができる。また、図５（ｂ）に示すように、色収差の改善が可能である等、実施の形態１と同様な効果を奏する。
［実施の形態１〜５の改良例］
上記実施の形態１〜５に係る広角レンズ１００では、第１レンズ１０において物体側に位置する第１面１には、金属酸化膜等の透光層からなるハードコーティングが施されていることが好ましい。かかる構成によれば、第１レンズ１０がプラスチックレンズである場合でも、第１面１の耐傷性や耐摩耗性を向上することができる。それ故、第１レンズ１０の第１面１での傷や摩耗に起因するゴーストフレアの発生を抑制することができる。
上記実施の形態１〜５に係る広角レンズ１００では、第１レンズ１０において物体側に位置する第１面１には、金属酸化膜等の透光層からなるハードコーティングが施されていることが好ましい。かかる構成によれば、第１レンズ１０がプラスチックレンズである場合でも、第１面１の耐傷性や耐摩耗性を向上することができる。それ故、第１レンズ１０の第１面１での傷や摩耗に起因するゴーストフレアの発生を抑制することができる。
［他の実施の形態］
上記実施の形態以外にも各種のレンズ構成を検討した結果、以下の条件ａ
Ｒ12／ｆ0≦０．９
を満たせば、広角レンズでありながら、非点収差や像面湾曲等を改善することができるとともに、レンズ系全体のＦ値を低減することができる。但し、Ｒ12／ｆ0が０．９を超え
ると、第１レンズ１０の第２面２が浅い凹みになってしまい、非球面形状から球面形状に近づいてしまい、収差を補正できなくなってしまう。それ故、上記条件ａの範囲が好ましい。なお、Ｒ12／ｆ0が０．９よりも小さくなるほど、第１レンズ１０の第２面２が深く
凹むため、ガラスで成形する事が難しくなるが、プラスチックを使用することで容易に成形することができる。
上記実施の形態以外にも各種のレンズ構成を検討した結果、以下の条件ａ
Ｒ12／ｆ0≦０．９
を満たせば、広角レンズでありながら、非点収差や像面湾曲等を改善することができるとともに、レンズ系全体のＦ値を低減することができる。但し、Ｒ12／ｆ0が０．９を超え
ると、第１レンズ１０の第２面２が浅い凹みになってしまい、非球面形状から球面形状に近づいてしまい、収差を補正できなくなってしまう。それ故、上記条件ａの範囲が好ましい。なお、Ｒ12／ｆ0が０．９よりも小さくなるほど、第１レンズ１０の第２面２が深く
凹むため、ガラスで成形する事が難しくなるが、プラスチックを使用することで容易に成形することができる。
また、水平画角が１２０度以上である場合、以下の条件ｂ１を満たせば、色収差を改善することができる。但し、ｎ2が１．６０以下である場合や、２．０＞ν3／ν2である場
合には、色収差におけるメリットが低下してしまう。それ故、上記の条件ｂ１の範囲が好ましい。
合には、色収差におけるメリットが低下してしまう。それ故、上記の条件ｂ１の範囲が好ましい。
なお、水平画角が９０度以上かつ１２０度未満である場合には、条件ｂ２であっても色収差を十分に低減することができる。
また、上記実施の形態では、第２レンズ２０および第３レンズ３０の両面が非球面であったが、第２レンズ２０および第３レンズ３０の一方あるいは双方に対して、片面が非球面のプラスチックレンズを用いてもよい。
１０・・第１レンズ
２０・・第２レンズ
３０・・第３レンズ
４０・・絞り
１００・・広角レンズ
２０・・第２レンズ
３０・・第３レンズ
４０・・絞り
１００・・広角レンズ
Claims (7)
- 物体側より順に配置された第１レンズ、第２レンズ、および該第２レンズとの間に絞りが設けられた第３レンズからなり、
前記第１レンズは、両面が非球面で、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のプラスチックレンズであり、
前記第２レンズは、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズであり、
前記第３レンズは、少なくとも一方の面が非球面の両凸形状のプラスチックレンズであり、
前記第１レンズにおいて像側に位置する第２面の中心における曲率半径をＲ12（ｍｍ）とし、レンズ系全体の焦点距離をｆ0（ｍｍ）としたとき、
以下の条件
Ｒ12／ｆ0≦０．９
を満たすことを特徴とする広角レンズ。 - 水平画角が１２０度以上であり、
前記第２レンズのアッベ数をν2とし、前記第３レンズのアッベ数をν3とし、前記第２レンズの屈折率をｎ2としたとき、
以下の条件
１．６０＜ｎ2
２．０≦ν3／ν2
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。 - 水平画角が９０度以上かつ１２０度未満であり、
前記第２レンズのアッベ数をν2とし、前記第３レンズのアッベ数をν3とし、前記第２レンズの屈折率をｎ2としたとき、
以下の条件
１．５５＜ｎ2
１．５＜ν3／ν2＜２．０
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。 - 前記第１レンズにおいて物体側に位置する第１面にはハードコーティングが施されていることを特徴とする請求項１に記載の広角レンズ。
- レンズ系全体の明るさを示すＦ値は２．４以下であることを特徴とする請求項１に記載の広角レンズ。
- 前記第３レンズの第１面の曲率半径をＲ31（ｍｍ）とし、前記第３レンズの第２面の曲率半径をＲ32（ｍｍ）としたとき、
以下の条件
Ｒ32＜Ｒ31
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。 - 前記第２レンズと前記第３レンズは、両面が非球面であることを特徴とする請求項１に記載の広角レンズ。
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