JP2019168491A - 広角レンズ、レンズユニット、及び撮像装置 - Google Patents

広角レンズ、レンズユニット、及び撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】小型であり、かつ良好な光学性能を確保できる広角レンズを提供すること。【解決手段】広角レンズ10は、物体側から順に、前群G1、開口絞りST、及び正の後群G2からなる6枚構成であって、下記条件式(1)を満たす。|f/f1|<0.028 … (1)ここで、値f1は、前群G1の焦点距離であり、値fは、全系の焦点距離である。【選択図】図1

Description

本発明は、前群、絞り、及び正の後群からなる6枚構成の広角レンズ、並びにこれを備えるレンズユニット及び撮像装置に関する。
近年、車載用カメラや監視カメラは、さらなる広角化、小型化、及び低コスト化を要望されている。また、以上の要望に加えて、軸上から軸外まで高い光学性能を達成し、厳しい環境下においても高性能を維持するレンズが求められている。
特許文献1に記載の光学系は、物体側から順に、前群、絞り、及び正の後群から構成されることにより、小型化及び広角化を達成している。しかしながら、特許文献1の光学系は、前群のパワーが大き過ぎるために、像面湾曲、倍率色収差を大きく発生させ、十分に高い光学性能を達成できていない。
なお、特許文献1では、絞り直後に非球面ガラスレンズを用いる光学系と、6枚すべてがプラスチックレンズからなる光学系とが提案されている。前者のように非球面ガラスを用いると大幅なコストアップの要因となり、低コスト化を達成できていない。また、後者のように6枚すべてがプラスチックレンズからなる光学系の場合、プラスチックはガラスに比べて温度変化による屈折率変化が大きいために十分な耐候性が確保できず、厳しい環境下ではさらに光学性能を低下させてしまっている。
特開2016−57562号公報
本発明は、小型であり、かつ良好な光学性能を確保できる広角レンズを提供することを目的とする。
また、本発明は、上記広角レンズを備えたレンズユニット及び撮像装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る広角レンズは、物体側から順に、前群、絞り、及び正の後群からなる6枚構成の広角レンズであって、下記条件式を満たす。
|f/f1|<0.028 … (1)
ここで、値f1は、前群の焦点距離であり、値fは、全系の焦点距離である。前群は、例えば第1レンズ、第2レンズ、及び第3レンズで構成され、この場合、後群は、第4レンズ、第5レンズ、及び第6レンズで構成される。本発明は、上記に限らず、6枚のレンズを前群と後群とに配分する枚数を変更することができる。
上記広角レンズでは、物体側から順に、前群(例えば第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ)、絞り、及び正の後群(例えば第4レンズ、第5レンズ、第6レンズ)から構成されるレンズ配置を採用しており、前玉径を小径化しながらも広角化を達成することができる。また、条件式(1)は、前群の焦点距離に対する全系の焦点距離の比を規定しており、前群のパワーが小さいことが本発明の特徴である。値f1/fが条件式(1)を満たすことにより、前群のパワーが大きくなり過ぎず、像面湾曲、コマ収差、倍率色収差を抑制し、軸上から周辺まで高い光学性能を達成することができる。また、前群のパワーが大きくなり過ぎないことにより、レンズ組み付け時の偏芯誤差による収差変動を抑制することができる。条件式(1)については、下記範囲
|f/f1|<0.025 … (1)’
とすることがより望ましい。
本発明の具体的な1つの側面では、最も物体側に配置されるレンズと、絞りの直後に配置されるレンズとが、ガラスレンズである。車載用カメラや監視用カメラについては、厳しい環境下でも性能劣化が小さく、広い温度範囲で使用可能なレンズが求められる。最も物体側に配置されるレンズは、軸外光線がレンズの高い位置を通過しており、軸外性能への影響が大きい。また、絞り直後に配置されるレンズを通過する軸上光線及び軸外光線は、ともに太く、軸上及び軸外性能への影響が大きい。これらのレンズをガラスにすることにより、ガラスはプラスチックよりも温度変化による屈折率変化が小さいため、温度変化による球面収差と像面湾曲変動とを抑制し、厳しい環境下においても軸上から周辺まで高い光学性能を達成することができる。さらに、直接外気に触れる最も物体側のレンズにガラスのように傷つきにくい材料を使用することにより、傷つきによる光学性能の劣化を防止することができる。
本発明の別の側面では、下記条件式を満たす。
Nd1>1.80 … (2)
ここで、値Nd1は、最も物体側のレンズの屈折率である。条件式(2)は、最も物体側に配置されるレンズの屈折率の適正な範囲を規定している。最も物体側のレンズの屈折率Nd1が条件式(2)を満たすことにより、このレンズで発生する非点収差を抑制することができる。上記のように最も物体側のレンズが光学系全体での軸外性能へ与える影響は大きく、この条件式(2)を満たすことにより、高像高までの像面性を良好に補正し、高い光学性能を達成することができる。
条件式(2)については、下記範囲
Nd1>1.83 … (2)’
とすることがより望ましい。
本発明のさらに別の側面では、最も物体側に配置されるレンズと、絞りの直後に配置されるレンズとのみが、球面レンズである。最も物体側と絞り直後に配置されるレンズはガラスであることが望ましいが、非球面ガラスレンズを採用すると大幅なコストアップの要因となってしまう。そこで本発明では、これら2枚のレンズとして球面ガラスレンズを使用し、コストダウンを実現しながらも、両群のパワーの設定により軸上から軸外まで高い光学性能を達成している。なお、温度変化時の性能変動への影響が大きいこれら2枚のレンズを除いた残りの4枚のレンズについてはすべて非球面レンズを採用することとなり、コマ収差の発生を抑制し軸上から周辺まで描写性能に優れた光学系を実現している。
本発明のさらに別の側面では、最も像側に、物体側からの順で両凹レンズと両凸レンズとからなる接合レンズを配置している。物体側から順に両凹レンズと両凸レンズとからなる接合レンズを最も像側に配置することにより、色収差の発生を抑制することができる。最も像側に配置されるレンズでは通過する軸上光線及び軸外光線がともに太く、軸上及び軸外性能への影響が大きい。このようなレンズを物体側から順に両凹レンズと両凸レンズとからなる接合レンズとすることで、各々のレンズで発生する軸上色収差及び倍率色収差を打ち消しあい、光学系全体で良好に色収差を抑制することができる。
本発明のさらに別の側面では、下記条件式を満たす。
|f2/f1|<0.1 … (3)
ここで、値f1は、前群の焦点距離であり、値f2は、後群の焦点距離である。条件式(3)は、前群の焦点距離に対する後群の焦点距離の比の好ましい範囲を規定している。値|f2/f1|が条件式(3)を満たすことにより、前群と後群とのパワー配置を適切にし、それぞれの群のパワーが大きくなり過ぎず、光学系全体で発生する収差を良好に抑制し、高い光学性能を達成できる。条件式(3)については、下記範囲
|f2/f1|<0.08 … (3)’
とすることがより望ましい。
上記目的を達成するため、本発明に係るレンズユニットは、上述の広角レンズと、広角レンズを保持する鏡胴とを備える。
上記目的を達成するため、本発明に係る撮像装置は、上述の広角レンズと、広角レンズよって得られる像を検出する撮像素子とを備える。
上記撮像装置によれば、上述の広角レンズを備えることにより、良好な光学性能を実現しながらも、低コストで高い耐候性を達成できる。
本発明の一実施形態の広角レンズを備えるレンズユニット及び撮像装置を説明する図である。 (A)は、実施例1の広角レンズ等の断面図であり、(B)〜(D)は、収差図である。 (A)は、実施例2の広角レンズ等の断面図であり、(B)〜(D)は、収差図である。 (A)は、実施例3の広角レンズ等の断面図であり、(B)〜(D)は、収差図である。 (A)は、実施例4の広角レンズ等の断面図であり、(B)〜(D)は、収差図である。 (A)は、実施例5の広角レンズ等の断面図であり、(B)〜(D)は、収差図である。 (A)は、実施例6の広角レンズ等の断面図であり、(B)〜(D)は、収差図である。
図1は、本発明の一実施形態である撮像装置100を説明する断面図である。撮像装置100は、画像信号を形成するカメラモジュール30と、カメラモジュール30を動作させることにより撮像装置100としての機能を発揮させる処理部60とを備える。
カメラモジュール30は、広角レンズ10を内蔵するレンズユニット40と、広角レンズ10によって形成された被写体像を画像信号に変換するセンサー部50とを備える。
レンズユニット40は、撮像光学系である広角レンズ10と、広角レンズ10を組み込んだ鏡胴41とを備える。広角レンズ10は、第1〜第6レンズL1〜L6で構成されている。鏡胴41は、樹脂、金属、樹脂にグラスファイバーを混合したもの等で形成され、レンズ等を内部に収納し保持している。鏡胴41を例えば樹脂にグラスファイバーを混合したもので形成する場合、樹脂よりも熱膨張しにくく、広角レンズ10を安定して固定することができる。鏡胴41は、物体側からの光を入射させる開口OPを有する。
広角レンズ10の全画角は、200°以上である。広角レンズ10を構成する第1〜第6レンズL1〜L6は、それらのフランジ部若しくは外周部において鏡胴41の内面側に直接的又は間接的に保持されており、光軸AX方向及び光軸AXに垂直な方向に関しての位置決めがなされている。鏡胴41は、開口絞り(絞り)STやフィルターF1といったレンズL1〜L6以外の光学要素も支持している。
センサー部50は、広角レンズ10によって形成された被写体像を光電変換する固体撮像素子(撮像素子)51と、この固体撮像素子51を支持する基板52と、基板52を介して固体撮像素子51を保持するセンサーホルダー53とを備える。固体撮像素子51は、例えばCMOS型のイメージセンサーである。基板52は、固体撮像素子51を動作させるための配線、周辺回路等を備える。センサーホルダー53は、樹脂その他の材料で形成され、固体撮像素子51を光軸AXに対して位置決めする。レンズユニット40の鏡胴41はセンサーホルダー53に嵌合するように位置決めされた状態で固定されている。
固体撮像素子51は、撮像面Iとしての光電変換部51aを有し、その周辺には、不図示の信号処理回路が形成されている。光電変換部51aには、画素つまり光電変換素子が2次元的に配置されている。なお、固体撮像素子51は、上述のCMOS型のイメージセンサーに限るものでなく、CCD等の他の撮像素子を組み込んだものであってもよい。
レンズユニット40を構成するレンズ間、又はレンズユニット40とセンサー部50との間には、フィルター等を配置することができる。図1の例では、フィルターF1は、広角レンズ10の第6レンズL6と固体撮像素子51との間に配置されている。フィルターF1は、光学的ローパスフィルター、IRカットフィルター、固体撮像素子51のシールガラス等を想定した平行平板である。フィルターF1は、別体のフィルター部材として配置することもできるが、別体として配置せず、広角レンズ10を構成するいずれかのレンズ面にその機能を付与することができる。例えば、赤外カットフィルターの場合、赤外カットコートを1枚又は複数枚のレンズの表面上に施してもよい。
処理部60は、素子駆動部61と、入力部62と、記憶部63と、表示部64と、制御部68とを備える。素子駆動部61は、固体撮像素子51に付随する回路等に制御信号を出力することで固体撮像素子51を動作させる。素子駆動部61は、制御部68から固体撮像素子51を駆動するための電圧やクロック信号の供給を受けたり、固体撮像素子51の出力信号に対応するYUVその他のデジタル画素信号を外部回路に出力したりすることもできる。入力部62は、ユーザーの操作を受け付ける部分であり、記憶部63は、撮像装置100の動作に必要な情報、カメラモジュール30によって取得した画像データ等を保管する部分であり、表示部64は、ユーザーに提示すべき情報、撮影した画像等を表示する部分である。制御部68は、素子駆動部61、入力部62、記憶部63等の動作を統括的に制御しており、例えばカメラモジュール30によって得た画像データに対して種々の画像処理を行うことができる。
なお、詳細な説明を省略するが、処理部60の具体的な機能は、本撮像装置100が組み込まれる機器の用途に応じて適宜調整される。撮像装置100は、車載カメラ、監視カメラ等の各種用途の装置に搭載可能である。
以下、図1を参照して、第1実施形態の広角レンズ(撮像光学系)10等について説明する。なお、図1で例示した広角レンズ10は、後述する実施例1の広角レンズ10Aと略同一の構成となっている。
図示の広角レンズ10は、物体側から順に、前群G1と、開口絞りSTと、正の後群G2とからなる6枚構成の広角レンズである。具体的には、広角レンズ10は、物体側より順に、負のパワーを有する第1レンズL1と、負のパワーを有する第2レンズL2と、正のパワーを有する第3レンズL3と、開口絞りSTと、正のパワーを有する第4レンズL4と、負のパワーを有する第5レンズL5と、正のパワーを有する第6レンズL6とからなる。最も像側には接合レンズCLが配置されている。接合レンズCLは、物体側からの順で、両凹レンズである第5レンズL5と、両凸レンズである第6レンズL6とからなり、これらを接合したものである。
この広角レンズ10では、物体側からの順で、前群G1、開口絞りST、及び正の後群G2から構成されるレンズ配置を採用しており、前玉径を小径化しながらも広角化を達成することができる。
この広角レンズ10では、最も物体側に配置される第1レンズL1と、開口絞りSTの直後に配置される第4レンズL4とが、ガラスレンズである。車載用カメラや監視用カメラについては、厳しい環境下でも性能劣化が小さく、広い温度範囲で使用可能なレンズが求められる。最も物体側に配置される第1レンズL1は、軸外光線がレンズの高い位置を通過しており、軸外性能への影響が大きい。また、開口絞りST直後に配置される第4レンズL4を通過する軸上光線及び軸外光線は、ともに太く、軸上及び軸外性能への影響が大きい。これらのレンズL1,L4をガラスにすることにより、ガラスはプラスチックよりも温度変化による屈折率変化が小さいため、温度変化による球面収差と像面湾曲変動とを抑制し、厳しい環境下においても軸上から周辺まで高い光学性能を達成することができる。さらに、直接外気に触れる最も物体側の第1レンズL1にガラスのように傷つきにくい材料を使用することにより、傷つきによる光学性能の劣化を防止することができる。
この広角レンズ10では、最も物体側に配置される第1レンズL1と、開口絞りSTの直後に配置される第4レンズL4とのみが、球面レンズである。最も物体側に配置される第1レンズL1と、開口絞りSTの直後に配置される第4レンズL4とは、ガラスであることが望ましいが、非球面ガラスレンズを採用すると大幅なコストアップの要因となってしまう。そこで、これら2枚の第1及び第4レンズL1,L4として球面ガラスレンズを使用し、コストダウンを実現しながらも、両群G1,G2のパワーの設定により軸上から軸外まで高い光学性能を達成している。なお、温度変化時の性能変動への影響が大きい第1及び第4レンズL1,L4を除いた残りの第2、第3、第5、及び第6レンズL2,L3,L5,L6についてはすべて非球面レンズを採用することとなる。これにより、コマ収差の発生を抑制し、軸上から周辺まで描写性能に優れた光学系を実現することができる。また、非球面レンズの材料として、プラスチックレンズを採用すれば、コストダウンを図ることができる。
この広角レンズ10では、最も像側に、物体側からの順で両凹レンズである第5レンズL5と、両凸レンズである第6レンズL6とからなる接合レンズCLを配置している。このような接合レンズCLを最も像側に配置することにより、色収差の発生を抑制することができる。最も像側に配置されるレンズでは通過する軸上光線及び軸外光線がともに太く、軸上及び軸外性能への影響が大きい。このようなレンズを物体側からの順で両凹の第5レンズL5と、両凸の第6レンズL6とからなる接合レンズCLとすることで、各々のレンズL5,L6で発生する軸上色収差及び倍率色収差を打ち消しあい、光学系全体で良好に色収差を抑制することができる。
広角レンズ10は、以下の条件式(1)を満たす。
|f/f1|<0.028 … (1)
ここで、値f1は、前群G1の焦点距離であり、値fは、全系の焦点距離である。
条件式(1)は、前群G1の焦点距離に対する全系の焦点距離の比を規定しており、前群G1のパワーが小さいことが本広角レンズ10の特徴である。値|f/f1|が条件式(1)を満たすことにより、前群のG1パワーが大きくなり過ぎず、像面湾曲、コマ収差、倍率色収差を抑制し、軸上から周辺まで高い光学性能を達成することができる。また、前群G1のパワーが大きくなり過ぎないことにより、レンズ組み付け時の偏芯誤差による収差変動を抑制することができる。条件式(1)については、下記範囲
|f/f1|<0.025 … (1)’
とすることがより望ましい。
広角レンズ10は、以下の条件式(2)を満たす。
Nd1>1.80 … (2)
ここで、値Nd1は、最も物体側の第1レンズL1の屈折率である。条件式(2)は、最も物体側に配置される第1レンズL1の屈折率の適正な範囲を規定している。最も物体側のレンズの屈折率Nd1が条件式(2)を満たすことにより、この第1レンズL1で発生する非点収差を抑制することができる。上記のように最も物体側の第1レンズL1が光学系全体での軸外性能へ与える影響は大きく、この条件式(2)を満たすことにより、高像高までの像面性を良好に補正し、高い光学性能を達成することができる。条件式(2)については、下記範囲
Nd1>1.83 … (2)’
とすることがより望ましい。
広角レンズ10は、以下の条件式(3)を満たす。
|f2/f1|<0.1 … (3)
ここで、値f1は、前群G1の焦点距離であり、値f2は、後群G2の焦点距離である。条件式(3)は、前群G1の焦点距離に対する後群G2の焦点距離の比を規定している。値|f2/f1|が条件式(3)を満たすことにより、前群G1と後群G2とのパワー配置を適切にし、それぞれの群G1,G2のパワーが大きくなり過ぎず、光学系全体で発生する収差を良好に抑制し、高い光学性能を達成できる。条件式(3)については、下記範囲
|f2/f1|<0.08 … (3)’
とすることがより望ましい。
なお、広角レンズ10は、実質的にパワーを持たないレンズその他の光学素子(例えばレンズ、フィルター部材等)をさらに有するものであってもよい。
〔実施例〕
以下、本発明の広角レンズ等の実施例を示す。各実施例に使用する記号は下記の通りである。
f :全系の焦点距離
2ω :最大全画角
TL :光学全長
Fno:Fナンバー
R :曲率半径
D :軸上面間隔
Nd :レンズ材料のd線に対する屈折率
vd :レンズ材料のアッベ数
各実施例において、各面番号の後に「*」が記載されている面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にX軸をとり、光軸と垂直方向の高さをhとして以下の「数1」で表す。
Figure 2019168491
ただし、
Ai:i次の非球面係数
R :曲率半径
K :円錐定数
(実施例1)
実施例1の広角レンズの全体諸元を以下に示す。
f=0.97mm
2ω=220°
TL=12.60mm
Fno=2.00
実施例1の広角レンズのレンズ面のデータを以下の表1に示す。なお、以下の表1等において、面番号を「Surf. N」で表し、開口絞りを「ST」で表し、無限大を「INF」で表している。
〔表1〕
Surf. N R(mm) D(mm) Nd vd
1 12.810 1.028 1.8348 42.72
2 3.824 1.523
*3 10.412 0.628 1.5459 56.16
*4 1.591 1.922
*5 -2.539 1.361 1.6346 23.87
*6 -1.911 0.305
7ST INF 0.130
8 7.579 1.267 1.7292 54.67
9 -2.570 0.369
*10 -4.805 0.500 1.5459 56.16
*11 1.423 0.015 1.5140 42.83
*12 1.423 1.952 1.6346 23.87
*13 -1.910 0.854
14 INF 0.200 1.5168 64.19
15 INF 0.447
16 INF 0.000
実施例1のレンズ面の非球面係数を以下の表2に示す。なお、これ以降(表のレンズデータを含む)において、10のべき乗数(たとえば2.5×10−02)をE(たとえば2.5E−02)を用いて表すものとする。
〔表2〕
第3面
K=8.2528E+00, A4=4.6306E-03, A6=-6.1485E-05,
A8=-2.0866E-05, A10=-2.2643E-06, A12=3.9267E-07,
A14=4.6273E-08, A16=-1.1416E-08, A18=4.7261E-10
第4面
K=-1.5119E+00, A4=3.4228E-02, A6=4.2339E-02,
A8=-7.4535E-02, A10=8.6116E-02, A12=-5.3555E-02,
A14=1.7453E-02, A16=-2.2848E-03, A18=0.0000E+00
第5面
K=1.5715E+00, A4=-3.9754E-02, A6=4.9645E-02,
A8=2.1925E-04, A10=-2.1779E-01, A12=4.6789E-01,
A14=-4.4376E-01, A16=2.0427E-01, A18=-3.6955E-02
第6面
K=5.0401E-01, A4=3.6480E-02, A6=-3.0284E-02,
A8=9.5293E-02, A10=-1.2801E-01, A12=1.0077E-01,
A14=-4.2412E-02, A16=7.6856E-03, A18=0.0000E+00
第10面
K=-3.7420E+01, A4=1.6710E-02, A6=-1.2965E-01,
A8=1.9349E-01, A10=-1.8823E-01, A12=1.3255E-01,
A14=-7.1428E-02, A16=2.0472E-02, A18=0.0000E+00
第11面
K=-8.6718E-01, A4=4.7997E-01, A6=-6.2814E-01,
A8=4.1866E-01, A10=-1.3465E-01, A12=8.2899E-03,
A14=2.4207E-03, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00
第12面
K=-8.6718E-01, A4=4.7997E-01, A6=-6.2814E-01,
A8=4.1866E-01, A10=-1.3465E-01, A12=8.2899E-03,
A14=2.4207E-03, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00
第13面
K=-2.9097E+00, A4=1.9240E-02, A6=-1.3714E-01,
A8=2.6051E-01, A10=-2.6638E-01, A12=1.5359E-01,
A14=-4.6685E-02, A16=5.8385E-03, A18=0.0000E+00
実施例1のレンズ群焦点距離を以下の表3に示す。
〔表3〕
前群 -35.396mm
後群 2.956mm
図2(A)は、実施例1の広角レンズ10A等の断面図である。広角レンズ10Aは、負のパワーを有し物体側に凸のメニスカスタイプの第1レンズL1と、負のパワーを有し像側に凹のメニスカスタイプの第2レンズL2と、正のパワーを有し像側に凸のメニスカスタイプの第3レンズL3と、両凸の第4レンズL4と、両凹の第5レンズL5と、両凸の第6レンズL6とを備える。第1〜第3レンズL1〜L3は、前群G1を構成し、第4〜第6レンズL4〜L6は、後群G2を構成し、前群G1と後群G2の間には、開口絞りSTが配置されている。最も像側の接合レンズCLは、両凹レンズである第5レンズL5と両凸レンズである第6レンズL6とを接合したものである。第6レンズL6と固体撮像素子51との間には、適当な厚さのフィルターF1が配置されている。フィルターF1は、光学的ローパスフィルター、IRカットフィルター、固体撮像素子51のシールガラス等を想定した平行平板である。符号Iは、固体撮像素子51の被投影面である撮像面を示す。なお、符号F1,Iについては、以降の実施例でも同様である。
図2(B)〜2(D)は、実施例1の広角レンズ10Aの収差図(球面収差、非点収差、及び歪曲収差)を示している。
(実施例2)
実施例2の広角レンズの全体諸元を以下に示す。
f=0.97mm
2ω=220°
TL=12.50mm
Fno=2.00
実施例2の広角レンズのレンズ面のデータを以下の表4に示す。
〔表4〕
Surf. N R(mm) D(mm) Nd vd
1 12.833 1.030 1.8348 42.72
2 3.948 1.457
*3 10.354 0.600 1.5459 56.16
*4 1.575 1.930
*5 -2.513 1.389 1.6346 23.87
*6 -1.910 0.308
7ST INF 0.130
8 7.519 1.265 1.7292 54.67
9 -2.584 0.335
*10 -5.008 0.500 1.5459 56.16
*11 1.369 0.015 1.5140 42.83
*12 1.369 1.941 1.6346 23.87
*13 -1.915 0.903
14 INF 0.150 1.5168 64.19
15 INF 0.447
16 INF 0.000
実施例2のレンズ面の非球面係数を以下の表5に示す。
〔表5〕
第3面
K=8.2921E+00, A4=4.6147E-03, A6=-6.7867E-05,
A8=-2.0875E-05, A10=-2.1899E-06, A12=4.0603E-07,
A14=4.7696E-08, A16=-1.1343E-08, A18=4.6375E-10
第4面
K=-1.4955E+00, A4=3.4590E-02, A6=4.7498E-02,
A8=-8.8441E-02, A10=1.0154E-01, A12=-6.2175E-02,
A14=1.9774E-02, A16=-2.5234E-03, A18=0.0000E+00
第5面
K=1.5445E+00, A4=-3.2038E-02, A6=-1.7251E-04,
A8=1.6777E-01, A10=-5.5512E-01, A12=8.8156E-01,
A14=-7.4537E-01, A16=3.2446E-01, A18=-5.7103E-02
第6面
K=5.1312E-01, A4=3.6155E-02, A6=-2.9844E-02,
A8=9.5431E-02, A10=-1.2776E-01, A12=1.0045E-01,
A14=-4.2600E-02, A16=7.8721E-03, A18=0.0000E+00
第10面
K=-3.8031E+01, A4=1.4371E-02, A6=-1.2224E-01,
A8=1.9407E-01, A10=-2.1780E-01, A12=1.8087E-01,
A14=-1.0167E-01, A16=2.6901E-02, A18=0.0000E+00
第11面
K=-9.7016E-01, A4=4.6320E-01, A6=-6.3623E-01,
A8=4.6743E-01, A10=-1.8987E-01, A12=3.6578E-02,
A14=-3.1201E-03, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00
第12面
K=-9.7016E-01, A4=4.6320E-01, A6=-6.3623E-01,
A8=4.6743E-01, A10=-1.8987E-01, A12=3.6578E-02,
A14=-3.1201E-03, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00
第13面
K=-2.9090E+00, A4=1.7730E-02, A6=-1.3243E-01,
A8=2.5244E-01, A10=-2.5847E-01, A12=1.4955E-01,
A14=-4.5680E-02, A16=5.7418E-03, A18=0.0000E+00
実施例2のレンズ群焦点距離を以下の表6に示す。
〔表6〕
前群 -40.435mm
後群 2.930mm
図3(A)は、実施例2の広角レンズ10B等の断面図である。広角レンズ10Bは、負のパワーを有し物体側に凸のメニスカスタイプの第1レンズL1と、負のパワーを有し像側に凹のメニスカスタイプの第2レンズL2と、正のパワーを有し像側に凸のメニスカスタイプの第3レンズL3と、両凸の第4レンズL4と、両凹の第5レンズL5と、両凸の第6レンズL6とを備える。第1〜第3レンズL1〜L3は、前群G1を構成し、第4〜第6レンズL4〜L6は、後群G2を構成し、前群G1と後群G2の間には、開口絞りSTが配置されている。最も像側の接合レンズCLは、両凹レンズである第5レンズL5と両凸レンズである第6レンズL6とを接合したものである。第6レンズL6と固体撮像素子51との間には、適当な厚さのフィルターF1が配置されている。
図3(B)〜3(D)は、実施例2の広角レンズ10Bの収差図(球面収差、非点収差、及び歪曲収差)を示している。
(実施例3)
実施例3の広角レンズの全体諸元を以下に示す。
f=0.97mm
2ω=220°
TL=12.50mm
Fno=1.90
実施例3の広角レンズのレンズ面のデータを以下の表7に示す。
〔表7〕
Surf. N R(mm) D(mm) Nd vd
1 12.869 1.000 1.8348 42.72
2 4.017 1.446
*3 10.283 0.600 1.5459 56.16
*4 1.590 1.957
*5 -2.476 1.399 1.6346 23.87
*6 -1.903 0.330
7ST INF 0.130
8 7.448 1.267 1.7292 54.67
9 -2.623 0.321
*10 -5.361 0.500 1.5459 56.16
*11 1.300 0.015 1.5140 42.83
*12 1.300 1.935 1.6346 23.87
*13 -1.926 0.903
14 INF 0.150 1.5168 64.19
15 INF 0.448
16 INF 0.000
実施例3のレンズ面の非球面係数を以下の表8に示す。
〔表8〕
第3面
K=8.3539E+00, A4=4.4946E-03, A6=-7.8563E-05,
A8=-2.1150E-05, A10=-2.1291E-06, A12=4.1787E-07,
A14=4.8739E-08, A16=-1.1313E-08, A18=4.5321E-10
第4面
K=-1.5278E+00, A4=3.4118E-02, A6=5.0038E-02,
A8=-9.2027E-02, A10=1.0117E-01, A12=-5.9380E-02,
A14=1.8083E-02, A16=-2.2128E-03, A18=0.0000E+00
第5面
K=1.4577E+00, A4=-2.9957E-02, A6=2.5317E-03,
A8=1.2951E-01, A10=-4.3034E-01, A12=6.7620E-01,
A14=-5.6057E-01, A16=2.3830E-01, A18=-4.0880E-02
第6面
K=5.0516E-01, A4=3.6508E-02, A6=-3.0558E-02,
A8=9.4879E-02, A10=-1.2652E-01, A12=1.0040E-01,
A14=-4.3041E-02, A16=7.9334E-03, A18=0.0000E+00
第10面
K=-3.9882E+01, A4=7.8710E-03, A6=-8.9038E-02,
A8=1.2240E-01, A10=-1.2793E-01, A12=1.1600E-01,
A14=-7.4742E-02, A16=2.1397E-02, A18=0.0000E+00
第11面
K=-1.0965E+00, A4=4.0739E-01, A6=-5.2798E-01,
A8=3.4595E-01, A10=-1.0842E-01, A12=8.1141E-03,
A14=8.6200E-04, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00
第12面
K=-1.0965E+00, A4=4.0739E-01, A6=-5.2798E-01,
A8=3.4595E-01, A10=-1.0842E-01, A12=8.1141E-03,
A14=8.6200E-04, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00
第13面
K=-2.9963E+00, A4=1.6181E-02, A6=-1.2743E-01,
A8=2.4561E-01, A10=-2.5287E-01, A12=1.4704E-01,
A14=-4.5105E-02, A16=5.6873E-03, A18=0.0000E+00
実施例3のレンズ群焦点距離を以下の表9に示す。
〔表9〕
前群 -50.384mm
後群 2.924mm
図4(A)は、実施例3の広角レンズ10C等の断面図である。広角レンズ10Cは、負のパワーを有し物体側に凸のメニスカスタイプの第1レンズL1と、負のパワーを有し像側に凹のメニスカスタイプの第2レンズL2と、正のパワーを有し像側に凸のメニスカスタイプの第3レンズL3と、両凸の第4レンズL4と、両凹の第5レンズL5と、両凸の第6レンズL6とを備える。第1〜第3レンズL1〜L3は、前群G1を構成し、第4〜第6レンズL4〜L6は、後群G2を構成し、前群G1と後群G2の間には、開口絞りSTが配置されている。最も像側の接合レンズCLは、両凹レンズである第5レンズL5と両凸レンズである第6レンズL6とを接合したものである。第6レンズL6と固体撮像素子51との間には、適当な厚さのフィルターF1が配置されている。
図4(B)〜4(D)は、実施例3の広角レンズ10Cの収差図(球面収差、非点収差、及び歪曲収差)を示している。
(実施例4)
実施例4の広角レンズの全体諸元を以下に示す。
f=0.97mm
2ω=220°
TL=12.50mm
Fno=2.10
実施例4の広角レンズのレンズ面のデータを以下の表10に示す。
〔表10〕
Surf. N R(mm) D(mm) Nd vd
1 13.020 1.000 1.8348 42.72
2 4.065 1.425
*3 10.212 0.600 1.5459 56.16
*4 1.580 1.961
*5 -2.495 1.403 1.6346 23.87
*6 -1.906 0.416
7ST INF 0.130
8 7.879 1.169 1.7292 54.67
9 -2.631 0.343
*10 -5.608 0.500 1.5459 56.16
*11 1.300 0.015 1.5140 42.83
*12 1.300 1.938 1.6346 23.87
*13 -1.942 0.902
14 INF 0.150 1.5168 64.19
15 INF 0.448
16 INF 0.000
実施例4のレンズ面の非球面係数を以下の表11に示す。
〔表11〕
第3面
K=8.3205E+00, A4=4.2840E-03, A6=-9.5699E-05,
A8=-2.1284E-05, A10=-2.0307E-06, A12=4.3208E-07,
A14=4.9965E-08, A16=-1.1285E-08, A18=4.3941E-10
第4面
K=-1.4864E+00, A4=3.7721E-02, A6=4.3935E-02,
A8=-8.5626E-02, A10=9.6392E-02, A12=-5.7009E-02,
A14=1.7336E-02, A16=-2.1090E-03, A18=0.0000E+00
第5面
K=1.4496E+00, A4=-1.8418E-02, A6=-6.2587E-02,
A8=3.2141E-01, A10=-7.6547E-01, A12=1.0293E+00,
A14=-7.8274E-01, A16=3.1555E-01, A18=-5.2372E-02
第6面
K=4.8889E-01, A4=3.5423E-02, A6=-2.6339E-02,
A8=8.7240E-02, A10=-1.2344E-01, A12=1.0205E-01,
A14=-4.3986E-02, A16=7.8154E-03, A18=0.0000E+00
第10面
K=-3.9510E+01, A4=6.9494E-03, A6=-1.0067E-01,
A8=2.1598E-01, A10=-3.5052E-01, A12=3.6659E-01,
A14=-2.1077E-01, A16=4.9524E-02, A18=0.0000E+00
第11面
K=-1.0719E+00, A4=3.9219E-01, A6=-5.3108E-01,
A8=4.1755E-01, A10=-2.0407E-01, A12=6.0276E-02,
A14=-9.7374E-03, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00
第12面
K=-1.0719E+00, A4=3.9219E-01, A6=-5.3108E-01,
A8=4.1755E-01, A10=-2.0407E-01, A12=6.0276E-02,
A14=-9.7374E-03, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00
第13面
K=-2.8788E+00, A4=1.2662E-02, A6=-1.1288E-01,
A8=2.2246E-01, A10=-2.3304E-01, A12=1.3759E-01,
A14=-4.2808E-02, A16=5.4670E-03, A18=0.0000E+00
実施例4のレンズ群焦点距離を以下の表12に示す。
〔表12〕
前群 -55.961mm
後群 2.928mm
図5(A)は、実施例4の広角レンズ10D等の断面図である。広角レンズ10Dは、負のパワーを有し物体側に凸のメニスカスタイプの第1レンズL1と、負のパワーを有し像側に凹のメニスカスタイプの第2レンズL2と、正のパワーを有し像側に凸のメニスカスタイプの第3レンズL3と、両凸の第4レンズL4と、両凹の第5レンズL5と、両凸の第6レンズL6とを備える。第1〜第3レンズL1〜L3は、前群G1を構成し、第4〜第6レンズL4〜L6は、後群G2を構成し、前群G1と後群G2の間には、開口絞りSTが配置されている。最も像側の接合レンズCLは、両凹レンズである第5レンズL5と両凸レンズである第6レンズL6とを接合したものである。第6レンズL6と固体撮像素子51との間には、適当な厚さのフィルターF1が配置されている。
図5(B)〜5(D)は、実施例4の広角レンズ10Dの収差図(球面収差、非点収差、及び歪曲収差)を示している。
(実施例5)
実施例5の広角レンズの全体諸元を以下に示す。
f=0.98mm
2ω=220°
TL=12.36mm
Fno=2.00
実施例5の広角レンズのレンズ面のデータを以下の表13に示す。
〔表13〕
Surf. N R(mm) D(mm) Nd vd
1 12.100 1.000 1.8042 46.50
2 3.690 1.741
*3 -25.022 0.700 1.5459 56.16
*4 1.976 1.671
*5 -2.901 1.474 1.6346 23.87
*6 -1.918 0.087
7ST INF 0.140
8 7.076 1.300 1.7292 54.67
9 -2.273 0.344
*10 -2.920 0.500 1.5459 56.16
*11 2.000 0.015 1.5140 42.83
*12 2.000 1.884 1.6346 23.87
*13 -1.922 1.103
14 INF 0.300 1.5168 64.19
15 INF 0.100
16 INF 0.000
実施例5のレンズ面の非球面係数を以下の表14に示す。
〔表14〕
第3面
K=5.0000E+01, A4=-1.1843E-02, A6=3.5567E-02,
A8=-2.0180E-02, A10=6.4471E-03, A12=-1.2974E-03,
A14=1.6738E-04, A16=-1.3416E-05, A18=6.0571E-07,
A20=-1.1703E-08
第4面
K=1.7167E-01, A4=-6.8914E-03, A6=-4.6392E-02,
A8=2.3922E-01, A10=-2.4193E-01, A12=8.6396E-02,
A14=1.1641E-02, A16=-1.6340E-02, A18=4.0391E-03,
A20=-3.2599E-04
第5面
K=3.8487E-01, A4=-4.1708E-02, A6=2.0932E-02,
A8=-2.5775E-02, A10=2.1375E-02, A12=-6.6582E-03,
A14=7.1743E-04, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00,
A20=0.0000E+00
第6面
K=9.4846E-01, A4=5.3942E-02, A6=-4.4237E-02,
A8=1.4659E-01, A10=-1.7996E-01, A12=1.1065E-01,
A14=-2.4442E-02, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00,
A20=0.0000E+00
第10面
K=-1.4455E+01, A4=-3.7506E-03, A6=-7.2062E-02,
A8=6.1547E-02, A10=-2.5592E-02, A12=4.6563E-03,
A14=0.0000E+00, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00,
A20=0.0000E+00
第11面
K=-1.8100E+00, A4=6.1146E-01, A6=-7.1245E-01,
A8=4.2615E-01, A10=-1.3137E-01, A12=1.4413E-02,
A14=1.8170E-04, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00,
A20=0.0000E+00
第12面
K=-1.8100E+00, A4=6.1146E-01, A6=-7.1245E-01,
A8=4.2615E-01, A10=-1.3137E-01, A12=1.4413E-02,
A14=1.8170E-04, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00,
A20=0.0000E+00
第13面
K=-1.7713E+01, A4=-2.1079E-01, A6=2.5018E-01,
A8=-2.0201E-01, A10=1.0154E-01, A12=-2.7420E-02,
A14=3.0890E-03, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00,
A20=0.0000E+00
実施例5のレンズ群焦点距離を以下の表15に示す。
〔表15〕
前群 48.859mm
後群 3.024mm
図6(A)は、実施例5の広角レンズ10E等の断面図である。広角レンズ10Eは、負のパワーを有し物体側に凸のメニスカスタイプの第1レンズL1と、負のパワーを有し像側に凹のメニスカスタイプの第2レンズL2と、正のパワーを有し像側に凸のメニスカスタイプの第3レンズL3と、両凸の第4レンズL4と、両凹の第5レンズL5と、両凸の第6レンズL6とを備える。第1〜第3レンズL1〜L3は、前群G1を構成し、第4〜第6レンズL4〜L6は、後群G2を構成し、前群G1と後群G2の間には、開口絞りSTが配置されている。最も像側の接合レンズCLは、両凹レンズである第5レンズL5と両凸レンズである第6レンズL6とを接合したものである。第6レンズL6と固体撮像素子51との間には、適当な厚さのフィルターF1が配置されている。
図6(B)〜6(D)は、実施例5の広角レンズ10Eの収差図(球面収差、非点収差、及び歪曲収差)を示している。
(実施例6)
実施例6の広角レンズの全体諸元を以下に示す。
f=0.98mm
2ω=220°
TL=12.31mm
Fno=2.00
実施例6の広角レンズのレンズ面のデータを以下の表16に示す。
〔表16〕
Surf. N R(mm) D(mm) Nd vd
1 12.100 1.000 1.8042 46.50
2 3.690 1.746
*3 -24.411 0.700 1.5459 56.16
*4 1.975 1.668
*5 -2.787 1.427 1.6346 23.87
*6 -1.861 0.093
7ST INF 0.140
8 7.555 1.314 1.7292 54.67
9 -2.235 0.336
*10 -2.960 0.500 1.5459 56.16
*11 2.000 0.015 1.5140 42.83
*12 2.000 1.872 1.6346 23.87
*13 -1.957 1.101
14 INF 0.300 1.5168 64.19
15 INF 0.100
16 INF 0.000
実施例6のレンズ面の非球面係数を以下の表17に示す。
〔表17〕
第3面
K=5.0000E+01, A4=-1.1205E-02, A6=3.5082E-02,
A8=-2.0070E-02, A10=6.4498E-03, A12=-1.3033E-03,
A14=1.6858E-04, A16=-1.3529E-05, A18=6.1097E-07,
A20=-1.1799E-08
第4面
K=1.6680E-01, A4=-1.3385E-03, A6=-7.8650E-02,
A8=3.2581E-01, A10=-3.7397E-01, A12=2.0211E-01,
A14=-4.7872E-02, A16=1.1348E-03, A18=1.3473E-03,
A20=-1.5777E-04
第5面
K=6.7043E-01, A4=-4.3363E-02, A6=2.2998E-02,
A8=-2.9954E-02, A10=2.8619E-02, A12=-1.0566E-02,
A14=1.3553E-03, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00,
A20=0.0000E+00
第6面
K=-1.9154E+00, A4=-3.4077E-03, A6=-2.0397E-02,
A8=5.2293E-02, A10=-4.5854E-02, A12=1.4082E-02,
A14=1.1180E-03, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00,
A20=0.0000E+00
第10面
K=-1.4436E+01, A4=2.7718E-03, A6=-8.4443E-02,
A8=7.4824E-02, A10=-3.2637E-02, A12=5.9093E-03,
A14=0.0000E+00, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00,
A20=0.0000E+00
第11面
K=-1.7548E+00, A4=6.2505E-01, A6=-7.3548E-01,
A8=4.3838E-01, A10=-1.2974E-01, A12=1.0894E-02,
A14=1.0075E-03, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00,
A20=0.0000E+00
第12面
K=-1.7548E+00, A4=6.2505E-01, A6=-7.3548E-01,
A8=4.3838E-01, A10=-1.2974E-01, A12=1.0894E-02,
A14=1.0075E-03, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00,
A20=0.0000E+00
第13面
K=-1.8836E+01, A4=-2.1234E-01, A6=2.5613E-01,
A8=-2.0938E-01, A10=1.0641E-01, A12=-2.9009E-02,
A14=3.2885E-03, A16=0.0000E+00, A18=0.0000E+00,
A20=0.0000E+00
実施例6のレンズ群焦点距離を以下の表18に示す。
〔表18〕
前群 36.218mm
後群 3.023mm
図7(A)は、実施例6の広角レンズ10F等の断面図である。広角レンズ10Fは、負のパワーを有し物体側に凸のメニスカスタイプの第1レンズL1と、負のパワーを有し像側に凹のメニスカスタイプの第2レンズL2と、正のパワーを有し像側に凸のメニスカスタイプの第3レンズL3と、両凸の第4レンズL4と、両凹の第5レンズL5と、両凸の第6レンズL6とを備える。第1〜第3レンズL1〜L3は、前群G1を構成し、第4〜第6レンズL4〜L6は、後群G2を構成し、前群G1と後群G2の間には、開口絞りSTが配置されている。最も像側の接合レンズCLは、両凹レンズである第5レンズL5と両凸レンズである第6レンズL6とを接合したものである。第6レンズL6と固体撮像素子51との間には、適当な厚さのフィルターF1が配置されている。
図7(B)〜7(D)は、実施例6の広角レンズ10Fの収差図(球面収差、非点収差、及び歪曲収差)を示している。
以下の表19は、参考のため、各条件式(1)〜(3)に対応する各実施例1〜6の値をまとめたものである。
〔表19〕
Figure 2019168491
以上、実施形態に即して広角レンズ等について説明したが、本発明に係る広角レンズは、上記実施形態又は実施例に限るものではなく様々な変形が可能である。例えば、前群G1を4枚構成とし正の後群G2を2枚構成とでき、或は前群G1を2枚構成とし正の後群G2を4枚構成とできる。
また、上記実施例において、フィルターF1は、車載カメラや監視カメラ等の用途における可視光又は近赤外光での撮像の際に、フィルターF1を2枚に分割してそれぞれ別の役割を持たせる等の構成をとることも可能である。
AX…光軸、 CL…接合レンズ、 F1…フィルター、 G1…前群、 G2…後群、 I…撮像面、 L1〜L6…レンズ、 OP…開口、 10,10A〜10D…広角レンズ、 30…カメラモジュール、 40…レンズユニット、 41…鏡胴、 50…センサー部、 51…固体撮像素子、 53…センサーホルダー、 60…処理部、 61…素子駆動部、 62…入力部、 63…記憶部、 64…表示部、 68…制御部、 100…撮像装置

Claims (8)

  1. 物体側から順に、前群、絞り、及び正の後群からなる6枚構成の広角レンズであって、
    下記条件式を満たすことを特徴とする広角レンズ。
    |f/f1|<0.028 … (1)
    f1:前記前群の焦点距離
    f:全系の焦点距離
  2. 最も物体側に配置されるレンズと、前記絞りの直後に配置されるレンズとが、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. 下記条件式を満たすことを特徴とする請求項1及び2のいずれか一項に記載の広角レンズ。
    Nd1>1.80 … (2)
    Nd1:最も物体側のレンズの屈折率
  4. 最も物体側に配置されるレンズと、前記絞りの直後に配置されるレンズとのみが、球面レンズであることを特徴とする請求項2に記載の広角レンズ。
  5. 最も像側に、物体側からの順で両凹レンズと両凸レンズとからなる接合レンズを配置したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の広角レンズ。
  6. 下記条件式を満たすことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の広角レンズ。
    |f2/f1|<0.1 … (3)
    f1:前記前群の焦点距離
    f2:前記後群の焦点距離
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の広角レンズと、前記広角レンズを保持する鏡胴とを備えることを特徴とするレンズユニット。
  8. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の広角レンズと、前記広角レンズによって得られる像を検出する撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。
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