JP4841928B2

JP4841928B2 - 広角撮像レンズ

Info

Publication number: JP4841928B2
Application number: JP2005306770A
Authority: JP
Inventors: 太郎浅見
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2025-10-21
Also published as: CN100417967C; TWI320487B; KR20070043621A; TW200717021A; US20070091457A1; EP1777569B1; US7495845B2; JP2007114545A; KR100821930B1; EP1777569A1; CN1952722A

Description

本発明は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を用いた車載用カメラ、携帯電話用カメラ、監視カメラ等に用いられる撮像レンズに関するもので、主に自動車の前方、側方、後方などの映像を撮影するための車載用カメラなどに用いられる広角の撮像レンズに関する。

ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子は近年、非常に小型化および高画素化が進んでいる。そのため、撮像機器本体、ならびにそれに搭載されるレンズにも、小型、軽量化が求められている。一方、車載用カメラなどでは、例えば対角で１４０°以上の広い画角を持つ広角レンズが求められている。

従来、比較的レンズ枚数の少ない広角の撮像レンズとしては、以下の特許文献に記載のものがある。特許文献１には、ＣＣＤカメラ用の３枚構成の広角レンズが記載されている。特許文献２には、３枚の非球面レンズからなる広角レンズが記載されている。特許文献３には、第１群と第２群とからなり、全体として４枚のレンズからなる広角レンズが記載されている。
特開平７−７２３８２号公報特開２００１−３３７２６８号公報特開２００２−２４４０３１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の広角レンズは、小型化と広角化が十分であるとはいえない。また特許文献２に記載の広角レンズでは、第１レンズとしてプラスチック非球面レンズを用いているが、例えば車載カメラのような高い耐候性が要求される環境下では第１レンズの材料としてガラスを用いることが好ましい。特許文献２に記載の広角レンズでは非球面を用いているため、第１レンズをガラスによって成型しようとするとコストが高くなってしまう。また特許文献３に記載の広角レンズは、４枚のレンズを用いており、性能の点では有利であるが、コストと軽量化の点では不利となる。

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、特に倍率色収差について良好な光学性能を保持しながら、小型で軽量な広角レンズ系を安価に実現できるようにした広角撮像レンズを提供することにある。

本発明による広角撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズである第１レンズと、少なくとも一方の面が非球面である第２レンズと、像側の面が像側に凸形状であり、少なくとも一方の面が非球面である正の第３レンズとを備えている。第１レンズはアッベ数が４０以上の材質、第３レンズはアッベ数が５０以上の材質からなる。開口絞りは第２レンズと第３レンズとの間に配設されている。さらに、第２レンズおよび第３レンズの少なくとも１面が回折機能を有した面となっている。

本発明による広角撮像レンズでは、３枚という少ないレンズ枚数で非球面やレンズの材質等の最適化を図ることで、良好な光学性能を保持しながら、小型、軽量な広角レンズ系が安価に実現される。特に、第１レンズをアッベ数が４０以上の材質とし、第２レンズおよび第３レンズの少なくとも１面が回折機能を有していることで、倍率色収差が良好に補正される。
そしてさらに、要求される仕様等に応じて次の好ましい構成を適宜採用して満足することで、より望ましい性能が得られる。

本発明による広角撮像レンズにおいて、第２レンズおよび第３レンズはそれぞれ、両面が非球面であることが好ましい。画角は対角で１４０°以上の広角であることが好ましい。

また、本発明による広角撮像レンズにおいて、第２レンズおよび第３レンズの材質はプラスチックであることが好ましい。また、第２レンズおよび第３レンズの材質の吸水率が０．３％以下であることが好ましい。さらに、第３レンズがポリオレフィン系の材質よりなることが好ましい。

第２レンズの物体側の面は、光軸近傍で物体側に凹形状であり、光軸から離れるに従ってその負のパワーが弱くなる形状とされていることが好ましい。
この場合において、第２レンズの物体側の面が、光軸から離れるに従って周辺部で物体側に凹形状から凸形状へと変化するような形状とされていても良い。

第２レンズの像側の面は例えば、光軸近傍の形状が像側に凹であり、光軸から離れるに従ってその負のパワーが強くなる形状とされていることが好ましい。
第２レンズの像側の面はまた、光軸近傍の形状が像側に凸であり、光軸から離れるに従ってその正のパワーが弱くなる形状とされていても良い。この場合において、第２レンズの像側の面が、光軸から離れるに従って周辺部で像側に凸形状から凹形状へと変化するような形状とされていても良い。

また、第１レンズの物体側の面の頂点から撮像素子面までの距離をＬ、第３レンズの像側の面の頂点から撮像素子面までの距離をＢＦとするとき、
３＜Ｌ／ＢＦ＜７ ……（１）
を満足することが好ましい。

また、レンズ系全体の焦点距離をｆ、第１レンズの焦点距離をｆ１とするとき、
２＜｜ｆ１／ｆ｜＜１１ ……（２）
を満足することが好ましい。

また、第１レンズの物体側の面の頂点から撮像素子面までの距離をＬ、最大像高をｘ、対角画角を２ω（radian）とするとき、
Ｌ／（２ωｘ）＜２．３ ……（３）
を満足することが好ましい。

本発明の広角撮像レンズによれば、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズである第１レンズと、少なくとも一方の面が非球面である第２レンズと、像側の面が像側に凸形状であり、少なくとも一方の面が非球面である正の第３レンズとを備え、非球面やレンズの材質等の最適化を図るようにしたので、良好な光学性能を保持しながら、小型で軽量な広角レンズ系を安価に実現できる。特に、第１レンズをアッベ数が４０以上の材質とし、第２レンズおよび第３レンズの少なくとも１面を回折機能を有する面にしたので、倍率色収差を良好に補正することができる。

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。
図１は、本発明の一実施の形態に係る広角撮像レンズの一構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例のレンズ構成に対応している。

この広角撮像レンズは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いた各種カメラ、例えば自動車の前方、側方、後方などの映像を撮影するための車載用カメラに用いて好適なものである。この広角撮像レンズは、光軸Ｚ１に沿って物体側から順に、第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３とを備えている。開口絞りＳｔは、光軸Ｚ１上において第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間に配置されている。画角は例えば対角で１４０°以上の広角とされている。

この広角撮像レンズの結像面には、ＣＣＤ等の撮像素子３が配置される。第３レンズＬ３と撮像素子３との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材２が配置されている。例えば撮像面保護用のカバーガラスや赤外線カットフィルタなどの平板状の光学部材が配置される。

この広角撮像レンズにおいて、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間の有効径外を通過する光束は、迷光となって像面に達し、ゴーストとなるおそれがある。なお、図１において、光束４は、最大画角で入射する光線を示す。これよりも外側を通過する光束が迷光となるおそれがある。この場合には、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に、遮光手段１を設けて迷光を遮断することが好ましい。この遮光手段１は、例えば不透明な板材で構成される。または、第１レンズＬ１の第２レンズＬ２側の有効径外に、不透明な塗料を施すようにしても良い。

第１レンズＬ１は、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとなっている。第１レンズＬ１は、ガラスの球面レンズであることが好ましい。第２レンズＬ２は、比較的パワーが弱く、少なくとも一方の面が非球面の正または負のレンズとなっている。第３レンズＬ３は、像側の面が像側に凸形状であり、少なくとも一方の面が非球面である正のレンズとなっている。色収差を良好に補正するために、第１レンズＬ１はアッベ数が４０以上の材質、第３レンズＬ３はアッベ数が５０以上の材質からなる。また、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の少なくとも１面が色収差補正用の回折機能を有した面となっている。

第２レンズＬ２および第３レンズＬ３はそれぞれ、両面が非球面であることが好ましい。また、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の材質はプラスチックであることが好ましい。また、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の材質の吸水率が０．３％以下であることが好ましい。具体的には第３レンズＬ３が、ポリオレフィン系の材質よりなることが好ましい。さらに第２レンズＬ２もポリオレフィン系の材質よりなることがより好ましい。

第２レンズＬ２の物体側の面は、光軸近傍で物体側に凹形状であり、光軸Ｚ１から離れるに従ってその負のパワーが弱くなる形状とされていることが好ましい。この場合において、第２レンズＬ２の物体側の面が有効径内において曲率の変曲点を持ち、光軸Ｚ１から離れるに従って周辺部で物体側に凹形状から凸形状へと変化するような形状とされていても良い。

また、第２レンズＬ２の像側の面は、光軸近傍の形状が像側に凹であり、光軸Ｚ１から離れるに従って次第にその負のパワーが強くなっていくような形状とされていることが好ましい。
第２レンズＬ２の像側の面はまた、光軸近傍の形状が像側に凸であり、光軸Ｚ１から離れるに従ってその正のパワーが弱くなる形状とされていても良い。この場合において、第２レンズＬ２の像側の面が有効径内において曲率の変曲点を持ち、光軸Ｚ１から離れるに従って周辺部で像側に凸形状から凹形状へと変化するような形状とされていても良い。

この広角撮像レンズは、図１に示したように第１レンズＬ１の物体側の面の頂点から撮像素子面までの距離をＬ、第３レンズＬ３の像側の面の頂点から撮像素子面までの距離をＢＦとするとき、
３＜Ｌ／ＢＦ＜７ ……（１）
を満足することが好ましい。なお、Ｌ，ＢＦについては、カバーガラスなどの光学部材２の厚みを空気換算した値とする。

この広角撮像レンズはまた、レンズ系全体の焦点距離をｆ、第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１とするとき、
２＜｜ｆ１／ｆ｜＜１１ ……（２）
を満足することが好ましい。

この広角撮像レンズはまた、第１レンズＬ１の物体側の面の頂点から撮像素子面までの距離をＬ、最大像高をｘ、対角画角を２ω（radian）とするとき、
Ｌ／（２ωｘ）＜２．３ ……（３）
を満足することが好ましい。

次に、以上のように構成された広角撮像レンズの作用および効果を説明する。
この広角撮像レンズでは、開口絞りＳｔを第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間に配置することで、撮像素子３に対する入射角度のテレセン性を確保しつつ、広角化を実現している。また、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３を非球面レンズとすることで、短い全長で良好な解像性を得ている。そして、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の材質をプラスチックとすることで、非球面形状を高精度に実現することができ、また、軽量、低コストのレンズ系を可能にしている。特に、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３を吸水性の小さい（吸水率０．３％以下）プラスチック材料で成型することにより、吸水による性能劣化を抑えることができる。なお、吸水による性能劣化を最小限まで抑えるためには第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の吸水率を０．１％以下とすることがより望ましい。具体的には第３レンズＬ３をポリオレフィン系の材質とすることで吸水による性能劣化を抑えることができる。より好ましくは第２レンズＬ２もポリオレフィン系の材質とすることで、吸水による性能劣化をさらに抑えることができる。さらに、第１レンズＬ１をガラスの球面レンズとすることで、例えば車載カメラのような高い耐候性の求められる環境下においても使用可能なレンズ系を、安価に提供することができる。

また、第１レンズＬ１をアッベ数が４０以上の材質とし、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の少なくとも１面を回折機能を有する面とすることで、倍率色収差の補正された良好な像を得ることができる。ここで、回折機能を有する面は、第３レンズＬ３の像側の面とすることが面形状や光線入射角などの観点よりもっとも好ましい。

上述の条件式（１）の上限を超えると、収差は良好に補正可能であるが、撮像素子３に近接しすぎてレンズ系の配置が難しくなるか、あるいはレンズ系全体が大きくなり過ぎ、小型化の目的が達成できなくなる。条件式（１）の下限を超えると収差を良好に補正することが難しくなる。

条件式（２）の上限を超えると第１レンズＬ１のパワーが弱くなり、小型かつ広角化を達成することが困難となる。条件式（２）の下限を超えると色収差の補正が困難となり良好な画像を得ることができない。

条件式（３）はレンズ系が小型かつ広角であることを表す式である。撮像素子３のサイズが大きく、レンズ系が小型かつ広角であるほど条件式（３）の値は小さくなる。この広角撮像レンズでは、撮像素子３として例えば１／４インチサイズのもの（対角像高２．２５ｍｍ）に対して、条件式（３）の条件を満足しており小型かつ広角化を達成している。

以上説明したように、本実施の形態に係る広角撮像レンズによれば、３枚という少ないレンズ枚数で非球面やレンズの材質等の最適化を図るようにしたので、良好な光学性能を保持しながら、小型で軽量な広角レンズ系を安価に実現できる。

次に、本実施の形態に係る広角撮像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〜第１４の数値実施例をまとめて説明する。

図２は、実施例１に係る広角撮像レンズのレンズ断面図を示している。図１６および図１７（Ａ），図１７（Ｂ）は、実施例１に係る広角撮像レンズの数値データを示している。特に図１６にはその基本的なレンズデータを示し、図１７（Ａ）には回折、非球面に関するデータを示す。図１７（Ｂ）は、上述の条件式に関するデータを示す。なお、カバーガラス等の光学部材２に関するデータは数値データでは省略している。

図２において、符号Ｒｉは、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ようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜６）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Ｚ１上の面間隔を示す。また、図１６に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、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ようにして符号を付したｉ番目の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図２において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、同様に物体側から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。Ｎｄｊ，νｄｊの欄には、それぞれ、物体側からｊ番目（ｊ＝１〜３）の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数の値を示す。

実施例１に係る広角撮像レンズは、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の両面がすべて非球面形状となっている。図１６の基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍の曲率半径の数値を示している。図１７（Ａ）に非球面データとして示した数値において、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。

非球面データとしては、以下の式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数Ｂ_i，ＫＡの値を記す。Ｚは、より詳しくは、光軸から高さｈの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。実施例１に係る広角撮像レンズは、各非球面が非球面係数Ｂ_iとして第３次〜第６次の係数Ｂ₃〜Ｂ₆を有効に用いて表されている。
Ｚ＝Ｃ・ｈ²／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ²・ｈ²）^1/2｝＋ΣＢ_i・ｈⁱ ……（Ａ）
（ｉ＝３〜ｎ，ｎ：３以上の整数）
ただし、
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
ｈ：光軸からレンズ面までの距離（高さ）（ｍｍ）
Ｋ：円錐定数
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
Ｂ_i：第ｉ次の非球面係数

また、実施例１に係る広角撮像レンズは、第３レンズＬ３の像側の面が回折面（ＤＯＥ）となっている。図１７（Ａ）には回折面のデータとして、以下の式（Ｂ）によって表される位相差関数Φにおける第ｉ次の位相差係数Ｅ_iの値を記す。
Φ＝ΣＥ_i・ｈ²ⁱ ……（Ｂ）

図１７（Ｂ）には、上述の各条件式に関する値を示す。なお、図１７（Ｂ）において、ｆは全系の近軸焦点距離（ｍｍ）、ｆ１は第１レンズＬ１の焦点距離（ｍｍ）、２ωは対角画角、Ｌ，ＢＦは図１に示した距離（カバーガラスなどの光学部材２の厚みは空気換算した値とする。）を示す。図１７（Ｂ）から分かるように、実施例１に係る広角撮像レンズは各条件式の数値範囲内となっている。

以上の実施例１に係る広角撮像レンズと同様にして、実施例２〜実施例１４に係る広角撮像レンズのレンズ断面図を図３〜図１５に示す。また同様に、実施例２〜実施例１４に係る広角撮像レンズの基本的なレンズデータを図１８，図２０，図２２，図２４，図２６，図２８，図３０，図３２，図３４，図３６，図３８，図４０，図４２に示す。また同様に、実施例２〜実施例１４に係る広角撮像レンズの非球面に関するデータを、図１９（Ａ），図２１（Ａ），図２３（Ａ），図２５（Ａ），図２７（Ａ），図２９（Ａ），図３１（Ａ），図３３（Ａ），図３５（Ａ），図３７（Ａ），図３９（Ａ），図４１（Ａ），図４３（Ａ）に示す。また同様に、実施例２〜実施例１４に係る広角撮像レンズについて上述の各条件式に関するデータを、図１９（Ｂ），図２１（Ｂ），図２３（Ｂ），図２５（Ｂ），図２７（Ｂ），図２９（Ｂ），図３１（Ｂ），図３３（Ｂ），図３５（Ｂ），図３７（Ｂ），図３９（Ｂ），図４１（Ｂ），図４３（Ｂ）に示す。実施例２〜実施例１４に係る各広角撮像レンズはそれぞれ、上述の各条件式の数値範囲内となっている。

実施例２〜実施例１４に係る広角撮像レンズのいずれについても、実施例１に係る広角撮像レンズと同様、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の両面がすべて非球面形状となっている。

ここで、実施例１〜実施例１４に係る広角撮像レンズのいずれについても、第２レンズＬ２の物体側の面は、光軸近傍で物体側に凹形状であり、光軸Ｚ１から離れるに従ってその負のパワーが弱くなる形状とされている。特に、実施例１、実施例２、実施例３、実施例６、実施例７、実施例８、実施例９、実施例１０、実施例１２、実施例１３および実施例１４（実施例４，５，１１以外）に係る広角撮像レンズは、第２レンズＬ２の物体側の面が周辺部で物体側に凹形状から凸形状へと変化するような形状とされている。

第２レンズＬ２の像側の面は、実施例１、実施例２、実施例３、実施例６、実施例７、実施例８、実施例１０および実施例１２については、光軸近傍の形状が像側に凹であり、光軸Ｚ１から離れるに従って次第にその負のパワーが強くなっていくような形状とされている。その他の実施例（実施例４、実施例５、実施例９、実施例１１、実施例１３、および実施例１４）については、光軸近傍の形状が像側に凸であり、光軸Ｚ１から離れるに従ってその正のパワーが弱くなる形状とされている。特に、実施例１３および実施例１４に係る広角撮像レンズは、第２レンズＬ２の像側の面が周辺部で像側に凸形状から凹形状へと変化するような形状とされている。

また、実施例１〜実施例１４に係る広角撮像レンズのいずれについても、第３レンズＬ３が、安価で入手性が良く、吸水率が０．０１％程度のポリオレフィン系の材質となっている。第２レンズＬ２は、実施例１〜実施例１１、実施例１３および実施例１４についてはポリオレフィン系の材質、実施例１２についてはポリカーボネイト系の材質となっている。

また、実施例２に係る広角撮像レンズは、第３レンズＬ３の像側の面が回折面となっている。実施例３に係る広角撮像レンズは、第３レンズＬ３の両面が回折面となっている。実施例４に係る広角撮像レンズは、第３レンズＬ３の物体側の面が回折面となっている。実施例５に係る広角撮像レンズは、第３レンズＬ３の物体側の面が回折面となっている。実施例６に係る広角撮像レンズは、第３レンズＬ３の像側の面が回折面となっている。実施例７に係る広角撮像レンズは、第３レンズＬ３の像側の面が回折面となっている。実施例８に係る広角撮像レンズは、第３レンズＬ３の像側の面が回折面となっている。実施例９に係る広角撮像レンズは、第２レンズＬ２の像側の面が回折面となっている。実施例１０に係る広角撮像レンズは、第２レンズＬ２の像側の面と第３レンズＬ３の像側の面とが回折面となっている。実施例１１に係る広角撮像レンズは、第２レンズＬ２の像側の面と第３レンズＬ３の像側の面とが回折面となっている。実施例１２に係る広角撮像レンズは、第３レンズＬ３の像側の面が回折面となっている。実施例１３に係る広角撮像レンズは、第３レンズＬ３の像側の面が回折面となっている。実施例１４に係る広角撮像レンズは、第３レンズＬ３の像側の面が回折面となっている。

図４４（Ａ）〜図４４（Ｄ）はそれぞれ、実施例１に係る広角撮像レンズにおける球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、および倍率色収差を示している。各収差図には、ｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）を基準波長とした収差を示すが、球面収差図および倍率色収差図には、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ），Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。ωは、半画角を示す。

同様にして、実施例２に係る広角撮像レンズについての諸収差を図４５（Ａ）〜図４５（Ｄ）に、実施例３に係る広角撮像レンズについての諸収差を図４６（Ａ）〜図４６（Ｄ）に、実施例４に係る広角撮像レンズについての諸収差を図４７（Ａ）〜図４７（Ｄ）に、実施例５に係る広角撮像レンズについての諸収差を図４８（Ａ）〜図４８（Ｄ）に、実施例６に係る広角撮像レンズについての諸収差を図４９（Ａ）〜図４９（Ｄ）に、実施例７に係る広角撮像レンズについての諸収差を図５０（Ａ）〜図５０（Ｄ）に、実施例８に係る広角撮像レンズについての諸収差を図５１（Ａ）〜図５１（Ｄ）に、実施例９に係る広角撮像レンズについての諸収差を図５２（Ａ）〜図５２（Ｄ）に、実施例１０に係る広角撮像レンズについての諸収差を図５３（Ａ）〜図５３（Ｄ）に、実施例１１に係る広角撮像レンズについての諸収差を図５４（Ａ）〜図５４（Ｄ）に示す。また、実施例１２に係る広角撮像レンズについての諸収差を図５５（Ａ）〜図５５（Ｄ）に、実施例１３に係る広角撮像レンズについての諸収差を図５６（Ａ）〜図５６（Ｄ）に、実施例１４に係る広角撮像レンズについての諸収差を図５７（Ａ）〜図５７（Ｄ）に示す。

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、３枚という少ないレンズ枚数で非球面やレンズの材質等の最適化を図ることで、良好な光学性能を保持しながら、小型で軽量な広角レンズ系を安価に実現できている。特に、色収差補正用の回折面を有していることで、倍率色収差が良好に補正できている。

なお、本発明は、上記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、面間隔および屈折率の値などは、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。

本発明の一実施の形態に係る広角撮像レンズの一構成例を示す光学系断面図である。本発明の実施例１に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例２に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例３に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例４に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例５に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例６に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例７に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例８に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例９に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例１０に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例１１に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例１２に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例１３に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例１４に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例１に係る広角撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。本発明の実施例１に係る広角撮像レンズの回折、非球面および条件式に関するデータを示す図である。本発明の実施例２に係る広角撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。本発明の実施例２に係る広角撮像レンズの回折、非球面および条件式に関するデータを示す図である。本発明の実施例３に係る広角撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。本発明の実施例３に係る広角撮像レンズの回折、非球面および条件式に関するデータを示す図である。本発明の実施例４に係る広角撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。本発明の実施例４に係る広角撮像レンズの回折、非球面および条件式に関するデータを示す図である。本発明の実施例５に係る広角撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。本発明の実施例５に係る広角撮像レンズの回折、非球面および条件式に関するデータを示す図である。本発明の実施例６に係る広角撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。本発明の実施例６に係る広角撮像レンズの回折、非球面および条件式に関するデータを示す図である。本発明の実施例７に係る広角撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。本発明の実施例７に係る広角撮像レンズの回折、非球面および条件式に関するデータを示す図である。本発明の実施例８に係る広角撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。本発明の実施例８に係る広角撮像レンズの回折、非球面および条件式に関するデータを示す図である。本発明の実施例９に係る広角撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。本発明の実施例９に係る広角撮像レンズの回折、非球面および条件式に関するデータを示す図である。本発明の実施例１０に係る広角撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。本発明の実施例１０に係る広角撮像レンズの回折、非球面および条件式に関するデータを示す図である。本発明の実施例１１に係る広角撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。本発明の実施例１１に係る広角撮像レンズの回折、非球面および条件式に関するデータを示す図である。本発明の実施例１２に係る広角撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。本発明の実施例１２に係る広角撮像レンズの回折、非球面および条件式に関するデータを示す図である。本発明の実施例１３に係る広角撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。本発明の実施例１３に係る広角撮像レンズの回折、非球面および条件式に関するデータを示す図である。本発明の実施例１４に係る広角撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。本発明の実施例１４に係る広角撮像レンズの回折、非球面および条件式に関するデータを示す図である。本発明の実施例１に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例２に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例３に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例４に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例５に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例６に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例７に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例８に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例９に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例１０に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例１１に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例１２に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例１３に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例１４に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。

符号の説明

１…遮光手段、２…光学部材、３…撮像素子、４…最外光線、Ｌ１…第１レンズ、Ｌ２…第２レンズ、Ｌ３…第３レンズ、Ｓｔ…絞り、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸。

Claims

物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズである第１レンズと、第２レンズと、像側の面が像側に凸形状であり、少なくとも一方の面が非球面である正の第３レンズとからなり、
前記第２レンズおよび前記第３レンズの少なくとも１面が回折機能を有した面であり、前記第１レンズはアッベ数が４０以上の材質、前記第３レンズはアッベ数が５０以上の材質からなり、開口絞りが前記第２レンズと前記第３レンズとの間に配設され、
前記第２レンズの物体側の面が、光軸近傍で物体側に凹形状であり、光軸から離れるに従ってその負のパワーが弱くなる形状とされており、
前記第２レンズの像側の面が、光軸近傍の形状が像側に凹であり、光軸から離れるに従ってその負のパワーが強くなる形状とされていることを特徴とする広角撮像レンズ。
物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズである第１レンズと、第２レンズと、像側の面が像側に凸形状であり、少なくとも一方の面が非球面である正の第３レンズとからなり、
前記第２レンズおよび前記第３レンズの少なくとも１面が回折機能を有した面であり、前記第１レンズはアッベ数が４０以上の材質、前記第３レンズはアッベ数が５０以上の材質からなり、開口絞りが前記第２レンズと前記第３レンズとの間に配設され、
前記第２レンズの物体側の面が、光軸近傍で物体側に凹形状であり、光軸から離れるに従ってその負のパワーが弱くなる形状とされており、
前記第２レンズの像側の面が、光軸近傍の形状が像側に凸であり、光軸から離れるに従ってその正のパワーが弱くなる形状とされていることを特徴とする広角撮像レンズ。
前記第２レンズおよび前記第３レンズはそれぞれ、両面が非球面であることを特徴とする請求項１または２に記載の広角撮像レンズ。
前記第２レンズおよび前記第３レンズの材質がプラスチックであることを特徴とする請求項１または２に記載の広角撮像レンズ。
前記第２レンズおよび前記第３レンズの材質の吸水率が０．３％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の広角撮像レンズ。
前記第３レンズが、ポリオレフィン系の材質よりなることを特徴とする請求項１または２に記載の広角撮像レンズ。
画角が対角で１４０°以上の広角であることを特徴とする請求項１または２に記載の広角撮像レンズ。
前記第２レンズの物体側の面が、光軸から離れるに従って周辺部で物体側に凹形状から凸形状へと変化するような形状とされていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の広角撮像レンズ。
前記第２レンズの像側の面が、光軸から離れるに従って周辺部で像側に凸形状から凹形状へと変化するような形状とされていることを特徴とする請求項２に記載の広角撮像レンズ。
前記第１レンズの物体側の面の頂点から撮像素子面までの距離をＬ、前記第３レンズの像側の面の頂点から撮像素子面までの距離をＢＦとするとき、
３＜Ｌ／ＢＦ＜７ ……（１）
を満足することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の広角撮像レンズ。
レンズ系全体の焦点距離をｆ、前記第１レンズの焦点距離をｆ１とするとき、
２＜｜ｆ１／ｆ｜＜１１ ……（２）
を満足することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の広角撮像レンズ。
前記第１レンズの物体側の面の頂点から撮像素子面までの距離をＬ、最大像高をｘ、対角画角を２ω（radian）とするとき、
Ｌ／（２ωｘ）＜２．３ ……（３）
を満足することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の広角撮像レンズ。
前記回折機能を有する面が、前記第３レンズの像側の面であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の広角撮像レンズ。