(57)【要約】【課題】光学性能が良好で、低コスト且つコンパクトな広角レンズ。【解決手段】物体側から順に、負のパワーを有しガラス球面から成る第１レンズと、負のパワーを有し少なくとも１面が非球面に形成された第２レンズと、正のパワーを有する第３レンズと、正のパワーを有し少なくとも１面が非球面に形成された第４レンズとから構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする広角レンズ。    ０＜ｔ２３／ｔ３４＜０．５１但し、ｔ２３：第２レンズと第３レンズの間隔ｔ３４：第３レンズと第４レンズの間隔【選択図】図１
2010107820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、負のパワーを有しガラス球面から成る第１レンズと、負のパワーを有し少なくとも１面が非球面に形成された第２レンズと、正のパワーを有する第３レンズと、正のパワーを有し少なくとも１面が非球面に形成された第４レンズとから構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする広角レンズ。
０＜ｔ２３／ｔ３４＜０．５１
但し、
ｔ２３：第２レンズと第３レンズの間隔
ｔ３４：第３レンズと第４レンズの間隔
【請求項２】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の広角レンズ。
０．３＜｜ｆ１２／ｆ３４｜＜０．７
但し、
ｆ１２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
ｆ３４：第３レンズと第４レンズの合成焦点距離
【請求項３】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の広角レンズ。
１．３＜ｒ４／ｚ４＜５．０
但し、
ｒ４：第２レンズの像側面の最外光線が通る有効半径
ｚ４：第２レンズの像側面頂点と、最外光線及び該像側面との交点との光軸方向座標の差
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は小型の広角レンズに関するものであり、特に固体撮像素子を用いた監視カメラ用及び車載カメラ用等のデジタル入力機器（デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等）に好適で、光学性能が良好で、低コスト且つコンパクトな広角レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
監視カメラ及び車載カメラ等に利用される固体撮像素子用の広角レンズは、従来から数多く提案されてきている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、これらで使用される固体撮像素子はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサの場合が多い。
【特許文献１】特開２００７−９４０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、固体撮像素子として、コスト面や消費電力の面からＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサを使用する要求も増えている。しかし、ＣＭＯＳを使用する場合、ＣＣＤよりも感度が低い為、ＦＮｏの小さいレンズが必要となり、従来の提案では充分でない。
【０００５】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、光学性能が良好で、低コスト且つコンパクトな広角レンズを提案することを発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的は、下記に記載した発明により達成される。
【０００７】
１．物体側から順に、負のパワーを有しガラス球面から成る第１レンズと、負のパワーを有し少なくとも１面が非球面に形成された第２レンズと、正のパワーを有する第３レンズと、正のパワーを有し少なくとも１面が非球面に形成された第４レンズとから構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする広角レンズ。
【０００８】
０＜ｔ２３／ｔ３４＜０．５１・・・（１）
但し、
ｔ２３：第２レンズと第３レンズの間隔
ｔ３４：第３レンズと第４レンズの間隔
２．以下の条件式を満足することを特徴とする前記１に記載の広角レンズ。
【０００９】
０．３＜｜ｆ１２／ｆ３４｜＜０．７・・・（２）
但し、
ｆ１２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
ｆ３４：第３レンズと第４レンズの合成焦点距離
３．以下の条件式を満足することを特徴とする前記１又は前記２に記載の広角レンズ。
【００１０】
１．３＜ｒ４／ｚ４＜５．０・・・（３）
但し、
ｒ４：第２レンズの像側面の最外光線が通る有効半径
ｚ４：第２レンズの像側面頂点と、最外光線及び該像側面との交点との光軸方向座標の差
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、４枚のレンズ構成で固体撮像素子用撮像レンズとして良好な性能と、低コスト且つコンパクトなＦＮｏの小さい広角レンズを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１３】
なお、本明細書において「パワー」とは、焦点距離の逆数で定義される量を表す。
【００１４】
図１〜５は、本発明の広角レンズの第１実施例乃至第５実施例のレンズ配置を表す断面図である。
【００１５】
図１〜５において、各広角レンズは、物体側から順に、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Ｓと、正のパワーを有する第４レンズＬ４と、ガラスフィルタＧＦとから構成される。
【００１６】
更に詳しくは、第１レンズＬ１はガラスから成り、両面が球面で構成され、第２レンズＬ２及び第４レンズＬ４はそれぞれプラスチックから成り、少なくとも１面が非球面に形成されている。
【００１７】
そして、このように構成にすることにより良好な性能を得ることができる。
【００１８】
更に、第１レンズＬ１をガラス球面レンズで構成することにより、例えば車載レンズ等に使用する場合に、別に保護カバー等を設ける必要がなくなる。
【００１９】
更に、第２レンズＬ２、第４レンズＬ４に少なくとも１面が非球面に形成されたプラスチックレンズを配置することにより、球面で構成するよりも枚数が削減できてコストダウンになり、サイズも小さくできる。
【００２０】
次に、各広角レンズ系が満足すべき条件式（１）〜（３）について説明する。
【００２１】
条件式（１）はＦＮｏの小さいレンズに対応するための条件式であり、上限値を上回ると球面収差の悪化を招き、軸上性能を確保することが困難となる。
【００２２】
条件式（２）は光学性能及びレンズバックをバランスさせる条件式である。条件式（２）の下限を下回るとレンズバックの確保が困難となり、又は像面湾曲が大きくなり、性能の劣化を招く。また、上限を上回るとレンズバックが長くなり、小型化に反する。
【００２３】
条件式（３）は、光学性能に関する条件式である。条件式（３）を下回ると球面収差が悪化し、上回ると像面湾曲が大きくなる。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明に係る実施例に関し、コンストラクションデータ及び収差図を挙げて具体的に示す。
【００２５】
非球面（ＡＳＰ）と記した面は、非球面の面形状を表す以下の式で定義するものとする。
【００２６】
Ｘ（Ｈ）＝Ｃ・Ｈ２／｛１＋（１−ε・Ｃ２・Ｈ２）１／２｝＋ΣＡｉ・Ｈｉ
ε＝１＋ｋ
但し、
Ｘ（Ｈ）：高さＨの位置での光軸方向の変位量（面頂点基準）
Ｈ：光軸に対して垂直な方向の高さ
Ｃ：近軸曲率
ε：２次曲面パラメータ
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
Ｈｉ：Ｈのｉ乗を表す記号
また、図６乃至図１０は、実施例１〜５に対応する収差図である。各収差図は、左側から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図を表している。各非点収差図において、実線Ｓはサジタル面、点線Ｍはメリディオナル面をそれぞれ表す。また、非点収差図及び歪曲収差図の縦軸は、ＸＺ断面、ＹＺ断面のそれぞれの最大画角を表す。
【００２７】
次に、各実施例の光学諸値、及び条件式の値を示す。
（実施例１）
・全体諸元を以下に示す。
【００２８】
ｆ＝１．４０４ｍｍ
Ｆ＝２．０
・面データを以下に示す。
【００２９】
面番号         Ｒ（mm）    Ｄ（mm）      ｎｄ     νｄ
１            120.049       0.800      1.77250    49.62
２              5.119       3.188
３（ASP）     -11.468       0.800      1.52510    56.34
４（ASP）       3.559       0.657
５（ASP）       5.092       2.625      1.63550    23.89
６（ASP）      -5.758       1.631
７（絞り）       ∞         0.724
８（ASP）      15.323       1.675      1.52510    56.34
９（ASP）      -1.732       2.116
10               ∞         0.300      1.51680    64.17
11               ∞         0.500
12               ∞
・非球面係数を以下に示す。
第３面
ｋ=0,A4=5.20103E-03,A6=-3.54074E-04,A8=1.64623E-05,A10=-2.67205E-07
第４面
ｋ=0,A4=-1.41020E-03,A6=-4.13880E-04,A8=-5.45879E-05,A10=3.42211E-06
第５面
ｋ=0,A4=3.43502E-03,A6=4.29788E-06,A8=-4.66325E-05,A10=5.30999E-06
第６面
ｋ=0,A4=1.93906E-02,A6=-4.11666E-03,A8=9.90324E-04,A10=-8.07148E-05
第７面
ｋ=0,A4=-2.50774E-02,A6=-1.40461E-03,A8=8.15638E-03,A10=-1.30238E-03
第８面
ｋ=-0.4109,A4=1.28378E-02,A6=5.25713E-03,A8=-4.41012E-03,A10=1.67947E-03
・各条件式に対応する値を以下に示す。
【００３０】
ｔ２３／ｔ３４＝０．２８
｜ｆ１２／ｆ３４｜＝０．５４
ｒ４／ｚ４＝２．７
（実施例２）
・全体諸元を以下に示す。
【００３１】
ｆ＝１．４２３ｍｍ
Ｆ＝２．０
・面データを以下に示す。
【００３２】
面番号         Ｒ（mm）    Ｄ（mm）      ｎｄ     νｄ
１             80.899       0.800      1.77250    49.62
２              4.596       3.449
３（ASP）      -5.463       0.800      1.52510    56.34
４（ASP）       3.331       0.200
５（ASP）       3.060       2.927      1.58340    30.23
６（ASP）      -4.405       1.407
７（絞り）    1.00E+18      0.909
８（ASP）      28.513       1.608      1.52510    56.34
９（ASP）      -1.732       2.100
10               ∞         0.300      1.51680    64.17
11               ∞         0.500
12               ∞
・非球面係数を以下に示す。
第３面
ｋ=0.4410,A4=6.23573E-03,A6=-2.58088E-04,A8=9.15881E-06,A10=8.45316E-08
第４面
ｋ=0,A4=-3.16834E-03,A6=-1.08714E-03,A8=-6.62708E-05,A10=7.38595E-06
第５面
ｋ=0,A4=1.48761E-03,A6=-5.55814E-04,A8=-7.13404E-05,A10=4.51608E-06
第６面
ｋ=0,A4=2.62279E-02,A6=-4.25637E-03,A8=1.06421E-03,A10=-1.00217E-04
第７面
ｋ=0,A4=-1.62405E-02,A6=-9.44713E-03,A8=2.17625E-02,A10=-5.10586E-03
第８面
ｋ=-0.3197,A4=0.00000E+00,A6=0.00000E+00,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
・各条件式に対応する値を以下に示す。
【００３３】
ｔ２３／ｔ３４＝０．０９
｜ｆ１２／ｆ３４｜＝０．３３
ｒ４／ｚ４＝３．６
（実施例３）
・全体諸元を以下に示す。
【００３４】
ｆ＝１．３３８ｍｍ
Ｆ＝２．０
・面データを以下に示す。
【００３５】
面番号         Ｒ（mm）    Ｄ（mm）      ｎｄ     νｄ
１             86.933       0.800      1.88300    40.81
２              5.306       2.890
３（ASP）      -7.681       0.800      1.52510    56.34
４（ASP）       3.074       0.763
５（ASP）       4.132       3.435      1.58340    30.23
６（ASP）      -4.456       1.097
７（絞り）       ∞         0.811
８（ASP）      43.433       1.504      1.52510    56.34
９（ASP）      -1.732       2.100
10               ∞         0.300      1.51680    65.26
11               ∞         0.500
12               ∞
・非球面係数を以下に示す。
第３面
ｋ=-166.4534,A4=3.73370E-03,A6=-4.94788E-04,A8=2.33069E-05,A10=-2.87734E-07
第４面
ｋ=0,A4=2.34087E-02,A6=-2.09639E-03,A8=-2.38968E-04,A10=1.39227E-05
第５面
ｋ=0,A4=1.16675E-02,A6=7.48872E-05,A8=-5.17262E-05,A10=-1.59965E-06
第６面
ｋ=0,A4=2.39284E-02,A6=-3.77777E-03,A8=1.07194E-03,A10=-1.34755E-04
第７面
ｋ=0,A4=-1.62306E-02,A6=-6.18292E-03,A8=3.24960E-02,A10=-9.94285E-03
第８面
ｋ=-0.3715,A4=2.81140E-02,A6=1.31207E-04,A8=-3.76207E-03,A10=3.97238E-03
・各条件式に対応する値を以下に示す。
【００３６】
ｔ２３／ｔ３４＝０．４０
｜ｆ１２／ｆ３４｜＝０．４９
ｒ４／ｚ４＝１．６
（実施例４）
・全体諸元を以下に示す。
【００３７】
ｆ＝１．４３３ｍｍ
Ｆ＝２．０
・面データを以下に示す。
【００３８】
面番号         Ｒ（mm）      Ｄ（mm）      ｎｄ     νｄ
１             34.387         0.800      1.77250    49.62
２              4.514         2.927            
３（ASP）     -12.235         0.800      1.52510    56.34
４（ASP）       2.624         0.686            
５（ASP）       3.801         1.822      1.63550    23.89
６（ASP）      -6.127         0.898
７（絞り）       ∞           0.619
８（ASP）      13.564         1.547      1.52510    56.34
９（ASP）      -1.732         2.131            
10               ∞           0.300      1.51680    65.26
11               ∞           0.500
12               ∞
・非球面係数を以下に示す。
第３面
ｋ=0,A4=8.95053E-03,A6=-1.05473E-03,A8=2.77805E-05,A10=1.95276E-06
第４面
ｋ=0,A4=-4.94642E-03,A6=-9.63411E-04,A8=-2.25529E-04,A10=8.22359E-06
第５面
ｋ=0,A4=-2.04089E-03,A6=1.57311E-03,A8=3.05096E-04,A10=-1.89508E-05
第６面
ｋ=0,A4=2.57778E-02,A6=-2.82020E-03,A8=2.61906E-03,A10=-3.06389E-04
第７面
ｋ=0,A4=-1.40034E-02,A6=6.30059E-03,A8=1.36938E-02,A10=-4.18937E-03
第８面
ｋ=-0.5430,A4=1.39870E-02,A6=1.07976E-02,A8=-7.06696E-03,A10=3.40570E-03
・各条件式に対応する値を以下に示す。
【００３９】
ｔ２３／ｔ３４＝０．４５
｜ｆ１２／ｆ３４｜＝０．６２
ｒ４／ｚ４＝２．５
（実施例５）
・全体諸元を以下に示す。
【００４０】
ｆ＝１．３９９ｍｍ
Ｆ＝２．０
・面データを以下に示す。
【００４１】
面番号         Ｒ（mm）      Ｄ（mm）      ｎｄ     νｄ
１             52.012        0.900       1.77250    49.62
２              4.916        3.082
３（ASP）      -5.638        0.800       1.53048    55.72
４（ASP）        .691        1.204
５              5.459        1.764       1.84666    23.78
６            -10.667        1.463
７（絞り）       ∞          0.945
８（ASP）      18.614        1.942       1.53048    55.72
９（ASP）                   -1.732       1.926
10               ∞          0.300       1.51680    65.26
11               ∞          0.500
12               ∞
・非球面係数を以下に示す。
第３面
ｋ=0,A4=2.24883E-02,A6=-1.86009E-03,A8=7.14771E-05,A10=-7.03625E-07
第４面
ｋ=0,A4=1.57300E-02,A6=4.91319E-03,A8=-1.34501E-03,A10=9.46128E-05
第７面
ｋ=0,A4=-3.57821E-02,A6=-2.44709E-03,A8=7.82635E-03,A10=-4.08559E-03
第８面
ｋ=-0.8736,A4=1.74083E-02,A6=-1.86502E-02,A8=6.71843E-03,A10=-1.04670E-03
・各条件式に対応する値を以下に示す。
【００４２】
ｔ２３／ｔ３４＝０．５０
｜ｆ１２／ｆ３４｜＝０．５３
ｒ４／ｚ４＝１．９
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例１の広角レンズのレンズ構成図である。
【図２】実施例２の広角レンズのレンズ構成図である。
【図３】実施例３の広角レンズのレンズ構成図である。
【図４】実施例４の広角レンズのレンズ構成図である。
【図５】実施例５の広角レンズのレンズ構成図である。
【図６】実施例１の広角レンズの収差図である。
【図７】実施例２の広角レンズの収差図である。
【図８】実施例３の広角レンズの収差図である。
【図９】実施例４の広角レンズの収差図である。
【図１０】実施例５の広角レンズの収差図である。
【符号の説明】
【００４４】
Ｌ１  第１レンズ
Ｌ２  第２レンズ
Ｌ３  第３レンズ
Ｌ４  第４レンズ
Ｓ  開口絞り
ＧＦ  ガラスフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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