(57)【要約】【課題】  Ｆナンバが１．４程度と明るく、画角が６０度程度以上でありながら、物体距離の全体にわたって諸収差を良好に補正することができ、高解像度かつ高コントラストな光学性能を有する大口径広角レンズを提供する。【解決手段】  物体側から順に、負の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２が配設される。第１群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正の第１レンズＬ１、物体側に凸面を向けた負の第２レンズＬ２、負の第３レンズＬ３、正の第４レンズＬ４からなる。第２群Ｇ２は、物体側から順に、像側に凸面を向けた正の第５レンズＬ５、一方が正、他方が負で、接合レンズを構成する第６レンズＬ６と第７レンズＬ７、一方が正、他方が負で、接合レンズを構成する第８レンズＬ８と第９レンズＬ９からなる。第２群Ｇ２を光軸上で移動させることによりフォーカシングを行う。所定の条件式を満足することにより諸収差（特にコマ収差）を良好に補正する。【選択図】          図１
2006030581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、および正の屈折力を有する第２レンズ群が配設されてなり、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズ、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第２レンズ、負の屈折力を有する第３レンズ、および正の屈折力を有する第４レンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第５レンズ、一方が正の屈折力を有し他方が負の屈折力を有するとともに、レンズ面が互いに接合されて接合レンズを構成する第６レンズと第７レンズ、および一方が正の屈折力を有し他方が負の屈折力を有するとともに、レンズ面が互いに接合されて接合レンズを構成する第８レンズと第９レンズからなり、
前記第２レンズ群を光軸上で移動させることによりフォーカシングを行うことを特徴とする大口径広角レンズ。
【請求項２】
前記第５レンズの屈折率をＮＬ５とし、前記第２レンズ群を構成する２組の接合レンズのうちの負の屈折力を有するレンズの屈折率をそれぞれＮＬＳ１、ＮＬＳ２とした場合に、下記条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とする請求項１記載の大口径広角レンズ。
ＮＬ５  ＞  １．７５  ・・・  （１）
ＮＬＳ１  ＞  １．７５  ・・・  （２）
ＮＬＳ２  ＞  １．７５  ・・・  （３）
【請求項３】
全系の焦点距離をＦとし、前記第５レンズの焦点距離をＦＬ５とした場合に、下記条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の大口径広角レンズ。
３．０  ＜  ＦＬ５／Ｆ  ＜  ４．４  ・・・  （４）
【請求項４】
前記第５レンズの物体側面の曲率半径をＲａとし、前記第５レンズの像側面の曲率半径をＲｂとした場合に、下記条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項記載の大口径広角レンズ。
２．１  ＜  （Ｒa＋Ｒｂ）／（Ｒａ−Ｒｂ）  ＜  ３．１  ・・・  （５）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大口径広角レンズに関し、詳しくは監視カメラ等に搭載され、Ｆナンバが１．４程度であり画角が６０度程度以上である大口径広角レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、監視カメラ等に用いられるレンズは、主に室内で使用されることが多いため、明るい大口径レンズであることが要求されるとともに、広範囲を観察しあるいは撮影するために、より画角の広いレンズ系が要求されている。
【０００３】
このような監視カメラ等に用いられるレンズとして特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１に記載されたレンズ系は、レトロフォーカスタイプの広角レンズであり、後群のみを移動させてフォーカシングを行うようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１１３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたレンズ系は、Ｆナンバが２．８程度と暗く、室内で使用するには不向きであった。また、物体距離の全体にわたって、諸収差を良好に補正することができるとは言い難かった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、Ｆナンバが１．４程度と明るく、画角が６０度程度以上であり、物体距離の全体にわたって諸収差を良好に補正することができ、高解像度かつ高コントラストな光学性能を有する大口径広角レンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の大口径広角レンズは、上述した事情に鑑み提案されたもので、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、および正の屈折力を有する第２レンズ群が配設されてなり、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズ、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第２レンズ、負の屈折力を有する第３レンズ、および正の屈折力を有する第４レンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第５レンズ、一方が正の屈折力を有し他方が負の屈折力を有するとともに、レンズ面が互いに接合されて接合レンズを構成する第６レンズと第７レンズ、および一方が正の屈折力を有し他方が負の屈折力を有するとともに、レンズ面が互いに接合されて接合レンズを構成する第８レンズと第９レンズからなり、
前記第２レンズ群を光軸上で移動させることによりフォーカシングを行うことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の大口径広角レンズは、前記構成に加えて、前記第５レンズの屈折率をＮＬ５とし、前記第２レンズ群を構成する２組の接合レンズのうちの負の屈折力を有するレンズの屈折率をそれぞれＮＬＳ１、ＮＬＳ２とした場合に、下記条件式（１）〜（３）を満足することが好ましい。
ＮＬ５  ＞  １．７５  ・・・  （１）
ＮＬＳ１  ＞  １．７５  ・・・  （２）
ＮＬＳ２  ＞  １．７５  ・・・  （３）
【０００９】
また、本発明の大口径広角レンズは、前記構成に加えて、全系の焦点距離をＦとし、前記第５レンズの焦点距離をＦＬ５とした場合に、下記条件式（４）を満足することが好ましい。
３．０  ＜  ＦＬ５／Ｆ  ＜  ４．４  ・・・  （４）
【００１０】
また、本発明の大口径広角レンズは、前記構成に加えて、前記第５レンズの物体側面の曲率半径をＲａとし、前記第５レンズの像側面の曲率半径をＲｂとした場合に、下記条件式（５）を満足することが好ましい。
２．１  ＜  （Ｒa＋Ｒｂ）／（Ｒａ−Ｒｂ）  ＜  ３．１  ・・・  （５）
【発明の効果】
【００１１】
本発明の大口径広角レンズは、上述した構成を備えており、特に、像側に配設された第２レンズ群中に２組の接合レンズを用いているため、Ｆナンバが１．４程度と明るく、画角が６０度程度以上と広画角でありながら、遠距離から近接距離に至るまでの物体距離全体にわたって諸収差を良好に補正することができ、高解像度かつ高コントラストな光学性能を発揮することができる。
【００１２】
また、上記各条件式を満足することにより、特にコマ収差を良好に補正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】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の大口径広角レンズの実施形態を説明する。
図１〜３は、本発明の実施形態に係る大口径広角レンズを示すもので、図１は実施例１に係る大口径広角レンズのレンズ構成図、図２は実施例２に係る大口径広角レンズのレンズ構成図、図３は実施例３に係る大口径広角レンズのレンズ構成図である。
【００１４】
本発明の実施形態に係る大口径広角レンズは、図１〜３に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、絞り３、および正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２が配設され、第２レンズ群Ｇ２を光軸上で移動させることによりフォーカシングを行うようになっている。
【００１５】
また、第２レンズ群Ｇ２の像側には、赤外線カットフィルタ等のフィルタ部２が配設されており、物体側から光軸Ｘに沿って入射した光束は固体撮像素子（ＣＣＤ）等の撮像面１上の結像位置に結像される。
【００１６】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正の屈折力を有し、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１レンズＬ１、負の屈折力を有し、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２レンズＬ２、負の屈折力を有し、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第３レンズＬ３（実施例２では両凹レンズ）、および両凸形状の第４レンズＬ４からなる。
【００１７】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、正の屈折力を有し、像側に凸面を向けたメニスカス形状の第５レンズＬ５、両凸形状の第６レンズＬ６、負の屈折力を有し、像側に凸面を向けたメニスカス形状の第７レンズＬ７、両凸形状の第８レンズＬ８、および両凹形状の第９レンズＬ９からなり、第６レンズＬ６と第７レンズＬ７、および第８レンズＬ８と第９レンズＬ９は、レンズ面が互いに接合された接合レンズを構成している。
【００１８】
さらに、本発明の実施形態に係る大口径広角レンズは、下記の条件式（１）〜（５）を満足するように構成されている。
【００１９】
ＮＬ５  ＞  １．７５  ・・・  （１）
ＮＬＳ１  ＞  １．７５  ・・・  （２）
ＮＬＳ２  ＞  １．７５  ・・・  （３）
３．０  ＜  ＦＬ５／Ｆ  ＜  ４．４  ・・・  （４）
２．１  ＜  （Ｒa＋Ｒｂ）／（Ｒａ−Ｒｂ）  ＜  ３．１  ・・・  （５）
ただし、
ＮＬ５：第５レンズの屈折率
ＮＬＳ１、ＮＬＳ２：第２レンズ群を構成する２組の接合レンズのうちの負の屈折力を有するレンズ（下記実施例ではそれぞれ第７レンズＬ７と第９レンズＬ９）の屈折率
Ｆ：全系の焦点距離
ＦＬ５：第５レンズの焦点距離
Ｒａ：第５レンズの物体側面の曲率半径（下記実施例ではＲ１０）
Ｒｂ：第５レンズの像側面の曲率半径（下記実施例ではＲ１１）
【００２０】
次に、前記各条件式の技術的意義について説明する。
条件式（１）は、第５レンズＬ５の屈折率ＮＬ５を規定するもので、この条件式（１）においてＮＬ５の値が下限を下回ると、特にコマ収差が増大して補正をすることが困難となる。
【００２１】
条件式（２）および条件式（３）は、第２レンズ群Ｇ２を構成する２組の接合レンズのうちの負の屈折力を有するレンズの屈折率ＮＬＳ１、ＮＬＳ２を規定するもので、この条件式（２）および条件式（３）においてＮＬＳ１、ＮＬＳ２の値がそれぞれ下限を下回ると、特にコマ収差が増大して補正をすることが困難となる。
【００２２】
条件式（４）は、第５レンズＬ５の焦点距離ＦＬ５と全系の焦点距離Ｆの比ＦＬ５／Ｆを規定するもので、この条件式（４）においてＦＬ５／Ｆの値が規定された範囲を超えると、特にコマ収差が増大して補正をすることが困難となる。
【００２３】
条件式（５）は、第５レンズＬ５の物体側面の曲率半径Ｒaと第５レンズＬ５の像側面の曲率半径Ｒｂの和と差の比（Ｒa＋Ｒｂ）／（Ｒａ−Ｒｂ）を規定するもので、この条件式（５）において、（Ｒa＋Ｒｂ）／（Ｒａ−Ｒｂ）の値が規定された範囲を越えると、特にコマ収差が増大して補正をすることが困難となる。
【００２４】
なお、コマ収差をさらに良好に補正するという点で、
ＮＬ５  ＞  １．８０
ＮＬＳ１  ＞  １．８０
ＮＬＳ２  ＞  １．８０
３．２  ＜  ＦＬ５／Ｆ  ＜  ４．０
２．４  ＜  （Ｒa＋Ｒｂ）／（Ｒａ−Ｒｂ）  ＜  ２．９
とすることが好ましい。
【００２５】
以下、具体的な実施例を用いて、本発明に係る大口径広角レンズをより詳細に説明する。
【００２６】
＜実施例１＞
実施例１に係る大口径広角レンズのレンズ構成は、図１に示すとおりである。
以下、実施例１について具体的なデータを示す。
下記表１の上段に、実施例１に係る大口径広角レンズの焦点距離ｆ（ｍｍ）およびＦナンバの値を示す。
【００２７】
また、下記表１の中段に、実施例１の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔；表２、表３において同じ）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎdおよびアッベ数νdを示す。なお、表１および以下の表２、表３において、各記号に対応させた数字は物体側から順次増加するようになっている。
さらに、下記表１の下段に、上記条件式（１）〜（５）の各値を示す。
【００２８】
【表１】
2006030581.tif 000003
【００２９】
表１の下段に示した数値から明らかなように、実施例１に係る大口径広角レンズは、上記条件式（１）〜（５）の全てを満足している。
【００３０】
また、図４および図５は実施例１に係る大口径広角レンズの諸収差を示すもので、図４は無限遠物体距離における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション、コマ収差）を示す収差図、図５は焦点距離１００ｍｍにおける諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション、コマ収差）を示す収差図である。なお、これらの収差図および図６〜９に示す収差図においてωは半画角を示す。また、非点収差の各収差図は、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における収差を示す。
【００３１】
図４および図５から明らかなように、実施例１に係る大口径広角レンズは、各収差（特にコマ収差）を良好に補正し得る高性能なものとされている。
【００３２】
＜実施例２＞
実施例２に係る大口径広角レンズのレンズ構成は、図２に示すとおりである。なお、実施例１に係る大口径広角レンズとは、第３レンズＬ３が両凹レンズとされている点が異なっている。
以下、実施例２について具体的なデータを示す。
【００３３】
下記表２の上段に、実施例２に係る大口径広角レンズの焦点距離ｆ（ｍｍ）およびＦナンバの値を示す。
また、下記表２の中段に、実施例２の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎdおよびアッベ数νdを示す。
さらに、下記表２の下段に、上記条件式（１）〜（５）の各値を示す。
【００３４】
【表２】
2006030581.tif 000004
【００３５】
表２の下段に示した数値から明らかなように、実施例２に係る大口径広角レンズは、上記条件式（１）〜（５）の全てを満足している。
【００３６】
また、図６および図７は実施例２に係る大口径広角レンズの諸収差を示すもので、図６は無限遠物体距離における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション、コマ収差）を示す収差図、図７は焦点距離１００ｍｍにおける諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション、コマ収差）を示す収差図である。
【００３７】
図６および図７から明らかなように、実施例２に係る大口径広角レンズは、各収差（特にコマ収差）を良好に補正し得る高性能なものとされている。
【００３８】
＜実施例３＞
実施例３に係る大口径広角レンズのレンズ構成は、図３に示すとおりである。
以下、実施例３について具体的なデータを示す。
【００３９】
下記表３の上段に、実施例３に係る大口径広角レンズの焦点距離ｆ（ｍｍ）およびＦナンバの値を示す。
また、下記表３の中段に、実施例３の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎdおよびアッベ数νdを示す。
さらに、下記表３の下段に、上記条件式（１）〜（５）の各値を示す。
【００４０】
【表３】
2006030581.tif 000005
【００４１】
表３の下段に示した数値から明らかなように、実施例３に係る大口径広角レンズは、上記条件式（１）〜（５）の全てを満足している。
【００４２】
また、図８および図９は実施例３に係る大口径広角レンズの諸収差を示すもので、図８は無限遠物体距離における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション、コマ収差）を示す収差図、図９は焦点距離１００ｍｍにおける諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション、コマ収差）を示す収差図である。
【００４３】
図８および図９から明らかなように、実施例３に係る大口径広角レンズは、各収差（特にコマ収差）を良好に補正し得る高性能なものとされている。
【００４４】
＜他の実施形態＞
なお、本発明の大口径広角レンズとしては、上記各実施例のものに限られるものではなく、その他の種々の変更が可能である。例えば、上記各実施例の各レンズを構成するレンズの形状は適宜変更可能である。また、本発明の大口径広角レンズは、監視カメラ以外にも、例えば一般のビデオカメラやデジタルカメラ等の種々の光学装置に搭載可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施例１に係る大口径広角レンズのレンズ構成図
【図２】本発明の実施例２に係る大口径広角レンズのレンズ構成図
【図３】本発明の実施例３に係る大口径広角レンズのレンズ構成図
【図４】本発明の実施例１に係る大口径広角レンズの無限遠物体距離における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション、コマ収差）を示す収差図
【図５】本発明の実施例１に係る大口径広角レンズの焦点距離１００ｍｍにおける諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション、コマ収差）を示す収差図
【図６】本発明の実施例２に係る大口径広角レンズの無限遠物体距離における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション、コマ収差）を示す収差図
【図７】本発明の実施例２に係る大口径広角レンズの焦点距離１００ｍｍにおける諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション、コマ収差）を示す収差図
【図８】本発明の実施例３に係る大口径広角レンズの無限遠物体距離における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション、コマ収差）を示す収差図
【図９】本発明の実施例３に係る大口径広角レンズの焦点距離１００ｍｍにおける諸収差（球面収差、非点収差、ディストーション、コマ収差）を示す収差図
【符号の説明】
【００４６】
１      撮像面
２      フィルタ部
３      絞り
Ｇ１〜Ｇ２  レンズ群
Ｌ１〜Ｌ９  レンズ
Ｘ      光軸
【図１】
2006030581.tif 000006
【図２】
2006030581.tif 000007
【図３】
2006030581.tif 000008
【図４】
2006030581.tif 000009
【図５】
2006030581.tif 000010
【図６】
2006030581.tif 000011
【図７】
2006030581.tif 000012
【図８】
2006030581.tif 000013
【図９】
2006030581.tif 000014