(57)【要約】      （修正有）【課題】５枚のレンズ構成で諸収差を良好に補正できる広角レンズを提供する。【解決手段】物体側から順に、物体側から順に、前群Ｇ１と、正の屈折力を有する後群Ｇ２とから広角レンズ１１が構成される。物体側から順に、負の屈折力を有し物体側に凸のメニスカスレンズである第１レンズＬ１と、負の屈折力を有し物体側に凸のメニスカスレンズである第２レンズＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３とから前群Ｇ１が構成され、少なくとも２面が回転非対称面を有する。物体側から順に、正または負の一方の屈折力を有する第４レンズＬ４と、正または負の他方の屈折力を有する第５レンズＬ５とから後群Ｇ２が構成され、少なくとも１面が回転非対称面を有する。【選択図】図１
2016148725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、前群と、正の屈折力を有する後群とから構成される広角レンズであって、
前記前群は、物体側から順に、負の屈折力を有し物体側に凸のメニスカスレンズである第１レンズと、負の屈折力を有し物体側に凸のメニスカスレンズである第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとから構成され、少なくとも２面が回転非対称面を備え、
前記後群は、物体側から順に、正または負の一方の屈折力を有する第４レンズと、正または負の他方の屈折力を有する第５レンズとから構成され、少なくとも１面が回転非対称面を備え、
前記前群の回転非対称面は、前記第１レンズ又は前記第２レンズの物体側の面に形成される第１回転非対称面と、前記第１レンズ又は前記第２レンズの像側の面に形成される第２回転非対称面とを備え、
前記第１回転非対称面および前記第２回転非対称面と光軸との交点をそれぞれ原点とし、光軸方向をＺ軸とし、Ｚ軸と直交し且つ互いに直交する軸をＸ軸、Ｙ軸とする直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）において、前記第１回転非対称面および前記第２回転非対称面と、前記第１回転非対称面および前記第２回転非対称面の回転対称成分から形成される面とのそれぞれのＺ軸方向の距離をサグ差とし、回転対称成分から形成される面よりも物体側に回転非対称面が有る場合にサグ差を（−）、回転対称成分から形成される面よりも像側に回転非対称面が有る場合にサグ差を（＋）と定義したときに、
前記第１回転非対称面は、ｘの絶対値が増加する方向へのサグ差の変化に比べて、ｙの絶対値が増加する方向へのサグ差の変化が大きく設定され、
前記第２回転非対称面は、原点を含むＸＺ断面のサグ差が、ｘの絶対値が増加するにつれて（＋）方向に増加して、原点を含むＸＺ面上を進む主光線が前記第２回転非対称面を通過する位置のうち原点から最も離れた位置と原点との間に（＋）方向の最大点を有し、原点を含むＹＺ断面のサグ差および前記最大点を含むＹＺ断面のサグ差が、ｙの絶対値が増加するにつれてそれぞれ（−）方向に増加するように設定されることを特徴とする広角レンズ。
【請求項２】
前記前群および前記後群の回転非対称面は、以下の条件式（１）、（２）及び（３）を満足することを特徴とする請求項１記載の広角レンズ。
【数１】
2016148725.tif 000023
【数２】
2016148725.tif 000024
【数３】
2016148725.tif 000025
但し、
ｚ：サグ量（原点から回転非対称面上の点までのＺ軸方向の距離）
ｃ：曲率（１／基準曲率半径Ｒ）
ｋ：円錐定数
ｈ：光軸垂直方向距離
ＸｍＹｎ：自由曲面係数（ｍ＝０，１，２，３・・・）（ｎ＝０，１，２，３・・・）
ｘ，ｙ：Ｚ軸に直交するＸＹ平面上の位置
【請求項３】
前記第４レンズと、前記第５レンズとを接合して接合レンズを形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の広角レンズ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の広角レンズと、その広角レンズで結像された画像を電気信号に変換する略矩形状の撮像素子とを備えている広角レンズユニットであって、
前記撮像素子は、長辺方向および短辺方向がそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向であり、
前記第１回転非対称面は、以下の条件式（４）又は（５）の少なくとも一方を満足することを特徴とする広角レンズユニット。
【数４】
2016148725.tif 000026
【数５】
2016148725.tif 000027
但し、
ΔＳａｇＶ１：前記第１回転非対称面の原点を含むＹＺ断面における、原点を含むＹＺ面上を進む主光線が通過する位置のうち原点から最も離れた位置のサグ差
ΔＳａｇＨ１：前記第１回転非対称面のＸＹ平面視において、ΔＳａｇＶ１のサグ差を得た位置の同心円上、且つ、Ｘ軸上のサグ差
ΔＳａｇＨ２：前記第１回転非対称面の原点を含むＸＺ断面における、原点を含むＸＺ面上を進む主光線が通過する位置のうち原点から最も離れた位置のサグ差
ＩｍｇＨ：前記撮像素子のＸ軸方向のサイズ
ＩｍｇＶ：前記撮像素子のＹ軸方向のサイズ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は広角レンズ及び広角レンズユニットに関し、特に５枚のレンズ構成で諸収差を良好に補正できる広角レンズ及び広角レンズユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レンズ枚数の削減により安価で小型の広角レンズが提案されている（特許文献１，２）。特許文献１，２に開示される技術は、それぞれ４枚構成、６枚構成の広角レンズであり、少なくとも１面の回転非対称面を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４７４８２２０号公報
【特許文献２】特開２００６−１１０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では広角端の歪曲収差が大きいため、広角レンズにより結像される像が歪んでしまうという問題点がある。
【０００５】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、５枚のレンズ構成で諸収差を良好に補正できる広角レンズ及び広角レンズユニット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および発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の広角レンズによれば、物体側から順に、前群と、正の屈折力を有する後群とから広角レンズが構成される。物体側から順に、負の屈折力を有し物体側に凸のメニスカスレンズである第１レンズと、負の屈折力を有し物体側に凸のメニスカスレンズである第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとから前群が構成され、少なくとも２面が回転非対称面を有する。物体側から順に、正または負の一方の屈折力を有する第４レンズと、正または負の他方の屈折力を有する第５レンズとから後群が構成され、少なくとも１面が回転非対称面を有する。前群の回転非対称面の１つである第１回転非対称面を第１レンズ又は第２レンズの物体側の面に形成し、前群の回転非対称面の１つである第２回転非対称面を第１レンズ又は第２レンズの像側の面に形成する。
【０００７】
第１回転非対称面および第２回転非対称面と光軸との交点をそれぞれ原点とし、光軸方向をＺ軸とし、Ｚ軸と直交し且つ互いに直交する軸をＸ軸、Ｙ軸とする直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を定義する。第１回転非対称面および第２回転非対称面と、第１回転非対称面および第２回転非対称面の回転対称成分から形成される面とのそれぞれのＺ軸方向の距離をサグ差とし、回転対称成分から形成される面よりも物体側に回転非対称面が有る場合にサグ差を（−）、回転対称成分から形成される面よりも像側に回転非対称面が有る場合にサグ差を（＋）と定義する。ｘの絶対値が増加する方向へのサグ差の変化に比べて、ｙの絶対値が増加する方向へのサグ差の変化が大きくなるように第１回転非対称面を設定する。さらに、原点を含むＸＺ断面のサグ差が、ｘの絶対値が増加するにつれて（＋）方向に増加して、原点を含むＸＺ面上を進む主光線が第２回転非対称面を通過する位置のうち原点から最も離れた位置と原点との間に（＋）方向の最大点を有し、原点を含むＹＺ断面のサグ差および最大点を含むＹＺ断面のサグ差が、ｙの絶対値が増加するにつれてそれぞれ（−）方向に増加するように第２回転非対称面を設定する。このように第１回転非対称面および第２回転非対称面を設定することで、５枚構成の広角レンズにおいて広角端の歪曲収差を良好に補正できる効果がある。
【０００８】
さらに、後群の少なくとも１面が回転非対称面を有するので、前群で生じた収差を良好に補正できる効果がある。
【０００９】
請求項２記載の広角レンズによれば、前群および後群の回転非対称面が以下の条件式（１）で表わされ、以下の条件式（２）及び（３）を満足する。
【数１】
2016148725.tif 000003
【数２】
2016148725.tif 000004
【数３】
2016148725.tif 000005
但し、
ｚ：サグ量（原点から回転非対称面上の点までのＺ軸方向の距離）
ｃ：曲率（１／基準曲率半径Ｒ）
ｋ：円錐定数
ｈ：光軸垂直方向距離
ＸｍＹｎ：自由曲面係数（ｍ＝０，１，２，３・・・）（ｎ＝０，１，２，３・・・）
ｘ，ｙ：Ｚ軸に直交するＸＹ平面上の位置
【００１０】
条件式（２）を満足するので、条件式（１）において、ｘ，ｙの次数が奇数の場合に自由曲面係数が０となる。即ち、条件式（１）において、ｘ，ｙの次数が偶数の場合に限られるので、回転非対称面が光軸に対して傾くこと及び非対称になることを防止できる効果がある。
【００１１】
さらに、前群および後群の回転非対称面が条件式（３）を満足するので、光軸近傍の曲率半径を回転対称にできる。そのため、請求項１記載の効果に加え、軸中心付近の非点収差を良好に補正できる効果がある。
【００１２】
請求項３記載の広角レンズによれば、正または負の一方の屈折力を有する第４レンズと、正または負の他方の屈折力を有する第５レンズとを接合して接合レンズを形成するので、色収差を良好に補正できる効果がある。
【００１３】
請求項４記載の広角レンズユニットによれば、請求項１から３のいずれかに記載の広角レンズと、その広角レンズで結像された画像を電気信号に変換する略矩形状の撮像素子とを備え、撮像素子の長辺方向および短辺方向がそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向であり、第１回転非対称面が以下の条件式（４）又は（５）の少なくとも一方を満足するので、より良好に広角端の歪曲収差を補正できる効果がある。
【数４】
2016148725.tif 000006
【数５】
2016148725.tif 000007
但し、
ΔＳａｇＶ１：前記第１回転非対称面の原点を含むＹＺ断面における、原点を含むＹＺ面上を進む主光線が通過する位置のうち原点から最も離れた位置のサグ差
ΔＳａｇＨ１：前記第１回転非対称面のＸＹ平面視において、ΔＳａｇＶ１のサグ差を得た位置の同心円上、且つ、Ｘ軸上のサグ差
ΔＳａｇＨ２：前記第１回転非対称面の原点を含むＸＺ断面における、原点を含むＸＺ面上を進む主光線が通過する位置のうち原点から最も離れた位置のサグ差
ＩｍｇＨ：前記撮像素子のＸ軸方向のサイズ
ＩｍｇＶ：前記撮像素子のＹ軸方向のサイズ
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態における広角レンズユニットのＹＺ断面図であり、（ｂ）は広角レンズユニットのＸＺ断面図である。
【図２】第１回転非対称面のサグ差からなる面である第１サグ差面の斜視図である。
【図３】第１サグ差面のＸＹ平面図である。
【図４】第２回転非対称面のサグ差からなる面である第２サグ差面の斜視図である。
【図５】第２サグ差面のＸＹ平面図である。
【図６】（ａ）は図５のＶＩａ−ＶＩａ線における第２サグ差面の断面図であり、（ｂ）は図５のＶＩｂ−ＶＩｂ線における第２サグ差面の断面図であり、（ｃ）は図５のＶＩｃ−ＶＩｃ線における第２サグ差面の断面図である。
【図７】各画角の広角レンズにおける第２サグ差面の原点を含むＸＺ断面図である。
【図８】（ａ）は本実施例における球面収差図であり、（ｂ）は原点を含むＹＺ断面における像面湾曲および非点収差図であり、（ｃ）は原点を含むＹＺ断面における歪曲収差図であり、（ｄ）は原点を含むＸＺ断面における像面湾曲および非点収差図であり、（ｅ）は原点を含むＸＺ断面における歪曲収差図である。
【図９】理想像高に対する集光位置である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照して、広角レンズユニット１０について説明する。図１（ａ）は、本発明の実施の形態における広角レンズユニット１０のＹＺ断面図であり、図１（ｂ）は広角レンズユニット１０のＸＺ断面図である。広角レンズユニット１０のＸＺ断面図およびＹＺ断面図は、それぞれ広角レンズユニット１０における原点Ｏを含むＹＺ断面およびＸＺ断面の断面図である。なお、本明細書では任意のレンズ面と光軸Ａｘとの交点を原点Ｏとし、光軸ＡｘをＺ軸とし、Ｚ軸と直交し互いに直交する軸をＸ軸およびＹ軸とする直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を定義する。
【００１６】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、広角レンズユニット１０は、物体側から順に、広角レンズ１１と、赤外線をカットするコートを施したガラスプレートにより構成されるＩＲカットフィルタ１３と、撮像素子１５のカバーガラス１４と、広角レンズ１１から得られる光学像を電気的な信号に変換する略矩形状の撮像素子１５とを備えている。広角レンズ１１は、物体側から順に、前群Ｇ１と、後群Ｇ２とから構成され、前群Ｇ１と後群Ｇ２との間に絞り１２を備えている。広角レンズ１１は、Ｙ軸方向の画角に比べてＸ軸方向の画角が広く構成される。撮像素子１５は、長辺方向がＸ軸方向であり、短辺方向がＹ軸方向である。
【００１７】
なお、Ｘ軸方向に比べてＹ軸方向に広角レンズ１１の画角を広くすると共に、撮像素子１５の長辺方向をＹ軸方向、短辺方向をＸ軸方向としてもよい。その場合、後述するＸ軸およびＹ軸（ｘ及びｙ）に関する値や式などがＸ軸とＹ軸（ｘとｙ）とで全て逆の値や式になる（例えば、後述の実施例における自由曲面係数Ｘ４Ｙ０の値がＸ０Ｙ４の値に、Ｘ０Ｙ４の値がＸ４Ｙ０の値になる）。
【００１８】
また、ＩＲカットフィルタ１３は必ずしも必要ではなく、省略することができ、ＩＲカットフィルタ１３の代わりにその他のフィルタ（例えば、紫外線カットフィルタや偏光フィルタ）を用いることも可能である。さらに、赤外線をカットするコート（紫外線をカットするコート、偏光用のコート）を任意のレンズ面に施すことも可能である。
【００１９】
前群Ｇ１は、物体側から順に、負の屈折力を有し物体側に凸のメニスカスレンズである第１レンズＬ１と、負の屈折力を有し物体側に凸のメニスカスレンズである第２レンズＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３とから構成される。前群Ｇ１の各レンズのレンズ面を物体側から順に面Ｒ１から面Ｒ６とし、面Ｒ１から面Ｒ６のうち少なくとも２面が回転非対称面を備えている。前群Ｇ１の回転非対称面は、第１レンズＬ１の物体側の面である面Ｒ１、又は、第２レンズＬ２の物体側の面である面Ｒ３に形成される第１回転非対称面と、第１レンズＬ１の像側の面である面Ｒ２、又は、第２レンズＬ２の像側の面である面Ｒ４に形成される第２回転非対称面とを備えている。
【００２０】
後群Ｇ２は、物体側から順に、正または負の一方の屈折力を有する第４レンズＬ４と、正または負の他方の屈折力を有する第５レンズＬ５とから構成され、全体として正の屈折力を有する。本実施の形態では、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とを接合して接合レンズＬ４５を形成する。接合レンズＬ４５は、物体側の面をＲ８、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との接合面を面Ｒ９、像側の面を面Ｒ１０とし、面Ｒ８から面Ｒ１０のうち少なくとも１面が回転非対称面を備えている。なお、絞り１２を面Ｒ７とし、ＩＲカットフィルタ１３の物体側の面を面Ｒ１１、像側の面を面Ｒ１２とし、カバーガラス１４の物体側の面を面Ｒ１３、像側の面を面Ｒ１４とする。
【００２１】
第１レンズＬ１はガラスから構成され、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４及び第５レンズＬ５は、それぞれプラスチックから構成される。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とを相互に比較した場合、第４レンズＬ４又は第５レンズＬ５の一方が低屈折率、且つ、高アッベ数であり、第４レンズＬ４又は第５レンズＬ５の他方が高屈折率、且つ、低アッベ数であることが好ましい。本実施の形態では、第４レンズＬ４が低屈折率、且つ、高アッベ数であり、第５レンズＬ５が高屈折率、且つ、低アッベ数である。
【００２２】
回転非対称面は、以下の条件式（１）で表わされる。さらに、以下の条件式（２）及び（３）を満足することが好ましい。
【数６】
2016148725.tif 000008
【数７】
2016148725.tif 000009
【数８】
2016148725.tif 000010
但し、
ｚ：サグ量（原点Ｏから回転非対称面上の点までのＺ軸方向の距離）
ｃ：曲率（１／基準曲率半径Ｒ）
ｋ：円錐定数
ｈ：光軸垂直方向距離
ＸｍＹｎ：自由曲面係数（ｍ＝０，１，２，３・・・）（ｎ＝０，１，２，３・・・）
ｘ，ｙ：Ｚ軸に直交するＸＹ平面上の位置
【００２３】
回転対称非球面は、以下の条件式（６）で表わされる。
【数９】
2016148725.tif 000011
但し、
Ａ，Ｂ，Ｃ・・・：非球面係数
【００２４】
次に、図２及び図３を参照して、第１回転非対称面について説明する。図２は第１回転非対称面のサグ差ΔＳａｇからなる面である第１サグ差面Ｓ１の斜視図であり、図３は第１サグ差面Ｓ１のＸＹ平面図である。サグ差ΔＳａｇは、回転非対称面と、回転非対称面の回転対称成分から形成される面とのＺ軸方向の距離であり、回転対称成分から形成される面よりも物体側に回転非対称面がある場合に（−）、回転対称成分から形成される面よりも像側に回転非対称面がある場合に（＋）と定義する。また、図２及び図３は広角レンズ１１の画角が１２０°の場合における第１サグ差面Ｓ１が図示され、サグ差ΔＳａｇの等高線が破線で示され、その等高線間が等しくなるように図示されている。なお、図２において原点ＯよりΔＳａｇの矢印が指す方向が（＋）、原点ＯよりΔＳａｇの矢印が指す方向と逆方向が（−）である。
【００２５】
図２及び図３に示すように、第１サグ差面Ｓ１（第１回転非対称面）は、原点Ｏを含むＸＺ断面および原点Ｏを含むＹＺ断面においてそれぞれ面対称であって、ｘ又はｙの少なくとも一方の絶対値が増加するにつれて（−）方向にサグ差ΔＳａｇが増加する。さらに、第１サグ差面Ｓ１は、ｘの絶対値が増加する方向へのサグ差ΔＳａｇの変化に比べて、ｙの絶対値が増加する方向へのサグ差ΔＳａｇの変化が大きい。また、ＸＹ平面視においてサグ差ΔＳａｇの等高線が略矩形状に設けられている。さらに、第１サグ差面Ｓ１が以下の条件式（４）又は（５）の少なくとも一方を満足することが好ましい。
【数１０】
2016148725.tif 000012
【数１１】
2016148725.tif 000013
但し、
ΔＳａｇＶ１：第１サグ差面Ｓ１（第１回転非対称面）の原点Ｏを含むＹＺ断面における、原点Ｏを含むＹＺ面上を進む主光線が通過する位置のうち原点Ｏから最も離れた位置のサグ差ΔＳａｇ
ΔＳａｇＨ１：第１サグ差面Ｓ１（第１回転非対称面）のＸＹ平面視において、サグ差ΔＳａｇＶ１を得た位置の同心円上、且つ、Ｘ軸上のサグ差ΔＳａｇ
ΔＳａｇＨ２：第１サグ差面Ｓ１（第１回転非対称面）の原点Ｏを含むＸＺ断面における、原点Ｏを含むＸＺ面上を進む主光線が通過する位置のうち原点Ｏから最も離れた位置のサグ差ΔＳａｇ
ＩｍｇＨ：撮像素子１５のＸ軸方向のサイズ
ＩｍｇＶ：撮像素子１５のＹ軸方向のサイズ
【００２６】
次に、図４、図５、図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）を参照して、第２回転非対称面について説明する。図４は第２回転非対称面のサグ差ΔＳａｇからなる面である第２サグ差面Ｓ２の斜視図であり、図５は第２サグ差面Ｓ２のＸＹ平面図であり、図６（ａ）は図５のＶＩａ−ＶＩａ線における第２サグ差面Ｓ２の断面図であり、図６（ｂ）は図５のＶＩｂ−ＶＩｂ線における第２サグ差面Ｓ２の断面図であり、図６（ｃ）は図５のＶＩｃ−ＶＩｃ線における第２サグ差面Ｓ２の断面図である。図４、図５、図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は広角レンズ１１の画角が１２０°の場合における第２サグ差面Ｓ２が図示されている。図４及び図５には、サグ差ΔＳａｇの等高線が破線で示され、その等高線間が等しくなるように図示されている。なお、図４、図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）において原点ＯよりΔＳａｇの矢印が指す方向が（＋）、原点ＯよりΔＳａｇの矢印が指す方向と逆方向が（−）である。
【００２７】
図４及び図５に示すように第２サグ差面Ｓ２（第２回転非対称面）は、原点Ｏを含むＸＺ断面および原点Ｏを含むＹＺ断面においてそれぞれ面対称である。図６（ａ）に示すように第２サグ差面Ｓ２は、原点Ｏを含むＸＺ断面のサグ差ΔＳａｇが、ｘの絶対値が増加するにつれて（＋）方向に増加したあと最大点Ｍ（変曲点Ｉ）を越えて（−）方向に増加する。また、図６（ｂ）に示すように、原点Ｏを含むＹＺ断面のサグ差ΔＳａｇが、ｙの絶対値が増加するにつれて（−）方向に増加する。図６（ｃ）に示すように、最大点Ｍを含むＹＺ断面のサグ差ΔＳａｇが、ｙの絶対値が増加するにつれて（−）方向に増加する。さらに、ｙの絶対値が増加する方向への原点Ｏを含むＹＺ断面のサグ差ΔＳａｇの変化に比べて、ｙの絶対値が増加する方向への最大点Ｍを含むＹＺ断面のサグ差ΔＳａｇの変化が大きい。
【００２８】
次に、本明細書における第２サグ差面Ｓ２の最大点Ｍについて図７を参照して説明する。図７は各画角の広角レンズ１１における第２サグ差面Ｓ２の原点Ｏを含むＸＺ断面図である。なお、図７は、原点Ｏを含むＸＺ面上を進む主光線が第２サグ差面Ｓ２（第２回転非対称面）を通過する位置のうち原点Ｏから最も離れた位置Ｅを破線で図示している。
【００２９】
最大点Ｍは、原点Ｏを含むＸＺ断面のサグ差ΔＳａｇが、位置Ｅと原点Ｏとの間において（＋）方向に最大の値の点である。図７に示すように、原点Ｏを含むＸＺ断面のサグ差ΔＳａｇは、画角が大きくなるにつれて（θ１＜θ２＜θ３＜θ４）変曲点Ｉが原点Ｏから離れていく。広角レンズ１１の画角がθ１（本実施の形態では１２０°）の場合には位置Ｅと原点Ｏとの間にサグ差ΔＳａｇの変曲点Ｉが存在するので、最大点Ｍはサグ差ΔＳａｇの変曲点Ｉである。広角レンズ１１の画角がθ２の場合にはサグ差ΔＳａｇの変曲点Ｉが位置Ｅと略同じ位置に存在し、広角レンズ１１の画角がθ３及びθ４の場合にはサグ差ΔＳａｇの変曲点Ｉが位置Ｅよりも原点Ｏから離れた位置に存在するので、最大点Ｍはサグ差ΔＳａｇの位置Ｅである。なお、最大点Ｍが変曲点Ｉの場合と同様に最大点Ｍが位置Ｅの場合でも、最大点Ｍを含むＹＺ断面のサグ差ΔＳａｇが、ｙの絶対値が増加するにつれて（−）方向に増加する。
【００３０】
次に、広角レンズユニット１０の構成により諸収差に与える影響を説明する。広角レンズ１１の前群Ｇ１のレンズ面の内、負の屈折力を有し物体側に凸のメニスカスレンズである第１レンズＬ１又は第２レンズＬ２の物体側の面（面Ｒ１又は面Ｒ３）が第１回転非対称面に形成され、第１レンズＬ１又は第２レンズＬ２の像側の面（面Ｒ２又は面Ｒ４）が第２回転非対称面に形成される。さらに、ｘの絶対値が増加する方向へのサグ差ΔＳａｇの変化に比べて、ｙの絶対値が増加する方向へのサグ差ΔＳａｇの変化が大きくなるように第１回転非対称面を設定する。さらに、原点Ｏを含むＸＺ断面のサグ差ΔＳａｇが、ｘの絶対値が増加するにつれて（＋）方向に増加して、原点Ｏを含むＸＺ面上を進む主光線が第２回転非対称面を通過する位置のうち原点Ｏから最も離れた位置Ｅと原点Ｏとの間に（＋）方向の最大点Ｍを有し、原点Ｏを含むＹＺ断面のサグ差ΔＳａｇおよび最大点Ｍを含むＹＺ断面のサグ差ΔＳａｇが、ｙの絶対値が増加するにつれてそれぞれ（−）方向に増加するように、第２回転非対称面を設定する。これらの結果、５枚構成の広角レンズ１１において広角端の歪曲収差を良好に補正できる。
【００３１】
第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２は、第３レンズＬ３に比べて絞り１２から離れているので、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２のレンズ面（面Ｒ１から面Ｒ４）では第３レンズＬ３のレンズ面（面Ｒ５及び面Ｒ６）に比べて各画角の光束が分離する。これにより、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２では回転非対称面による歪曲収差の補正の影響を与え易くできる。また、後群Ｇ２のレンズ面Ｒ８から面Ｒ１０のうち少なくとも１面が回転非対称面を有するので、前群Ｇ１で生じた収差を良好に補正できる。
【００３２】
また、回転非対称面が条件式（２）を満足することによって、ｘ又はｙの少なくとも一方の次数が奇数の場合に自由曲面係数が０となる。即ち、ｘ及びｙの次数が偶数の場合に限られるので、回転非対称面が光軸Ａｘに対して傾くこと及び非対称になることを防止できる。また、回転非対称面が条件式（３）を満足することによって、光軸Ａｘ近傍の曲率半径を回転対称にできるので、軸中心付近の非点収差を良好に補正できる。また、第１回転非対称面が条件式（４）又は（５）の少なくとも一方を満足することにより、広角端の歪曲収差をより良好に補正できる。
【００３３】
また、最も物体側のレンズである第１レンズＬ１がガラスから構成されるので、外部からの傷や汚れに対して広角レンズ１１を強くできる。また、相互に比較して、低屈折率、且つ、高アッベ数の第４レンズＬ４と、高屈折率、且つ、低アッベ数の第５レンズＬ５とから接合レンズＬ４５が構成されるので、前群Ｇ１で発生した色収差を良好に補正できる。なお、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との屈折率およびアッベ数の相互関係が逆の場合でも同様に前群Ｇ１で発生した色収差を良好に補正できる。
【実施例】
【００３４】
本実施例では、第２レンズＬ２の物体側の面Ｒ３が第１回転非対称面に、第２レンズＬ２の像側の面Ｒ４が第２回転非対称面に形成され、第３レンズＬ３が正の屈折力を有する両凸レンズであり、第３レンズＬ３の面Ｒ５及び面Ｒ６がそれぞれ回転対称非球面に形成される。さらに、正の屈折力を有する両凸レンズである第４レンズＬ４と、負の屈折力を有し像側に凸のメニスカスレンズである第５レンズＬ５とを接合して接合レンズＬ４５が形成され、接合レンズＬ４５の面Ｒ８及び面Ｒ９がそれぞれ回転対称非球面に形成され、接合レンズＬ４５の面Ｒ１０が回転非対称面に形成される。また、Ｘ軸方向を水平方向、Ｙ軸方向を垂直方向とし、各レンズにおける原点Ｏを含むＸＺ断面を水平断面、原点Ｏを含むＹＺ断面を垂直断面とする。本実施例の光学諸値を表１に示す。
【表１】
2016148725.tif 000014
【００３５】
本実施例のレンズデータを表２に示す。なお、面番号の＊記号は回転対称非球面を示し、面番号の＊＊記号は回転非対称面を示している。接合レンズＬ４５を構成する第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とを相互に比較して、第４レンズＬ４が低屈折率、且つ、高アッベ数であり、第５レンズＬ５が高屈折率、且つ、低アッベ数であるので、前群Ｇ１で発生した色収差を良好に補正できる。
【表２】
2016148725.tif 000015
【００３６】
本実施例の面Ｒ５、面Ｒ６、面Ｒ８、面Ｒ９の非球面係数データを表３に示す。なお、これ以降において、１０のべき乗数をＥを用いて表す（例えば、１．６×１０−４は１．６Ｅ−４である）。なお、表３における空欄は係数が０であることを示している。
【表３】
2016148725.tif 000016
【００３７】
本実施例の面Ｒ３の自由曲面係数データを表４に、面Ｒ４の自由曲面係数データを表５に、面Ｒ１０の自由曲面係数データを表６にそれぞれ示す。なお、面Ｒ３、面Ｒ４及び面Ｒ１０の円推定数は０であり、表４から６における空欄は係数が０であることを示している。本実施例では、このように第１回転非対称面Ｒ３及び第２回転非対称面Ｒ４をそれぞれ設定することにより、第１回転非対称面Ｒ３及び第２回転非対称面Ｒ４のサグ差ΔＳａｇからなる面をそれぞれ第１サグ差面Ｓ１及び第２サグ差面Ｓ２に形成できる。また、面Ｒ３、面Ｒ４及び面Ｒ１０は、条件式（２）及び（３）を満足しているので、回転非対称面が光軸Ａｘに対して傾くこと及び非対称になることを防止でき、軸中心付近の非点収差を良好に補正できる。
【表４】
2016148725.tif 000017
【表５】
2016148725.tif 000018
【表６】
2016148725.tif 000019
【００３８】
本実施例における条件式（４）及び（５）の各数値を表７に示す。本実施例は、第１回転非対称面Ｒ３が条件式（４）及び（５）を満足しているので、歪曲収差を良好に補正できる。
【表７】
2016148725.tif 000020
【００３９】
本実施例から得られる諸収差図を図８（ａ）から図８（ｅ）に示す。図８（ａ）は球面収差図であり、図８（ｂ）は原点Ｏを含むＹＺ断面（垂直断面）における像面湾曲および非点収差図であり、図８（ｃ）は原点Ｏを含むＹＺ断面（垂直断面）における歪曲収差図であり、図８（ｄ）は原点Ｏを含むＸＺ断面（水平断面）における像面湾曲および非点収差図であり、図８（ｅ）は原点Ｏを含むＸＺ断面（水平断面）における歪曲収差図である。なお、図８（ａ）は波長４８６ｎｍの場合を実線、波長５８８ｎｍの場合を１点鎖線、波長６５６ｎｍの場合を２点鎖線で示し、図８（ｂ）から図８（ｅ）は波長５８８ｎｍの場合を示している。
【００４０】
図８（ａ）は、横軸が光軸Ａｘ近傍の像面からの光軸Ａｘ方向のズレ量（ｍｍ）であり、縦軸が瞳への入射高さをその最大高さ（０．２９０８ｍｍ）で規格化した値（すなわち相対瞳高さ）である。図８（ｂ）及び図８（ｄ）は、横軸が光軸Ａｘ近傍の像面からの光軸Ａｘ方向のズレ量（ｍｍ）であり、縦軸が光軸Ａｘに対する画角（ｄｅｇ）であり、サジタル面上の収差Ｓを実線、タンジェンシャル面上の収差Ｔを破線で示している。図８（ｃ）及び図８（ｅ）は、横軸が歪曲収差（％）であり、縦軸が光軸Ａｘに対する画角（ｄｅｇ）である。
【００４１】
本実施例における理想像高に対する集光位置を図９に示す。図９は、光軸Ａｘとの交点を原点Ｏとし、横軸をＸ軸（水平）方向の光学像の高さ（ｍｍ）とし、縦軸をＹ軸（垂直）方向の光学像の高さ（ｍｍ）として歪曲収差を示している。格子の各交点が理想像の高さ（理想像高）を示し、各丸印が本実施例の光学像の高さ（集光位置）を示し、格子の各交点に各丸印が近いほど歪曲収差が良好に補正されていると判断される。なお、図１０の集光位置の座標（ｘ（ｍｍ）、ｙ（ｍｍ））と、集光位置の座標を得た光軸Ａｘに対する画角（ｄｅｇ）とを表８に示す。また、理想像高は、本実施例における焦点距離に半画角の正接関数を掛けたものであり、画角と理想格子との関係を表９に示す。
【表８】
2016148725.tif 000021
【表９】
2016148725.tif 000022
【００４２】
図９に示すように、理想像高の格子に対して略平行に集光位置が位置している。ここから、広角端側が理想像に対して内側へ曲がる樽型の光学像や、広角端側が理想像に対して外側へ向かって曲がる糸巻き型の光学像のように歪むことなく光学像が結像されると判断できる。即ち、本実施例では、広角端の歪曲収差が良好に補正されていると判断できる。
【００４３】
以上、実施の形態および実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記実施例では、第２レンズＬ２の面Ｒ３及び面Ｒ４がそれぞれ第１回転非対称面および第２回転非対称面に形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、前群Ｇ１のレンズ面の内、負の屈折力を有し物体側に凸のメニスカスレンズの物体側の面が第１回転非対称面に、像側の面が第２回転非対称面に形成されれば良い。例えば、第１レンズＬ１の面Ｒ１を第１回転非対称面に形成し、第１レンズＬ１の面Ｒ２を第２回転非対称面に形成することが可能である。第１レンズＬ１の面Ｒ１を第１回転非対称面に形成し、第２レンズＬ２の面Ｒ４を第２回転非対称面に形成することも当然可能である。また、第１回転非対称面および第２回転非対称面とは別に、前群Ｇ１の面Ｒ１から面Ｒ６を回転非対称面に形成することも可能である。
【００４４】
上記実施例では、接合レンズＬ４５の面Ｒ１０が回転非対称面に形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、接合レンズＬ４５の面Ｒ８及び面Ｒ９を回転非対称面に形成することは可能である。また、接合レンズＬ４５の面Ｒ８から面Ｒ１０の２面以上を回転非対称面にすることも当然可能である。
【００４５】
上記実施の形態および実施例では、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とを接合して接合レンズＬ４５が形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第４レンズＬ４及び第５レンズＬ５をそれぞれ１枚の独立したレンズとすることは可能である。このとき、第４レンズＬ４の物体側の面および像側の面と、第５レンズＬ５の物体側の面および像側の面との合計４面のうち少なくとも１面が回転非対称面であれば良い。
【００４６】
上記実施例では、第４レンズＬ４が正の屈折力を有する両凸レンズであり、第５レンズＬ５が負の屈折力を有し像側に凸のメニスカスレンズである場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との合計の屈折力が正であれば良い。例えば、第４レンズＬ４を負の屈折力を有する両凹レンズとし、第５レンズＬ５を正の屈折力を有する両凸レンズとすることは可能である。
【００４７】
上記実施例では、第１回転非対称面Ｒ３が条件式（４）及び（５）を満足する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第１回転非対称面Ｒ３が条件式（４）又は（５）の少なくとも一方を満足すればよい。この場合にも歪曲収差を良好に補正できる。
【符号の説明】
【００４８】
１０    広角レンズユニット
１１    広角レンズ
１５    撮像素子
Ａｘ    光軸
Ｅ      最大点
Ｇ１    前群
Ｇ２    後群
Ｌ１    第１レンズ
Ｌ２    第２レンズ
Ｌ３    第３レンズ
Ｌ４    第４レンズ
Ｌ５    第５レンズ
Ｌ４５  接合レンズ
【図１】
2016148725.tif 000028
【図２】
2016148725.tif 000029
【図３】
2016148725.tif 000030
【図４】
2016148725.tif 000031
【図５】
2016148725.tif 000032
【図６】
2016148725.tif 000033
【図７】
2016148725.tif 000034
【図８】
2016148725.tif 000035
【図９】
2016148725.tif 000036