JP2010039261A - 広角レンズ - Google Patents
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Abstract
【課題】小型で光学性能が良好で低コストの広角レンズ。
【解決手段】物体側から順に、負のパワーを有してガラスから成り球面に形成された第1レンズと、正のパワーを有して少なくとも一方の面が非球面に形成された第2レンズと、絞りと、正のパワーを有して少なくとも一方の面が非球面に形成された第3レンズとから構成され、該第3レンズの像面側に回折面を設けたこと。
【選択図】図1
【解決手段】物体側から順に、負のパワーを有してガラスから成り球面に形成された第1レンズと、正のパワーを有して少なくとも一方の面が非球面に形成された第2レンズと、絞りと、正のパワーを有して少なくとも一方の面が非球面に形成された第3レンズとから構成され、該第3レンズの像面側に回折面を設けたこと。
【選択図】図1
Description
本発明は小型で光学性能が良好で低コストの広角レンズに関し、固体撮像素子を用いた監視カメラ用や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)に好適な広角レンズに関する。
固体撮像素子を用いた監視カメラや車載カメラ等に搭載される広角レンズは、従来から数多く提案されてきている。車載カメラにおいては、例えば3枚構成若しくは4枚構成で小型化された広角レンズが提案されている(特許文献1,2参照)。
特開2005−321742号公報
特開2006−259704号公報
広角レンズにおいて、小型化のために枚数を削減すると色収差による性能の悪化が問題になる。例えば、特許文献1の如き3枚構成のレンズでは、倍率色収差による性能悪化が問題となり、倍率色収差を考慮した特許文献2の如き4枚構成のレンズでは軸上色収差による性能悪化が問題となる。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、小型で光学性能が良好で低コストの広角レンズを提案することを発明の目的とする。
前記目的は、下記に記載した発明により達成される。
1.物体側から順に、負のパワーを有してガラスから成り球面に形成された第1レンズと、正のパワーを有して少なくとも一方の面が非球面に形成された第2レンズと、絞りと、正のパワーを有して少なくとも一方の面が非球面に形成された第3レンズとから構成され、該第3レンズの像面側に回折面を設けたことを特徴とする広角レンズ。
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
0.01<ΦD×f<0.13・・・(1)
但し、
ΦD:回折面のパワー
f:全系の焦点距離
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。
0.01<ΦD×f<0.13・・・(1)
但し、
ΦD:回折面のパワー
f:全系の焦点距離
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。
ωX>120°・・・(2)
但し、
ωX:撮像画面の長手方向の画角
但し、
ωX:撮像画面の長手方向の画角
本発明の広角レンズによれば、レンズ3枚構成で固体撮像素子用撮像レンズ系として色収差の小さい良好な光学性能と広い全画角を有し、更に低コスト且つコンパクトになる。
以下に図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。
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。
図1乃至図4は、本発明に係る広角レンズの4種の実施形態である第1実施形態乃至第4実施形態のレンズ配置を表す断面図である。
図1乃至図4において、各々の広角レンズは、物体側から順に負のパワーを有する第1レンズL1と、正のパワーを有する第2レンズL2と、開口絞りSと、正のパワーを有する第3レンズL3と、ガラスフィルタGFから構成されている。
更に詳しくは、第1レンズL1は両面が球面に形成されると共にガラスから成り、第2レンズL2と第3レンズL3はそれぞれ少なくとも一方の面が非球面に形成されると共にプラスチックから成り、更に第3レンズL3の像面側に回折面が設けられている。
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。
更に、第1レンズL1をガラス球面レンズにすることにより、例えば車載レンズ等に使用する場合に、別に保護カバーなどを設ける必要がなくなる。
更に、第2レンズL1、第3レンズL3を少なくとも一方の面が非球面に形成されたプラスチックレンズにすることにより、球面で構成するよりも枚数が削減でき、コストダウンになると共に、サイズも小さくできる。
更に、絞りよりも後の第3レンズL3に回折面を設けることにより、軸上色収差及び倍率色収差を抑えることが可能となる。また、軸上と軸外の光線の通る高さの差が大きい後面に回折面を設けることにより、倍率色収差を効果的に抑えることができる。
次に、各実施形態の広角レンズ系が満足すべき条件式範囲を説明する。
条件式(1)の下限値を下回ると色収差の補正が不足し、光学性能の低下を招く。条件式(1)の上限値を上回ると、色収差の補正が過剰となり同様に光学性能の低下を招く。
また、上記条件式(2)は、画角に関する式であり、条件式(2)を下回ると倍率色収差があまり大きくならないため、回折面を設ける必要がなくなる。
以下に挙げる実施例1乃至実施例4は、前述した第1実施形態乃至第4実施形態にそれぞれ対応している。各実施例に使用する記号は下記の通りである。
f:撮像レンズ全系の焦点距離
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
νd:レンズ材料のアッベ数
また、非球面(ASP)と記した面において、非球面の面形状を以下の式で表す。
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
νd:レンズ材料のアッベ数
また、非球面(ASP)と記した面において、非球面の面形状を以下の式で表す。
X(H)=C・H2/{1+(1−ε・C2・H2)1/2}+ΣAi・Hi
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)、
C:近軸曲率、
H:光軸に対して垂直な方向の高さ、
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、回折面(DOE)と記した面において、回折光学素子のピッチを決める位相形状を以下の式で表す。
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)、
C:近軸曲率、
H:光軸に対して垂直な方向の高さ、
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、回折面(DOE)と記した面において、回折光学素子のピッチを決める位相形状を以下の式で表す。
φ(H)=(2π/λ0)・(C1・H2+C2・H4+C3・H6+・・・)
但し、
H:光軸に対して垂直な方向の高さ、
λ0:設計波長、
C1:2次の位相係数、
C2:4次の位相係数、
C3:6次の位相係数、
上式による設計波長、設計次数における回折光学素子面の光学パワーΦDは以下の式のようになる。
但し、
H:光軸に対して垂直な方向の高さ、
λ0:設計波長、
C1:2次の位相係数、
C2:4次の位相係数、
C3:6次の位相係数、
上式による設計波長、設計次数における回折光学素子面の光学パワーΦDは以下の式のようになる。
ΦD=−2・C1
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)
f=1.197mm
FNo=2.8
面データを以下に示す。
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)
f=1.197mm
FNo=2.8
面データを以下に示す。
面番号 R(mm) D(mm) nd νd
1 -2323.131 1.000 1.72916 56.51
2 3.418 2.367
3(ASP) -16.119 2.831 1.58340 30.23
4(ASP) -6.578 1.323
5 ∞ 0.429
6(ASP) 3.596 2.877 1.52510 56.34
7(ASP)(DOE) -1.739 1.372
8 ∞ 0.300 1.51680 65.26
9 ∞ 0.500
10 ∞
非球面係数を以下に示す。
第3面
K=0,A4=2.11637E-02,A6=-2.14808E-03,A8=1.56930E-04,A10=4.01855E-07
第4面
K=0,A4=3.41294E-02,A6=-1.46337E-02,A8=4.29848E-03,A10=-4.39845E-04
第6面
K=0,A4=-2.01561E-02,A6=5.60206E-02,A8=-5.27018E-02,A10=1.28964E-02
第7面
K=0,A4=4.54500E-02,A6=2.75192E-02,A8=-1.26964E-02,A10=3.45169E-03
回折面係数を以下に示す。
第7面
C1=-2.6608E-02,C2=0.0000E+00,C3=0.0000E+00,C4=0.0000E+00
各条件式に対応する値を以下に示す。
1 -2323.131 1.000 1.72916 56.51
2 3.418 2.367
3(ASP) -16.119 2.831 1.58340 30.23
4(ASP) -6.578 1.323
5 ∞ 0.429
6(ASP) 3.596 2.877 1.52510 56.34
7(ASP)(DOE) -1.739 1.372
8 ∞ 0.300 1.51680 65.26
9 ∞ 0.500
10 ∞
非球面係数を以下に示す。
第3面
K=0,A4=2.11637E-02,A6=-2.14808E-03,A8=1.56930E-04,A10=4.01855E-07
第4面
K=0,A4=3.41294E-02,A6=-1.46337E-02,A8=4.29848E-03,A10=-4.39845E-04
第6面
K=0,A4=-2.01561E-02,A6=5.60206E-02,A8=-5.27018E-02,A10=1.28964E-02
第7面
K=0,A4=4.54500E-02,A6=2.75192E-02,A8=-1.26964E-02,A10=3.45169E-03
回折面係数を以下に示す。
第7面
C1=-2.6608E-02,C2=0.0000E+00,C3=0.0000E+00,C4=0.0000E+00
各条件式に対応する値を以下に示す。
条件式(1)=132
条件式(2)=0.064
収差図を図5に示す。
(実施例2)
f=1.451mm
FNo=2.8
面データを以下に示す。
条件式(2)=0.064
収差図を図5に示す。
(実施例2)
f=1.451mm
FNo=2.8
面データを以下に示す。
面番号 R(mm) D(mm) nd νd
1 -65.373 1.000 1.72916 56.51
2 4.438 3.841
3(ASP) -109.727 2.139 1.58340 30.23
4(ASP) -3.981 1.456
5 ∞ 1.043
6(ASP) 9.963 1.196 1.52510 56.34
7(ASP)(DOE) -1.666 1.542
8 ∞ 0.300 1.51680 65.26
9 ∞ 0.500
10 ∞
非球面係数を以下に示す。
第3面
K=0,A4=1.39775E-02,A6=-1.20665E-03,A8=7.78826E-05,A10=4.55173E-06
第4面
K=0,A4=3.04704E-02,A6=-7.66894E-03,A8=1.54687E-03,A10=-1.02740E-04
第6面
K=0,A4=1.55963E-02,A6=-3.51458E-02,A8=2.38576E-02,A10=-5.55887E-03
第7面
K=0,A4=5.64411E-02,A6=7.33400E-03,A8=-7.34139E-03,A10=3.86631E-03
回折面係数を以下に示す。
第7面
C1=-5.0000E-03,C2=0.0000E+00,C3=0.0000E+00,C4=0.0000E+00
各条件式に対応する値を以下に示す。
1 -65.373 1.000 1.72916 56.51
2 4.438 3.841
3(ASP) -109.727 2.139 1.58340 30.23
4(ASP) -3.981 1.456
5 ∞ 1.043
6(ASP) 9.963 1.196 1.52510 56.34
7(ASP)(DOE) -1.666 1.542
8 ∞ 0.300 1.51680 65.26
9 ∞ 0.500
10 ∞
非球面係数を以下に示す。
第3面
K=0,A4=1.39775E-02,A6=-1.20665E-03,A8=7.78826E-05,A10=4.55173E-06
第4面
K=0,A4=3.04704E-02,A6=-7.66894E-03,A8=1.54687E-03,A10=-1.02740E-04
第6面
K=0,A4=1.55963E-02,A6=-3.51458E-02,A8=2.38576E-02,A10=-5.55887E-03
第7面
K=0,A4=5.64411E-02,A6=7.33400E-03,A8=-7.34139E-03,A10=3.86631E-03
回折面係数を以下に示す。
第7面
C1=-5.0000E-03,C2=0.0000E+00,C3=0.0000E+00,C4=0.0000E+00
各条件式に対応する値を以下に示す。
条件式(1)=108
条件式(2)=0.015
収差図を図6に示す。
(実施例3)
f=1.363mm
FNo=2.8
面データを以下に示す。
条件式(2)=0.015
収差図を図6に示す。
(実施例3)
f=1.363mm
FNo=2.8
面データを以下に示す。
面番号 R(mm) D(mm) nd νd
1 -47.452 1.000 1.72916 56.51
2 8.949 2.227
3(ASP) -6.015 3.192 1.58340 30.23
4(ASP) -5.751 1.457
5 ∞ 0.579
6(ASP) 3.132 2.617 1.52510 56.34
7(ASP)(DOE) -1.847 1.123
8 ∞ 0.300 1.51680 65.26
9 ∞ 0.500
10 ∞
非球面係数を以下に示す。
第3面
K=0,A4=1.49571E-02,A6=-1.11738E-03,A8=5.97506E-05,A10=-1.12055E-06
第4面
K=0,A4=3.17607E-02,A6=-8.32290E-03,A8=1.57271E-03,A10=-1.06037E-04
第6面
K=0,A4=-1.89625E-02,A6=2.57928E-02,A8=-1.63602E-02,A10=4.00582E-03
第7面
K=0,A4=4.44233E-02,A6=2.08329E-02,A8=-7.05473E-03,A10=1.73929E-03
回折面係数を以下に示す。
第7面
C1=-4.0000E-02,C2=0.0000E+00,C3=0.0000E+00,C4=0.0000E+00
各条件式に対応する値を以下に示す。
1 -47.452 1.000 1.72916 56.51
2 8.949 2.227
3(ASP) -6.015 3.192 1.58340 30.23
4(ASP) -5.751 1.457
5 ∞ 0.579
6(ASP) 3.132 2.617 1.52510 56.34
7(ASP)(DOE) -1.847 1.123
8 ∞ 0.300 1.51680 65.26
9 ∞ 0.500
10 ∞
非球面係数を以下に示す。
第3面
K=0,A4=1.49571E-02,A6=-1.11738E-03,A8=5.97506E-05,A10=-1.12055E-06
第4面
K=0,A4=3.17607E-02,A6=-8.32290E-03,A8=1.57271E-03,A10=-1.06037E-04
第6面
K=0,A4=-1.89625E-02,A6=2.57928E-02,A8=-1.63602E-02,A10=4.00582E-03
第7面
K=0,A4=4.44233E-02,A6=2.08329E-02,A8=-7.05473E-03,A10=1.73929E-03
回折面係数を以下に示す。
第7面
C1=-4.0000E-02,C2=0.0000E+00,C3=0.0000E+00,C4=0.0000E+00
各条件式に対応する値を以下に示す。
条件式(1)=95
条件式(2)=0.109
収差図を図7に示す。
(実施例4)
f=1.137mm
FNo=2.8
面データを以下に示す。
条件式(2)=0.109
収差図を図7に示す。
(実施例4)
f=1.137mm
FNo=2.8
面データを以下に示す。
面番号 R(mm) D(mm) nd νd
1 -183.926 1.000 1.72916 56.51
2 3.885 2.561
3(ASP) -8.899 2.588 1.58340 30.23
4(ASP) -4.118 1.426
5 ∞ 0.903
6(ASP) 3.038 2.082 1.52510 56.34
7(ASP)(DOE) -1.738 1.053
8 ∞ 0.300 1.51680 65.26
9 ∞ 0.500
10 ∞
非球面係数を以下に示す。
第3面
K=0,A4=2.03630E-02,A6=-2.05263E-03,A8=1.19170E-04,A10=2.72771E-07
第4面
K=0,A4=3.07609E-02,A6=-8.04900E-03,A8=1.38387E-03,A10=-7.98059E-05
第6面
K=0,A4=-1.09806E-02,A6=6.24569E-03,A8=8.48768E-04,A10=-5.01167E-04
第7面
K=0,A4=5.10710E-02,A6=5.20811E-02,A8=-2.93158E-02,A10=7.00185E-03
回折面係数を以下に示す。
第7面
C1=-2.6220E-02,C2=0.0000E+00,C3=0.0000E+00,C4=0.0000E+00
各条件式に対応する値を以下に示す。
1 -183.926 1.000 1.72916 56.51
2 3.885 2.561
3(ASP) -8.899 2.588 1.58340 30.23
4(ASP) -4.118 1.426
5 ∞ 0.903
6(ASP) 3.038 2.082 1.52510 56.34
7(ASP)(DOE) -1.738 1.053
8 ∞ 0.300 1.51680 65.26
9 ∞ 0.500
10 ∞
非球面係数を以下に示す。
第3面
K=0,A4=2.03630E-02,A6=-2.05263E-03,A8=1.19170E-04,A10=2.72771E-07
第4面
K=0,A4=3.07609E-02,A6=-8.04900E-03,A8=1.38387E-03,A10=-7.98059E-05
第6面
K=0,A4=-1.09806E-02,A6=6.24569E-03,A8=8.48768E-04,A10=-5.01167E-04
第7面
K=0,A4=5.10710E-02,A6=5.20811E-02,A8=-2.93158E-02,A10=7.00185E-03
回折面係数を以下に示す。
第7面
C1=-2.6220E-02,C2=0.0000E+00,C3=0.0000E+00,C4=0.0000E+00
各条件式に対応する値を以下に示す。
条件式(1)=118
条件式(2)=0.060
収差図を図8に示す。
条件式(2)=0.060
収差図を図8に示す。
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
S 開口絞り
GF ガラスフィルタ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
S 開口絞り
GF ガラスフィルタ
Claims (3)
- 物体側から順に、負のパワーを有してガラスから成り球面に形成された第1レンズと、正のパワーを有して少なくとも一方の面が非球面に形成された第2レンズと、絞りと、正のパワーを有して少なくとも一方の面が非球面に形成された第3レンズとから構成され、該第3レンズの像面側に回折面を設けたことを特徴とする広角レンズ。
- 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
0.01<ΦD×f<0.13
但し、
ΦD:回折面のパワー
f:全系の焦点距離 - 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。
ωX>120°
但し、
ωX:撮像画面の長手方向の画角
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008202872A JP2010039261A (ja) | 2008-08-06 | 2008-08-06 | 広角レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008202872A JP2010039261A (ja) | 2008-08-06 | 2008-08-06 | 広角レンズ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010039261A true JP2010039261A (ja) | 2010-02-18 |
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ID=42011879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010039261A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5544559B1 (ja) * | 2013-12-26 | 2014-07-09 | ナルックス株式会社 | 撮像光学系 |
CN105824108A (zh) * | 2015-01-09 | 2016-08-03 | 大立光电股份有限公司 | 薄型光学系统、取像装置及电子装置 |
CN113495344A (zh) * | 2020-04-07 | 2021-10-12 | 信泰光学(深圳)有限公司 | 成像镜头 |
US11774715B2 (en) | 2020-05-15 | 2023-10-03 | Sintai Optical (Shenzhen) Co., Ltd. | Lens assembly |
-
2008
- 2008-08-06 JP JP2008202872A patent/JP2010039261A/ja active Pending
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CN113495344B (zh) * | 2020-04-07 | 2023-06-23 | 信泰光学(深圳)有限公司 | 成像镜头 |
US11774715B2 (en) | 2020-05-15 | 2023-10-03 | Sintai Optical (Shenzhen) Co., Ltd. | Lens assembly |
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