JP2017102353A - 広角レンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents
広角レンズ及びそれを有する撮像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017102353A JP2017102353A JP2015237036A JP2015237036A JP2017102353A JP 2017102353 A JP2017102353 A JP 2017102353A JP 2015237036 A JP2015237036 A JP 2015237036A JP 2015237036 A JP2015237036 A JP 2015237036A JP 2017102353 A JP2017102353 A JP 2017102353A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- rear group
- wide
- angle
- positive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
【課題】可視光領域から近赤外光領域まで含む軸上色収差の良好な補正と温度変化によるピントずれの抑制を両立した高性能な広角レンズを提供すること。
【解決手段】物体側より順に、前群L1、絞りSP、正の屈折力のレンズ群である後群L2から構成される広角レンズで、後群は複数枚の正レンズ要素を有し、後群の各正レンズの部分分散比の基準直線からの差をΔθctpiとし、後群の各正レンズの焦点距離をfpiとし、後群の各正レンズの20℃〜40℃におけるd線の屈折率の温度係数の平均を(dn/dt)pとし、後群の焦点距離をf2としたとき、−0.80<Σ(Δθctpi/fpi)×f2<−0.10、(dn/dt)p<−3.0(単位:10^−6/K)なる条件を満足する。ここで、Σ(Δθctpi/fpi)は、後群のすべての正レンズのΔθctpi/fpiの和である。
【選択図】図1
【解決手段】物体側より順に、前群L1、絞りSP、正の屈折力のレンズ群である後群L2から構成される広角レンズで、後群は複数枚の正レンズ要素を有し、後群の各正レンズの部分分散比の基準直線からの差をΔθctpiとし、後群の各正レンズの焦点距離をfpiとし、後群の各正レンズの20℃〜40℃におけるd線の屈折率の温度係数の平均を(dn/dt)pとし、後群の焦点距離をf2としたとき、−0.80<Σ(Δθctpi/fpi)×f2<−0.10、(dn/dt)p<−3.0(単位:10^−6/K)なる条件を満足する。ここで、Σ(Δθctpi/fpi)は、後群のすべての正レンズのΔθctpi/fpiの和である。
【選択図】図1
Description
本発明は、広角レンズ及びそれを有する撮像装置に関し、例えばビデオカメラや電子スチルカメラ、放送用カメラ、監視カメラ等のように固体撮像素子を用いたカメラ、或いは銀塩フィルムを用いたカメラ等に好適なものである。
広角レンズ、例えば魚眼レンズは、強い歪曲収差を発生させて、160度以上、一般的には180度程度の画角の画像を有限の大きさに結像させることができるレンズである。このような広角レンズは、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、監視カメラ、そして銀塩フィルムを用いたカメラ等の撮像装置において広範囲な空間を撮影するために多く用いられている。
また、従来より監視用カメラ用のレンズは小型軽量で、低照度に対応可能であるとともに、近年の撮像装置の高画素化に対応した高い解像力が求められている。また、監視カメラは寒冷地域から熱帯地域まで、広い温度範囲で利用されるとともに、近年では日中では可視光、夜間は近赤外光を含む光源を用いて監視する昼夜兼用カメラが注目されている。温度の変動や時間によらず、幅広い環境に対応する監視用カメラは、投資効率が高いことから普及が進んでいる。
特許文献1には、広い温度範囲で利用される監視カメラについて、小型軽量で、比較的広画角、明るいFナンバー、色収差が良好に補正され、高性能かつ温度による結像位置の変化が抑制された撮像レンズおよびそれを有する撮像装置が提案されている。
特許文献2には、近赤外光の補正まで行った、可視光近赤外光用の明るい単焦点レンズが提案されている。
撮像装置は高機能化され、また装置全体が小型化されているため、撮像装置に用いる光学系は撮像装置に対応して小型かつ高性能であることが強く要望されている。
一方、監視カメラとして広角レンズ、例えば魚眼レンズを使用する際、コンピュータ上で歪曲の補正を行って通常の平面画像を生成することが一般的に行われるが、歪曲の補正には画像の引き延ばし、すなわち画素補間を伴う。つまり、監視カメラには従来より高性能な広角レンズが必要であり、特に画面周辺部のピントがずれていると、画素補間によって低解像な映像として現れてしまう。つまり、温度変化等の環境変化や、昼夜モードの切り替えによる光源分光特性の変化によって発生するピントのずれは映像の品質を著しく低下させることとなり、監視カメラとして好ましくない。
近年の監視カメラでは、0.70〜0.95μmにピークを持つ近赤外光源を照明として用いられていることが多い。例えば、日進電子工業株式会社の製品である赤外LED照明IRシリーズは、発光波長が0.85μmと0.94μmの照明が選択可能である。よって、可視光領域(0.36μm〜0.83μm;JIS−Z8120参照)に加え、0.83〜1.00μm程度までの軸上色収差を補正すれば昼夜モードの切り替えによるピントずれが抑制されることになる。
近赤外光まで含む軸上色収差を補正するためには、絞りより像側の正レンズに、長波長側に異常分散性を持つ材料を用いることが必要となる。さらに、該材料を用いた正レンズに適切な屈折力を持たせないと、像面から離れる方向、いわゆるオーバー方向に近赤外光の軸上色収差が発生することを抑制することが困難となる。
一方、温度変化によるピントずれを抑制するためには、絞りより像側の正レンズに屈折率の温度変化が負に大きな材料を用いる必要がある。原理を図13に示す。一般的に、監視カメラ用レンズに関して、レンズを保持する鏡筒は金属材料、もしくは樹脂材料が用いられている。前記鏡筒材料を用いた際、温度変化によってピントずれに最も影響を与える部分は、ローパスフィルタ等が配置され、最も長い部分となるレンズ鏡筒と撮像装置間、すなわちバックフォーカスに相当する部分である。例えば温度が上昇すると、バックフォーカス部分が伸びることで、結像位置に対して撮像装置の受光面はオーバー側に移動することになる。図13に示すように、絞りより像側の正レンズに屈折率の温度変化が負に大きな材料を用いることで、温度が上昇した際に正レンズの材料の屈折率が下がり、屈折力は弱まることとなる。これにより、結像位置をオーバー側に移動させることができるため、バックフォーカス部分の鏡筒の伸び量を打ち消すことができ、結果として温度変化によるピントずれを抑制することが可能となる。
また、魚眼レンズのようなレトロフォーカスタイプの広角レンズは、物体側から順に前群、絞り、正の屈折力を持つ後群の屈折力配置となる。ここで、軸上マージナル光線が高い位置を通ることとなる後群に正レンズを複数枚配置することで、特に球面収差の良好な補正が可能となる。
本発明は、可視光領域から近赤外光領域まで含む軸上色収差の良好な補正と温度変化によるピントずれの抑制を両立した高性能な広角レンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る広角レンズは、
物体側より像側へ順に、絞りより物体側のレンズ群である前群、絞り、絞りより像側の正の屈折力のレンズ群である後群から構成される広角レンズであって、後群は複数枚の正レンズ要素を有し、後群の各正レンズの部分分散比の基準直線からの差をΔθctpiとし、後群の各正レンズの焦点距離をfiとし、後群の各正レンズの20℃〜40℃におけるd線の屈折率の温度係数の平均を(dn/dt)pとし、後群の焦点距離をf2としたとき、
−0.80 < Σ(Δθctpi/fpi)×f2 < −0.10
(dn/dt)p < −3.0 (単位:10^−6/K)
なる条件を満足することを特徴としている。
ここで、Σ(Δθctpi/fpi)とは、後群のすべての正レンズのΔθctpi/fpiの和をとることを表している。
物体側より像側へ順に、絞りより物体側のレンズ群である前群、絞り、絞りより像側の正の屈折力のレンズ群である後群から構成される広角レンズであって、後群は複数枚の正レンズ要素を有し、後群の各正レンズの部分分散比の基準直線からの差をΔθctpiとし、後群の各正レンズの焦点距離をfiとし、後群の各正レンズの20℃〜40℃におけるd線の屈折率の温度係数の平均を(dn/dt)pとし、後群の焦点距離をf2としたとき、
−0.80 < Σ(Δθctpi/fpi)×f2 < −0.10
(dn/dt)p < −3.0 (単位:10^−6/K)
なる条件を満足することを特徴としている。
ここで、Σ(Δθctpi/fpi)とは、後群のすべての正レンズのΔθctpi/fpiの和をとることを表している。
本発明によれば、可視光領域から近赤外光領域まで含む軸上色収差の良好な補正と温度変化によるピントずれの抑制を両立した高性能な広角レンズ及びそれを有する撮像装置を提供できる。
以下に、本発明の実施形態に係る広角レンズ及びそれを有する撮像装置を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
後述する縦収差図において、球面収差、倍率色収差はd線(実線)、g線(二点鎖線)、C線(一点鎖線)、0.85μm(破線)を示している。非点収差はd線のメリディオナル像面(破線)とサジタル像面(実線)を示している。FnoはFナンバー、ωは撮影半画角を表す。縦収差図では、球面収差は0.2mm、非点収差は0.2mm、歪曲は10%、倍率色収差は0.1mmのスケールで描かれている。ここで、歪曲は立体射影方式からの歪曲量として図示している。
図1は後述する数値実施例1のレンズ断面図である。図2は、数値実施例1の縦収差図である。
本発明の実施形態に係る広角レンズは、物体側より像側へ順に、絞りより物体側のレンズ群の前群、絞り、絞りより像側の正の屈折力のレンズ群である後群から構成される魚眼レンズであって、後群は複数枚の正レンズ要素を有している。ここで、レンズ要素とは単レンズ1枚のことを示し、2枚のレンズの接合からなる接合レンズは2枚のレンズ要素と表される。
一般に魚眼レンズのようなレトロフォーカスタイプの広角レンズは、軸上マージナル光線が高い位置を通ることとなる後群が正レンズを複数枚有することが好ましい。後群において正レンズ要素を1枚のみ有する構成とすると、1枚の正レンズの屈折力が大きくなりすぎ、特に球面収差の良好な補正が困難となるため好ましくない。
後群の各正レンズの部分分散比の基準直線からの差をΔθctpiとし、後群の各正レンズの焦点距離をfpiとする。後群の各正レンズの材料の20℃〜40℃におけるd線の屈折率の温度係数の平均を(dn/dt)p(単位:10^−6/K)とし、後群の焦点距離をf2とする。
このとき、本発明の実施形態に係る広角レンズは、以下の2つの条件を満足することを特徴としている。
−0.80 < Σ(Δθctpi/fpi)×f2 < −0.10 ・・・(1)
(dn/dt)p < −3.0 ・・・(2)
ここで、Σ(Δθctpi/fpi)とは、後群のすべての正レンズのΔθctpi/fpiの和をとることを表している。
前述の条件式の技術的意味について説明すると、以下の通りである。
−0.80 < Σ(Δθctpi/fpi)×f2 < −0.10 ・・・(1)
(dn/dt)p < −3.0 ・・・(2)
ここで、Σ(Δθctpi/fpi)とは、後群のすべての正レンズのΔθctpi/fpiの和をとることを表している。
前述の条件式の技術的意味について説明すると、以下の通りである。
条件式(1)は、後群の各正レンズの部分分散比の標準直線からの差と各正レンズの焦点距離との比の総和と、後群の焦点距離の比を示した式である。この条件式に従うことで、近赤外領域における軸上色収差を良好に補正することができる。
ここで、部分分散比θctとは、レンズ材料のt線(波長1.0140μm)、F線(波長0.4861μm)、C線(波長0.6563μm)の屈折率をそれぞれnt、nF、nCとしたとき、
θct=(nC−nt)/(nF−nC) ・・・(α)
で定義される数値である。θctの数値が後述の基準直線から離れるほど、異常分散性が高い材料であることを表している。
ここで、部分分散比θctとは、レンズ材料のt線(波長1.0140μm)、F線(波長0.4861μm)、C線(波長0.6563μm)の屈折率をそれぞれnt、nF、nCとしたとき、
θct=(nC−nt)/(nF−nC) ・・・(α)
で定義される数値である。θctの数値が後述の基準直線から離れるほど、異常分散性が高い材料であることを表している。
近赤外光まで含む軸上色収差を補正するためには、絞りより像側の正レンズに、長波長側に異常分散性を持つ材料を用いることが必要となる。該材料を用いた正レンズに適切な屈折力を持たせることにより、像面から離れる方向、いわゆるオーバー方向に近赤外光の軸上色収差が発生することを抑制することが可能となる。
図14は縦軸を部分分散比θct、横軸をアッベ数νdとして両者の関係を示す図である。
図14上の直線は基準直線であり、多くの材料はこの直線付近に位置している。基準直線に関しては、例えば株式会社オハラでは、既存のガラス材料であるNSL7とPBM2を結ぶ直線を基準直線として定義しており、基準直線上のθctとアッベ数νdの関係は以下の(β)式に従う。
θct=0.004693×νd+0.5466 ・・・(β)
但し、νdはアッベ数であり、レンズ材料のd線(波長0.5876μm)の屈折率をndとして以下の式(γ)で定義される数値である。
νd=(nd−1)/(nF−nC) ・・・(γ)
一方、前述のように、この直線から離れた位置にある材料は異常分散性が高い材料となっている。図14に示すように、異常分散性の高い材料は一般に低分散の領域に集まっている。
θct=0.004693×νd+0.5466 ・・・(β)
但し、νdはアッベ数であり、レンズ材料のd線(波長0.5876μm)の屈折率をndとして以下の式(γ)で定義される数値である。
νd=(nd−1)/(nF−nC) ・・・(γ)
一方、前述のように、この直線から離れた位置にある材料は異常分散性が高い材料となっている。図14に示すように、異常分散性の高い材料は一般に低分散の領域に集まっている。
条件式(1)は、図14において左上の領域に存在する材料を後群の正レンズに用い、かつ各正レンズの屈折力を適切に持たせることを示している。条件式(1)の上限を超えると、後群の各正レンズの部分分散比の標準直線からの差と、各正レンズの焦点距離との比の総和が大きくなりすぎる。これにより、近赤外光の軸上色収差の補正効果が小さくなってしまい、好ましくない。条件式(1)の下限を超えると、後群の各正レンズの部分分散比の標準直線からの差と、各正レンズの焦点距離との比の総和が小さくなりすぎる。これにより、近赤外光の軸上色収差の補正効果が過剰となってしまい、好ましくない。
条件式(2)は、後群の各正レンズの材料の20℃〜40℃における屈折率の温度係数の平均を示した式である。単位は(10^−6)/Kである。
図13は後群の正レンズと、結像位置と、撮像装置の受光面を示す概略図である。
前述のように、絞りより像側の正レンズに屈折率の温度変化が負に大きな材料を用いることで、温度が上昇した際に正レンズの屈折力は弱まることとなる。これにより、結像位置をオーバー側に移動させることができるため、バックフォーカス部分の鏡筒の伸び量を打ち消すことができ、結果として温度によるピントずれを抑制することが可能となる。
条件式(2)の上限を超えると、正レンズの材料の屈折率の温度係数の平均の絶対値が小さくなりすぎる。これにより、温度によるピントずれを抑制する効果が低下するため、好ましくない。
本発明の実施形態に係る広角レンズは、以上の如く構成することにより、可視光領域から近赤外光領域まで含む軸上色収差の良好な補正と温度変化によるピントずれの抑制を両立した高性能な広角レンズを得ることができる。
また、本発明の実施形態に係る広角レンズにおいて、更に好ましくは以下に示す諸条件(3)乃至(9)のうち1以上を満足するのが良い。
ここで、後群は1枚以上の負レンズ要素を有し、後群の各負レンズの部分分散比の基準直線からの差をΔθctniとし、後群の各正レンズの焦点距離をfniとする。後群の各正レンズの材料の20℃〜40℃におけるd線の屈折率の温度係数の平均を(dn/dt)n(単位:10^−6/K)とする。広角レンズの全系の焦点距離をfとする。最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離をTDとする。広角レンズ系の最大半画角をωmaxとする。半画角80°に相当する像高をY80とする。
−0.20 < Σ(Δθctni/fni)×f2 < 0.30 ・・・(3)
(dn/dt)n > −1.0 ・・・(4)
0.05 < f/f2 < 0.50 ・・・(5)
0≦|R1+R2|/(R1−R2)≦1.0 ・・・(6)
7.0<TD/f<45.0 ・・・(7)
85°<ωmax<120° ・・・(8)
1.55< Y80/f <1.80 ・・・(9)
ここで、Σ(Δθctni/fni)とは、後群のすべての負レンズのΔθctni/fniの和をとることを表している。
−0.20 < Σ(Δθctni/fni)×f2 < 0.30 ・・・(3)
(dn/dt)n > −1.0 ・・・(4)
0.05 < f/f2 < 0.50 ・・・(5)
0≦|R1+R2|/(R1−R2)≦1.0 ・・・(6)
7.0<TD/f<45.0 ・・・(7)
85°<ωmax<120° ・・・(8)
1.55< Y80/f <1.80 ・・・(9)
ここで、Σ(Δθctni/fni)とは、後群のすべての負レンズのΔθctni/fniの和をとることを表している。
条件式(3)は、後群の各負レンズの部分分散比の標準直線からの差と各負レンズの焦点距離との比の総和と、後群の焦点距離の比を示した式である。この条件式に従うことで、近赤外領域における軸上色収差を更に良好に補正することができる。条件式(3)の上限を超えると、Δθctniが負の値をとり、Δθctniの絶対値が大きくなりすぎる。これにより、近赤外光の軸上色収差の補正効果が小さくなってしまい、好ましくない。条件式(3)の下限を超えると、Δθctniが正の値をとり、Δθctniの絶対値が大きくなりすぎる。これにより、近赤外光の軸上色収差の補正効果が過剰となってしまい、好ましくない。
条件式(4)は、後群の各負レンズの材料の20℃〜40℃におけるd線の屈折率の温度係数の平均を示した式である。単位は(10^−6)/Kである。条件式(4)の上限を超えると、負レンズの材料の屈折率の温度係数の平均が負に大きくなりすぎる。これにより、温度によるピントずれを抑制する効果が低下するため、好ましくない。
条件式(5)は、全系の焦点距離と後群の焦点距離の比を規定する式である。条件式(5)の上限を超えると、後群の正の屈折力が大きくなりすぎ、後群内で発生する収差を十分補正することができず、高性能化が困難となる。後群内で発生する収差を補正しようとすると、後群の正レンズの枚数を増やす必要があり、小型化が困難となるため好ましくない。条件式(5)の下限を超えると、後群の正の屈折力が小さくなりすぎる。レトロフォーカスタイプの広角レンズは、後群にて軸上マージナル光線が比較的高い位置を通るため、後群の屈折力が小さくなりすぎると、前群で発生する収差、特に球面収差の補正が困難となるため好ましくない。
条件式(6)は後群の最も物体側の面と、最も像側の面の形状を規定する式である。条件式(6)に従うことで、後群の最も物体側の面と、最も像側の面の形状がどちらも凸面であることが規定される。
後群の最も物体側の面が凸面であることで、後群内における軸上マージナル光線の高さを抑制することができる。これにより、後群の径を抑制することが可能であり、レンズ全系の小型化が達成できる。
また、後群の最も像側の面が凸面であることで、特に周辺像高において、撮像素子に対する光線入射角をテレセントリックに近づけることが可能となる。一般に撮像素子は受光面より物体側にマイクロレンズアレイをもち、光を効率的に集光させている。マイクロレンズアレイに対して光線入射角が大きくなりすぎると、光を効率的に集光することができず、周辺像高において光の入射量が減少し、周辺像高での光量比が少なくなってしまい、好ましくない。センサへの光線入射角をテレセントリックに近づけることで、周辺像高での光量比の過剰な低下を抑制することが可能となる。
また、本実施形態における広角レンズは、魚眼レンズとすることが好ましい。魚眼レンズによって撮影された像の高さy(像高)と、光軸に対する光の入射角θ(画角)とのあいだには、射影方式によって相関式がある。魚眼レンズ全系の焦点距離をfとしたとき、この相関式は射影方式に応じて次のように表すことができる。
(A) 正射影方式 … y = f s i n ( θ )
(B) 等立体角射影方式… y = 2 f s i n ( θ / 2 )
(C) 等距離射影方式 … y = f ・θ
(D) 立体射影方式 … y = 2 f t a n ( θ / 2 )
図15に、上記相関式をグラフ化したものを示す。図15は、半画角90度に対応する像高yを1.0とした場合の、画角と像高の関係を示す図である。
(A) 正射影方式 … y = f s i n ( θ )
(B) 等立体角射影方式… y = 2 f s i n ( θ / 2 )
(C) 等距離射影方式 … y = f ・θ
(D) 立体射影方式 … y = 2 f t a n ( θ / 2 )
図15に、上記相関式をグラフ化したものを示す。図15は、半画角90度に対応する像高yを1.0とした場合の、画角と像高の関係を示す図である。
図15から明らかなように、射影方式が(A)から(D)に変化するに従って画角θの増加に対する像高yの増加割合が多くなる。つまり、画面周辺の情報量としては(A)の正射影方式が最も情報量が少なく、(D)の立体射影方式が最も情報量が多いことになる。立体射影方式は画面周辺の情報量が多いため、歪曲を補正することで通常の平面画像を生成する画像処理に好適である。
また、魚眼レンズを用いて撮影した画像を、歪曲補正を行うことなく観察した場合においても、(D)の立体射影方式では画面周辺における被写体の歪みが抑えられるため、自然な画像として観察することができる。すなわち、立体射影方式は、監視カメラ用途等、人間が異変を観察する用途として用いる際に好適な射影方式である。
条件式(7)は、レンズ全長とレンズ全系の焦点距離の比を規定する式である。条件式(7)の上限を超えると、レンズ全長が長くなりすぎ、撮像装置に対してレンズが大型化してしまい、好ましくない。条件式(7)の下限を超えると、レンズ全系の焦点距離が長くなりすぎる。長い焦点距離のレンズで魚眼レンズとして大きな画角を確保しようとすると、(A)〜(D)式に従って像高を大きくする必要がある。像高を大きくするとレンズ全系が大型化し、好ましくない。また、条件式(7)の下限を超えると、レンズ全長が小さくなりすぎ、各レンズ成分の屈折力を大きくする必要があり、収差の補正が困難となる。高性能化が困難となるため、好ましくない。
条件式(8)は、レンズ系の最大半画角を規定する式である。条件式(8)の上限を超えると、画角が広すぎるため、各画角における情報量が少なくなってしまうため、好ましくない。条件式(8)の下限を超えると、広角レンズ系として十分な画角を得ることができず、好ましくない。
条件式(9)は、画角80°に相当する像高とレンズ全系の焦点距離の比を規定する式である。(D)式で表される立体射影方式は、焦点距離と画角から像高が決定されるが、設計された魚眼レンズでは立体射影方式からの歪曲が発生し、(D)式から像高がずれることがある。条件式(9)は、像高のずれ量を規定する式である。条件式(9)の上限を超えると、画角80°の光線が結像する像高が理想の像高に対して高くなりすぎ、画面周辺の情報が過剰に圧縮されてしまうため、好ましくない。条件式(9)の下限を超えると、画角80°の光線が結像する像高が理想の像高に対して低くなりすぎ、画面中心付近の情報が過剰に圧縮されてしまうため、好ましくない。
なお、さらに好ましくは条件式(1)〜(5)および(7)〜(9)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−0.70 < Σ(Δθctpi/fpi)×f2 < −0.13 ・・・(1a)
(dn/dt)p < −3.5 ・・・(2a)
−0.15 < Σ(Δθctni/fni)×f2 < 0.20 ・・・(3a)
(dn/dt)n > −0.5 ・・・(4a)
0.10 < f/f2 < 0.40 ・・・(5a)
10.0<TD/f<40.0 ・・・(7a)
87°<ωmax<115° ・・・(8a)
1.59< Y80/f <1.77 ・・・(9a)
また、よりさらに好ましくは条件式(1a)〜(5a)および(7a)〜(9a)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−0.60 < Σ(Δθctpi/fpi)×f2 < −0.15 ・・・(1b)
(dn/dt)p < −4.0 ・・・(2b)
−0.10 < Σ(Δθctni/fni)×f2 < 0.10 ・・・(3b)
(dn/dt)n > 0.0 ・・・(4b)
0.15 < f/f2 < 0.30 ・・・(5b)
12.0<TD/f<35.0 ・・・(7b)
89°<ωmax<110° ・・・(8b)
1.63< Y80/f <1.73 ・・・(9b)
また後群は、3枚以上の正レンズ要素を有するのがよい。後群に3枚以上の正レンズ要素を有することで、屈折力を分担することが可能となり、近赤外光の軸上色収差の補正と温度によるピントずれの抑制の両立に有利である。
−0.70 < Σ(Δθctpi/fpi)×f2 < −0.13 ・・・(1a)
(dn/dt)p < −3.5 ・・・(2a)
−0.15 < Σ(Δθctni/fni)×f2 < 0.20 ・・・(3a)
(dn/dt)n > −0.5 ・・・(4a)
0.10 < f/f2 < 0.40 ・・・(5a)
10.0<TD/f<40.0 ・・・(7a)
87°<ωmax<115° ・・・(8a)
1.59< Y80/f <1.77 ・・・(9a)
また、よりさらに好ましくは条件式(1a)〜(5a)および(7a)〜(9a)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−0.60 < Σ(Δθctpi/fpi)×f2 < −0.15 ・・・(1b)
(dn/dt)p < −4.0 ・・・(2b)
−0.10 < Σ(Δθctni/fni)×f2 < 0.10 ・・・(3b)
(dn/dt)n > 0.0 ・・・(4b)
0.15 < f/f2 < 0.30 ・・・(5b)
12.0<TD/f<35.0 ・・・(7b)
89°<ωmax<110° ・・・(8b)
1.63< Y80/f <1.73 ・・・(9b)
また後群は、3枚以上の正レンズ要素を有するのがよい。後群に3枚以上の正レンズ要素を有することで、屈折力を分担することが可能となり、近赤外光の軸上色収差の補正と温度によるピントずれの抑制の両立に有利である。
また前群は、7枚以下のレンズ要素で構成されるのが良い。前群を7枚以下のレンズ要素で構成することで、レンズ全系の小型化と軽量化に有利である。魚眼レンズは画角が大きいため、前群は光線有効径が大きくなる傾向にあり、レンズ要素を限定する構成とすることでレンズ全系の小型化と軽量化に特に効果的である。
また後群は、5枚以下のレンズ要素で構成されるのが良い。後群を5枚以下のレンズ要素で構成することで、レンズ全系の小型化と軽量化に有利である。
また各実施例においては、少なくとも2枚以上の非球面レンズを有するのが良い。非球面レンズを適切に配置することで、像面湾曲、非点収差、球面収差を良好に補正しながら、立体射影方式からの歪曲量を抑制することが可能となり、画面全域において高い光学性能を得ることが可能となる。
また後群の最も像側のレンズは、像側に凸面を向けた非球面レンズであるのが良い。後群の最も像側のレンズに像側に凸面を向けた非球面レンズを用いることで、センサ入射光線のテレセントリック性が良くなるとともに、各像高における像面湾曲や非点収差の補正を効果的に行うことが可能となる。
また、各実施例において更に好ましくは、以下の条件を満足するのが良い。このとき、無限遠状態における開放FナンバーをFnoとする。
0.20<(f^2)/(Y80×Fno)<2.50 ・・・(10)
なお、本発明の光学系は、パンフォーカスレンズとすることで、焦点調節機構を持たない撮像装置とすることが可能である。焦点調節機構を持たないことで、撮像装置の小型化が可能となる。レンズ全系および一部を光軸方向に動かして焦点調節機構を持たせても良い。焦点調節機能を持たせた場合、より精密なピント調整が可能となるメリットがあるが、撮像装置が大型化してしまうデメリットも存在する。
0.20<(f^2)/(Y80×Fno)<2.50 ・・・(10)
なお、本発明の光学系は、パンフォーカスレンズとすることで、焦点調節機構を持たない撮像装置とすることが可能である。焦点調節機構を持たないことで、撮像装置の小型化が可能となる。レンズ全系および一部を光軸方向に動かして焦点調節機構を持たせても良い。焦点調節機能を持たせた場合、より精密なピント調整が可能となるメリットがあるが、撮像装置が大型化してしまうデメリットも存在する。
パンフォーカスレンズは無限遠から最至近距離に至る距離範囲までが被写界深度範囲内であり、最至近距離は過焦点距離shの半分sh/2となる。
条件式(10)はパンフォーカスレンズにおける過焦点距離即ち最至近距離を規定するものであり、単位はmmである。過焦点距離shは許容錯乱円をεとして、sh=f2/(ε*Fno)で定義される。更にεは、画素ピッチpに比例するためε∝pの関係がある。
また、画素数が一定であるという前提のもと、に画素ピッチpは像高Yに比例するため、過焦点距離はsh∝f2/(Y*Fno)の表現で置き換えることができる。
条件式(10)の上限を超えると、最至近距離が遠くなってしまいパンフォーカスレンズとしての運用が困難となるか、又は十分な画角を得ることが困難となり、好ましくない。条件式(10)の下限を超えると、十分な明るさを維持することが困難となる、又はレンズの屈折力が強くなり、高性能化が困難となり、好ましくない。
なお、さらに好ましくは条件式(10)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.25<(f^2)/(Y80×Fno)<2.00 ・・・(10a)
そして、よりさらに好ましくは、条件式(10a)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.30<(f^2)/(Y80×Fno)<1.50 ・・・(10b)
以下、本実施形態の広角レンズの数値実施例1〜6のレンズ構成の特徴を個別に説明する。各実施例のレンズ断面図において、IPは像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当している。そして、レンズ構成は特に断りがない限り、物体側から像側へ順に配置されているとして説明する。
0.25<(f^2)/(Y80×Fno)<2.00 ・・・(10a)
そして、よりさらに好ましくは、条件式(10a)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.30<(f^2)/(Y80×Fno)<1.50 ・・・(10b)
以下、本実施形態の広角レンズの数値実施例1〜6のレンズ構成の特徴を個別に説明する。各実施例のレンズ断面図において、IPは像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当している。そして、レンズ構成は特に断りがない限り、物体側から像側へ順に配置されているとして説明する。
[実施例1]
実施例1に示す広角レンズ(図1、図2)では、物体側から順に負の屈折力の前群L1、開口絞り、正の屈折力の後群L2で構成されている。前群L1は、物体側から順に負のメニスカスレンズ3枚と、負レンズ1枚と正レンズ1枚の接合レンズで構成されている。物体側から3枚目の負レンズは両面を非球面とし、歪曲収差と像面湾曲を良好に補正している。
実施例1に示す広角レンズ(図1、図2)では、物体側から順に負の屈折力の前群L1、開口絞り、正の屈折力の後群L2で構成されている。前群L1は、物体側から順に負のメニスカスレンズ3枚と、負レンズ1枚と正レンズ1枚の接合レンズで構成されている。物体側から3枚目の負レンズは両面を非球面とし、歪曲収差と像面湾曲を良好に補正している。
後群L2は、物体側から順に正レンズ1枚と、正レンズ1枚と負レンズ1枚の接合レンズと、正レンズ1枚で構成されている。最も像側の正レンズは両面を非球面とし、像面湾曲と球面収差を良好に補正している。
第1の実施例の各条件式対応値を表1に示す。また、表1の後に記載する数値実施例1はいずれの条件式も満足しており、可視光領域から近赤外光領域を含む軸上色収差の良好な補正と温度変化によるピントずれの抑制を両立した高性能な広角レンズを実現している。
なお、本実施形態における接合レンズは微少な空気間隔を有する分離レンズとして存在していてもよい。これは本実施形態においてレンズ形状としての変形及び変更の想定内であり、以下全ての実施例においても同様である。
[実施例2]
実施例2に示す広角レンズ(図3、図4)では、物体側から順に負の屈折力の前群L1、開口絞り、正の屈折力の後群L2で構成されている。前群L1は、実施例1の構成と同様である。後群L2は、実施例1の構成と同様である。本実施例の各条件式対応値を表1に示す。また、表1の後に記載する数値実施例2はいずれの条件式も満足しており、可視光領域から近赤外光領域を含む軸上色収差の良好な補正と温度変化によるピントずれの抑制を両立した高性能な広角レンズを実現している。
実施例2に示す広角レンズ(図3、図4)では、物体側から順に負の屈折力の前群L1、開口絞り、正の屈折力の後群L2で構成されている。前群L1は、実施例1の構成と同様である。後群L2は、実施例1の構成と同様である。本実施例の各条件式対応値を表1に示す。また、表1の後に記載する数値実施例2はいずれの条件式も満足しており、可視光領域から近赤外光領域を含む軸上色収差の良好な補正と温度変化によるピントずれの抑制を両立した高性能な広角レンズを実現している。
[実施例3]
実施例3に示す広角レンズ(図5、図6)では、物体側から順に正の屈折力の前群L1、開口絞り、正の屈折力の後群L2で構成されている。前群L1は、物体側から順に負のメニスカスレンズ3枚と、負レンズ1枚と、負レンズ1枚と正レンズ1枚の接合レンズで構成されている。物体側から3枚目の負レンズは両面を非球面とし、歪曲収差と像面湾曲を良好に補正している。
実施例3に示す広角レンズ(図5、図6)では、物体側から順に正の屈折力の前群L1、開口絞り、正の屈折力の後群L2で構成されている。前群L1は、物体側から順に負のメニスカスレンズ3枚と、負レンズ1枚と、負レンズ1枚と正レンズ1枚の接合レンズで構成されている。物体側から3枚目の負レンズは両面を非球面とし、歪曲収差と像面湾曲を良好に補正している。
後群L2は、物体側から順に正レンズ1枚と、正レンズ1枚と負レンズ一枚の接合レンズと、正レンズ1枚で構成されている。後群にて最も物体側の正レンズと、最も像側の正レンズはそれぞれ両面を非球面とし、像面湾曲と球面収差を良好に補正している。
本実施例の各条件式対応値を表1に示す。また、表1の後に記載する数値実施例3はいずれの条件式も満足しており、可視光領域から近赤外光領域を含む軸上色収差の良好な補正と温度変化によるピントずれの抑制を両立した高性能な広角レンズを実現している。
[実施例4]
実施例4に示す広角レンズ(図7、図8)では、物体側から順に負の屈折力の前群L1、開口絞り、正の屈折力の後群L2で構成されている。前群L1は、物体側から順に負のメニスカスレンズ3枚と、負レンズ1枚と、負レンズ1枚と正レンズ1枚の接合レンズで構成されている。物体側から2枚目の負レンズは両面を非球面とし、歪曲収差と像面湾曲を良好に補正している。
実施例4に示す広角レンズ(図7、図8)では、物体側から順に負の屈折力の前群L1、開口絞り、正の屈折力の後群L2で構成されている。前群L1は、物体側から順に負のメニスカスレンズ3枚と、負レンズ1枚と、負レンズ1枚と正レンズ1枚の接合レンズで構成されている。物体側から2枚目の負レンズは両面を非球面とし、歪曲収差と像面湾曲を良好に補正している。
後群L2は、物体側から順に正レンズ1枚と、正レンズ1枚と負レンズ1枚の接合レンズと、正レンズ2枚とで構成されている。後群にて最も物体側の正レンズと、最も像側の正レンズはそれぞれ両面を非球面とし、像面湾曲と球面収差を良好に補正している。
本実施例の各条件式対応値を表1に示す。また、表1の後に記載する数値実施例4はいずれの条件式も満足しており、可視光領域から近赤外光領域を含む軸上色収差の良好な補正と温度変化によるピントずれの抑制を両立した高性能な広角レンズを実現している。
[実施例5]
実施例5に示す広角レンズ(図9、図10)では、物体側から順に正の屈折力の前群L1、開口絞り、正の屈折力の後群L2で構成されている。前群L1は、物体側から順に負のメニスカスレンズ3枚と、負レンズ1枚と、負レンズ1枚と正レンズ1枚の接合レンズで構成されている。後群L2は、実施例3の構成と同様である。
実施例5に示す広角レンズ(図9、図10)では、物体側から順に正の屈折力の前群L1、開口絞り、正の屈折力の後群L2で構成されている。前群L1は、物体側から順に負のメニスカスレンズ3枚と、負レンズ1枚と、負レンズ1枚と正レンズ1枚の接合レンズで構成されている。後群L2は、実施例3の構成と同様である。
本実施例の各条件式対応値を表1に示す。また、表1の後に記載する数値実施例5はいずれの条件式も満足しており、可視光領域から近赤外光領域を含む軸上色収差の良好な補正と温度変化によるピントずれの抑制を両立した高性能な広角レンズを実現している。
[実施例6]
実施例6に示す広角レンズ(図11、図12)では、物体側から順に負の屈折力の前群L1、開口絞り、正の屈折力の後群L2で構成されている。前群L1は、物体側から順に負のメニスカスレンズ2枚と、負レンズ1枚と、正レンズ1枚で構成されている。物体側から3枚目の負レンズは両面を非球面とし、歪曲収差と像面湾曲を良好に補正している。後群L2は、実施例1の構成と同様である。
実施例6に示す広角レンズ(図11、図12)では、物体側から順に負の屈折力の前群L1、開口絞り、正の屈折力の後群L2で構成されている。前群L1は、物体側から順に負のメニスカスレンズ2枚と、負レンズ1枚と、正レンズ1枚で構成されている。物体側から3枚目の負レンズは両面を非球面とし、歪曲収差と像面湾曲を良好に補正している。後群L2は、実施例1の構成と同様である。
本実施例の各条件式対応値を表1に示す。また、表1の後に記載する数値実施例6はいずれの条件式も満足しており、可視光領域から近赤外光領域を含む軸上色収差の良好な補正と温度変化によるピントずれの抑制を両立した高性能な広角レンズを実現している。
(撮像装置)
次に、本発明の実施形態の広角レンズを撮像光学系として用いた撮像装置としてのデジタルビデオカメラを図16を用いて説明する。
次に、本発明の実施形態の広角レンズを撮像光学系として用いた撮像装置としてのデジタルビデオカメラを図16を用いて説明する。
図16において、10はカメラ本体、11は実施例1〜6のいずれかの広角レンズによって構成された撮像光学系である。12はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系11によって形成された被写体像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。
また、本発明の実施形態の広角レンズを撮像光学系として用いた撮像装置としての監視カメラを図17を用いて説明する。
図17において、20はカメラ本体、21は実施例1〜6のいずれかの広角レンズによって構成された撮像光学系である。22はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系21によって形成された被写体像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。また、監視カメラにおいて一般的に用いられているように、耐衝撃性や耐環境性を高めるため球体状のドームカバーを、広角レンズを覆うように備えても良い。
このように本実施形態の広角レンズをデジタルビデオカメラやネットワークカメラ等の撮像装置に適用することにより、可視光領域から近赤外光領域を含む軸上色収差の良好な補正と温度変化によるピントずれの抑制を両立した高性能な広角レンズが実現できる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
以下、実施例1〜6に対応する数値実施例1〜6を示す。各数値実施例においてiは物体側からの面の順序を示し、riは物体側より第i番目の面の曲率半径、diは物体側より第i面と第i+1番目の間隔、ndi、νdiは第i番目の光学部材の屈折率、アッベ数である。一部レンズにC線とt線の部分分散比θctiと、異常分散量Δθctiと、レンズ焦点距離fiと、屈折率の温度係数dn/dtを記載している。ここで、dn/dtの単位は(10^−6/K)である。
焦点距離、Fナンバー、半画角は、それぞれ無限遠物体に焦点を合わせたときの値を表している。BFはレンズの最終面から像面までの空気換算距離である。
尚、非球面形状は、光軸方向の座標をx、光軸と垂直方向の座標をy、基準の曲率半径をR、円錐常数をk、n次の非球面係数をAnとして、以下の式で表される。但し、「e-x」は「×10-x」を意味している。尚、非球面を有するレンズ面には各表中の面番号の左側に*印を付している。
x=(y2/r)/{1+(1−k・y2/r2)0.5}+A4・y4+A6・y6+A8・y8+A10・y10
また、各実施例と前述した各条件式との対応を、以下の表1に示す。
また、各実施例と前述した各条件式との対応を、以下の表1に示す。
(数値実施例1)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd θct Δθct fi dn/dt
1 24.640 1.25 1.77250 49.6
2 10.334 3.08
3 13.519 1.00 1.95906 17.5
4 7.083 4.69
5* 8.181 1.00 1.76802 49.2
6* 3.330 3.00
7 -13.041 0.60 1.59522 67.7
8 8.521 6.87 2.00069 25.5
9 -15.485 1.65
10(絞り) ∞ 1.10
11 5.634 4.46 1.49700 81.5 0.8258 -0.1035 6.53 -6.2
12 -5.636 0.51
13 -4.287 0.40 1.85478 24.8 0.6739 0.0109 -3.49 4.3
14 10.208 2.72 1.49700 81.5 0.8258 -0.1035 8.10 -6.2
15 -6.064 0.33
16* 9.089 3.52 1.55332 71.7 0.8164 -0.0666 7.83 -5.9
17* -7.138 1.46
18 ∞ 1.60 1.51630 64.1
19 ∞ 2.00
像面 ∞
非球面データ
第5面
K =-1.74182e+000 A 6=-5.36705e-005 A 8= 1.23192e-006 A10=-3.06369e-009
第6面
K =-1.16929e+000 A 4= 1.39638e-003 A 6=-1.20156e-004 A 8=-1.51135e-006 A10= 2.35477e-007
第16面
K =-1.89973e+000 A 4=-6.45750e-004 A 6= 2.02657e-005 A 8=-1.14090e-006 A10= 1.46887e-008
第17面
K =-7.98305e-001 A 4= 7.08293e-004 A 6=-1.49882e-005
各種データ
焦点距離 2.00
Fナンバー 2.00
半画角 90.20
像高 4.00
レンズ全長 36.18
BF 4.51
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -15.00
2 10 ∞
3 11 8.00
4 18 ∞
(数値実施例2)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd θct Δθct fi dn/dt
1 25.739 1.25 1.77250 49.6
2 11.637 3.01
3 14.589 1.00 1.95906 17.5
4 8.566 4.89
5* 8.545 1.00 1.76802 49.2
6* 3.330 5.07
7 -8.737 0.60 1.59522 67.7
8 10.806 5.67 2.00069 25.5
9 -14.548 1.87
10(絞り) ∞ 1.10
11 5.558 4.86 1.49700 81.5 0.8258 -0.1035 6.54 -6.2
12 -5.560 0.54
13 -4.083 0.40 1.85478 24.8 0.6739 0.0109 -3.45 4.3
14 11.045 2.71 1.49700 81.5 0.8258 -0.1035 8.39 -6.2
15 -6.148 1.24
16* 9.090 3.98 1.55332 71.7 0.8164 -0.0666 7.92 -5.9
17* -7.140 1.46
18 ∞ 1.60 1.51630 64.1
19 ∞ 2.00
像面 ∞
非球面データ
第5面
K = 3.37697e-001 A 6=-6.93664e-005 A 8= 1.99836e-006 A10=-2.02822e-008
第6面
K =-1.03997e+000 A 4= 1.46726e-003 A 6=-9.52085e-005 A 8=-1.69641e-006 A10= 2.26511e-007
第16面
K =-1.06802e+000 A 4=-7.50562e-004 A 6= 2.07296e-005 A 8=-1.04976e-006 A10= 1.28819e-008
第17面
K =-6.65735e-001 A 4= 6.16060e-004 A 6=-1.49996e-005
各種データ
焦点距離 2.00
Fナンバー 2.00
半画角 90.20
像高 4.00
レンズ全長 39.19
BF 4.51
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.00
2 10 ∞
3 11 8.97
4 18 ∞
(数値実施例3)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd θct Δθct fi dn/dt
1 25.195 1.20 1.80400 46.6
2 11.653 5.00
3 14.557 0.70 2.00100 29.1
4 6.859 4.19
5* 20.501 0.50 1.80610 40.7
6* 5.716 3.99
7 -73.177 0.45 1.59522 67.7
8 9.142 0.86
9 13.936 0.45 2.10205 16.8
10 7.462 10.57 2.00069 25.5
11 -13.962 4.64
12(絞り) ∞ 2.56
13* 6.320 1.94 1.49710 81.6 0.8258 -0.0989 9.56 -5.9
14* -17.197 0.09
15 66.768 1.39 1.49700 81.5 0.6739 -0.1035 9.73 -6.2
16 -5.178 0.45 1.84666 23.8 0.8258 0.0032 -4.59 1.3
17 16.143 2.64
18* 13.935 3.54 1.55332 71.7 0.8164 -0.0666 7.56 -5.9
19* -5.438 1.20
20 ∞ 1.50 1.51630 64.1
21 ∞ 2.24
像面 ∞
非球面データ
第5面
K = 2.00114e+000 A 4=-1.01987e-004 A 6=-5.72800e-006 A 8=-7.90180e-008 A10= 2.62920e-009
第6面
K =-7.26641e-002 A 4=-3.63561e-004 A 6=-2.44288e-005 A 8=-2.31468e-007 A10=-2.01264e-009
第13面
K =-3.51840e+000 A 4= 2.29819e-003 A 6= 3.07570e-004 A 8=-3.86576e-005 A10= 3.46968e-006
第14面
K = 4.84763e+000 A 4= 1.34834e-003 A 6= 2.43191e-004
第18面
K =-3.04798e+000 A 4=-6.21861e-004 A 6= 2.90573e-005 A 8= 1.09122e-006 A10=-4.37169e-008
第19面
K =-3.38885e+000 A 4=-1.03947e-003 A 6= 4.88982e-005 A 8= 2.37243e-007
各種データ
焦点距離 2.00
Fナンバー 2.00
半画角 100.00
像高 4.76
レンズ全長 45.16
BF 4.43
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 15.03
2 12 ∞
3 13 9.14
4 20 ∞
(数値実施例4)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd θct Δθct fi dn/dt
1 30.469 1.20 1.83481 42.7
2 9.786 5.68
3* 24.865 0.70 1.88202 37.2
4* 7.378 4.35
5 80.368 0.50 1.80400 46.6
6 11.041 6.90
7 -27.683 0.45 1.71300 53.9
8 13.140 0.63
9 16.036 0.45 1.95906 17.5
10 9.928 3.91 2.00069 25.5
11 -16.600 10.80
12(絞り) ∞ 0.47
13* 20.010 1.14 1.49710 81.6 0.8305 -0.0989 20.32 -5.9
14* -20.005 0.50
15 -14.518 1.06 1.48749 70.2 0.8924 0.0162 12.63 -0.7
16 -4.427 0.45 2.00100 29.1 0.6835 0.0002 -4.19 4.0
17 85.011 0.55
18 14.918 2.34 1.49700 81.5 0.8258 -0.1035 25.28 -6.2
19 -75.490 0.59
20* 14.013 2.34 1.55332 71.7 0.8164 -0.0666 6.76 -5.9
21* -4.798 9.98
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 9.26595e-001 A 4= 1.74251e-004 A 6=-9.19603e-008 A 8=-6.18843e-009
第4面
K =-1.55179e+000 A 4= 3.15057e-004 A 6= 6.87929e-006
第13面
K = 1.16740e+000 A 4= 1.89852e-004 A 6= 4.36520e-004 A 8=-2.12647e-005 A10= 8.21093e-007
第14面
K =-2.35943e+000 A 4= 6.47874e-004 A 6= 5.69574e-004
第20面
K =-1.60281e+000 A 4=-1.12845e-003 A 6= 6.14929e-006 A 8= 8.93187e-007 A10=-4.26931e-008
第21面
K =-1.83970e+000 A 4=-1.11349e-003 A 6=-9.48115e-006 A 8= 2.37243e-007
各種データ
焦点距離 1.50
Fナンバー 2.80
半画角 93.20
像高 3.15
レンズ全長 55.00
BF 9.98
d11 10.80
d12 0.47
d21 9.98
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -78.27
2 12 ∞
3 13 8.24
(数値実施例5)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd θct Δθct fi dn/dt
1 25.144 1.20 1.80400 46.6
2 11.653 5.21
3 13.855 0.70 1.91082 35.3
4 6.859 4.19
5 73.515 0.50 1.73800 32.3
6 5.907 2.74
7 -19.819 0.45 1.59522 67.7
8 9.142 1.38
9 14.767 0.45 1.95906 17.5
10 7.462 4.52 2.00069 25.5
11 -13.220 6.79
12(絞り) ∞ 1.40
13* 6.320 1.45 1.49710 81.6 0.8305 -0.0989 8.94 -5.9
14* -13.855 0.10
15 66.768 1.14 1.48749 70.2 0.8924 0.0162 9.91 -0.7
16 -5.178 0.45 1.85478 24.8 0.6739 0.0109 -4.91 4.3
17 23.099 3.69
18* 13.935 3.98 1.55332 71.7 0.8164 -0.0666 6.93 -5.9
19* -4.756 1.20
20 ∞ 1.50 1.51630 64.1
21 ∞ 2.28
像面 ∞
非球面データ
第13面
K =-4.32378e-001 A 4= 2.29819e-003 A 6= 3.07570e-004 A 8= 4.46609e-005 A10=-7.05731e-006
第14面
K = 2.72506e+000 A 4= 3.06342e-003 A 6= 5.10637e-004
第18面
K =-3.04798e+000 A 4=-6.21861e-004 A 6= 2.90573e-005 - 8= 1.09122e-006 A10=-3.89032e-008
第19面
K =-3.38885e+000 A 4=-1.43938e-003 A 6= 5.31066e-005 A 8= 2.37243e-007
各種データ
焦点距離 2.02
Fナンバー 2.40
半画角 97.00
像高 4.36
レンズ全長 40.34
BF 2.28
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 471.79
2 12 ∞
3 13 8.23
4 20 ∞
(数値実施例6)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd θct Δθct fi dn/dt
1 32.507 1.25 1.48749 70.2
2 10.511 3.06
3 15.428 1.00 1.95906 17.5
4 7.299 5.53
5* -30.857 1.00 1.72903 54.0
6* 3.923 1.59
7 9.089 13.77 2.00069 25.5
8 -30.300 1.45
9(絞り) ∞ 1.10
10 6.330 5.69 1.49700 81.5 0.8258 -0.1035 7.49 -6.2
11 -6.332 0.41
12 -4.591 0.40 1.85478 24.8 0.6739 0.0109 -4.77 4.3
13 37.865 2.66 1.49700 81.5 0.8258 -0.1035 10.95 -6.2
14 -6.205 0.30
15* 10.007 3.12 1.55332 71.7 0.8164 -0.0666 8.05 -5.9
16* -7.135 1.46
17 ∞ 1.60 1.51630 64.1
18 ∞ 2.00
像面 ∞
非球面データ
第5面
K = 3.99706e+000 A 6= 7.54242e-007 A 8=-4.06321e-007 A10= 9.99311e-009
第6面
K =-3.19199e+000 A 4= 2.82797e-003 A 6=-9.13900e-005 A 8=-4.23232e-007 A10= 7.13283e-008
第15面
K = 1.04119e+000 A 4=-1.28724e-003 A 6= 5.41024e-005 A 8=-3.15358e-006 A10= 4.81716e-008
第16面
K = 5.22651e-002 A 4= 1.16275e-003 A 6=-1.42289e-005
各種データ
焦点距離 2.00
Fナンバー 2.00
半画角 90.20
像高 4.00
レンズ全長 42.33
BF 4.51
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -15.00
2 9 ∞
2 10 8.00
3 17 ∞
L1 前群、L2 後群、SP 絞り、GB ガラスブロック、IP 像面
Claims (14)
- 物体側より像側へ順に、絞りより物体側のレンズ群の前群、絞り、絞りより像側の正の屈折力のレンズ群である後群から構成される広角レンズであって、
前記後群は複数枚の正レンズ要素を有し、
前記後群の各正レンズの部分分散比の基準直線からの差をΔθctpiとし、
前記後群の各正レンズの焦点距離をfpiとし、
前記後群の各正レンズの材料の20℃〜40℃におけるd線の屈折率の温度係数の平均を(dn/dt)pとし、
前記後群の焦点距離をf2としたとき、
−0.80 < Σ(Δθctpi/fpi)×f2 < −0.10
(dn/dt)p < −3.0 (単位:(10^−6)/K)
なる条件を満足することを特徴とする広角レンズ。
ここで、Σ(Δθctpi/fpi)とは、前記後群のすべての正レンズのΔθctpi/fpiの和をとることを表している。 - 前記後群は少なくとも1枚以上の負レンズ要素を有し、
前記後群の各負レンズの部分分散比の基準直線からの差をΔθctniとし、
前記後群の各負レンズの焦点距離をfniとしたとき、
−0.20 < Σ(Δθctni/fni)×f2 < 0.30
なる条件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。
ここで、Σ(Δθctni/fni)とは、前記後群のすべての負レンズのΔθctni/fniの和をとることを表している。 - 前記後群の各負レンズの材料の20℃〜40℃におけるd線の屈折率の温度係数の平均を(dn/dt)nとしたとき、
(dn/dt)n > −1.0 (単位:(10^−6)/K)
なる条件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。 - 前記後群は、少なくとも3枚以上の正レンズを有することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の広角レンズ。
- 全系の焦点距離をfとしたとき、
0.05 < f/f2 < 0.50
なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の広角レンズ。 - 前記後群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をR1、
前記後群の最も像側のレンズ面の曲率半径をR2としたとき、
0≦|(R1+R2)|/(R1−R2)≦1.0
なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の広角レンズ。 - 最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離をTDとしたとき、
7.0<TD/f<45.0
なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の広角レンズ。 - 魚眼レンズであり、前記魚眼レンズの最大画角をωmaxとし、
画角80°に対応する像高をY80としたとき、
85°< ωmax < 120°
1.55 < Y80/f < 1.80
なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載の広角レンズ。 - 前記前群は、7枚以下で構成されることを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の広角レンズ。
- 前記後群は、5枚以下で構成されることを特徴とする請求項1乃至請求項9の何れか一項に記載の広角レンズ。
- 無限遠状態におけるFナンバーをFnoとしたとき、
0.20<(f^2)/Y80×Fno<2.50 (単位:mm)
なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至請求項10の何れか一項に記載の広角レンズ。 - 少なくとも2枚以上の非球面レンズを有することを特徴とする請求項1乃至請求項11の何れか一項に記載の広角レンズ。
- 前記後群の最も像側のレンズは、像側に凸面を向けた非球面レンズであることを特徴とする請求項1乃至請求項12の何れか一項に記載の広角レンズ。
- 請求項1乃至請求項13の何れか一項に記載の広角レンズと、前記広角レンズによって形成された像を受光する固体撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015237036A JP2017102353A (ja) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | 広角レンズ及びそれを有する撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015237036A JP2017102353A (ja) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | 広角レンズ及びそれを有する撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017102353A true JP2017102353A (ja) | 2017-06-08 |
Family
ID=59015384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015237036A Pending JP2017102353A (ja) | 2015-12-04 | 2015-12-04 | 広角レンズ及びそれを有する撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017102353A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110673313A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-01-10 | 上海电机学院 | 一种变焦鱼眼镜头系统及设计方法 |
CN114127608A (zh) * | 2019-07-25 | 2022-03-01 | 富士胶片株式会社 | 成像镜头及摄像装置 |
KR20220062464A (ko) * | 2019-12-17 | 2022-05-17 | 삼성전기주식회사 | 촬상 광학계 |
WO2023276824A1 (ja) * | 2021-06-29 | 2023-01-05 | キヤノン株式会社 | 光学系、撮像装置および撮像システム |
-
2015
- 2015-12-04 JP JP2015237036A patent/JP2017102353A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114127608A (zh) * | 2019-07-25 | 2022-03-01 | 富士胶片株式会社 | 成像镜头及摄像装置 |
CN114127608B (zh) * | 2019-07-25 | 2024-05-28 | 富士胶片株式会社 | 成像镜头及摄像装置 |
CN110673313A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-01-10 | 上海电机学院 | 一种变焦鱼眼镜头系统及设计方法 |
KR20220062464A (ko) * | 2019-12-17 | 2022-05-17 | 삼성전기주식회사 | 촬상 광학계 |
KR102632376B1 (ko) | 2019-12-17 | 2024-02-02 | 삼성전기주식회사 | 촬상 광학계 |
WO2023276824A1 (ja) * | 2021-06-29 | 2023-01-05 | キヤノン株式会社 | 光学系、撮像装置および撮像システム |
GB2622735A (en) * | 2021-06-29 | 2024-03-27 | Canon Kk | Optical system, imaging device, and imaging system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6727785B2 (ja) | 光学系及びそれを有する撮像装置 | |
JP6632311B2 (ja) | 光学系及びそれを有する撮像装置 | |
JP6448851B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
JP6356622B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
JP5890065B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
JP6219189B2 (ja) | テレコンバーターレンズおよび撮像装置 | |
JP6204852B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
JP6401420B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
JP6146870B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
JP6404795B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
JP6146871B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
JP6156848B2 (ja) | 変倍光学系および撮像装置 | |
JP6437901B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
JP6401421B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
JP2016071140A (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
JP2017207646A (ja) | 光学系及びそれを有する撮像装置 | |
JP6219183B2 (ja) | 撮像レンズおよび撮像装置 | |
JPWO2014030288A1 (ja) | 撮像レンズおよび撮像装置 | |
JP2016071141A (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
JP2017102353A (ja) | 広角レンズ及びそれを有する撮像装置 | |
JP6284893B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
JP6173975B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
JP2010134347A (ja) | 撮像レンズ、および撮像装置 | |
JP6422836B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
JP6320904B2 (ja) | 撮像レンズおよび撮像装置 |