JP2020042197A - Lens device and imaging apparatus having the same - Google Patents
Lens device and imaging apparatus having the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020042197A JP2020042197A JP2018170085A JP2018170085A JP2020042197A JP 2020042197 A JP2020042197 A JP 2020042197A JP 2018170085 A JP2018170085 A JP 2018170085A JP 2018170085 A JP2018170085 A JP 2018170085A JP 2020042197 A JP2020042197 A JP 2020042197A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical
- image
- optical systems
- lens device
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Cameras In General (AREA)
- Lenses (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、レンズ装置に関し、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の撮像装置に好適なものである。 The present invention relates to a lens device, and is suitable for an imaging device such as a digital video camera, a digital still camera, a broadcast camera, a silver halide film camera, and a surveillance camera.
バーチャルリアリティー等の臨場感の得られるコンテンツに用いられる映像を撮影するために、広角かつ立体撮影可能な撮像装置が求められている。 2. Description of the Related Art In order to shoot a video used for a content that provides a sense of reality, such as virtual reality, an imaging device that can perform wide-angle and stereoscopic shooting is required.
特許文献1には一つの撮像素子上に二つの光学系による光学像を形成させることで立体撮影を可能とした構成の撮像装置が記載されている。 Patent Literature 1 discloses an imaging apparatus having a configuration in which three-dimensional imaging is enabled by forming an optical image by two optical systems on one imaging element.
しかしながら、特許文献1に記載された撮像装置では、二つの光学系によるイメージサークルの内の一部のみを切り出して使用することで撮像面を効率的に利用して高画質な画像を得るという構成となっている。このため、特許文献1の撮像装置では、広画角な画像(映像)を取得ことは困難であった。 However, the imaging device described in Patent Document 1 has a configuration in which only a part of an image circle formed by two optical systems is cut out and used to efficiently use an imaging surface to obtain a high-quality image. It has become. For this reason, it was difficult for the imaging device of Patent Document 1 to acquire a wide-angle image (video).
本発明は、一つの撮像素子上に像を形成可能な二つの光学系を有するレンズ装置において、広画角かつ高画質な画像を得ることを目的とする。 An object of the present invention is to obtain a high-quality image with a wide angle of view in a lens device having two optical systems capable of forming an image on one image sensor.
本発明のレンズ装置は、二つの光学系を有し、前記二つの光学系のそれぞれは、光軸に垂直な二つの方向で曲率の異なるレンズ面を2面有し、前記二つの光学系による二つの像を一つの撮像素子上に形成することが可能であることを特徴とする。 The lens device of the present invention has two optical systems, each of the two optical systems has two lens surfaces having different curvatures in two directions perpendicular to the optical axis. It is characterized in that two images can be formed on one image sensor.
本発明によれば、一つの撮像素子上に像を形成可能な二つの光学系を有するレンズ装置において、広画角かつ高画質な画像を得ることができる。 According to the present invention, a high-quality image with a wide angle of view can be obtained in a lens device having two optical systems capable of forming an image on one image sensor.
以下に、本発明のレンズ装置及びそれを有する撮像装置の実施例について、添付の図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of a lens device of the present invention and an imaging device having the same will be described with reference to the accompanying drawings.
[実施例1]
図1は、実施例1のレンズ装置の要部断面図である。
[Example 1]
FIG. 1 is a sectional view of a main part of the lens device according to the first embodiment.
図1に示すように、本実施例のレンズ装置100は二つの光学系101、102を有する。光学系101、102は不図示の筐体によって保持されている。本実施例において光学系101、102は後に述べる反射部材の反射方向を除いて同一であるため、以降の説明では代表として光学系101について述べる。
As shown in FIG. 1, the
光学系101は、二つの反射部材103、105を有する。第1反射部材103は光路を折り曲げる反射面R1を有する。第2反射部材105は光路を折り曲げる反射面R2を有する。第1反射部材103と第2反射部材105の間には開口絞りSPが設けられている。
The
図1において、IPは像面(近軸結像位置)である。像面IPには、CCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子またはフィルムが配置される。 In FIG. 1, IP denotes an image plane (a paraxial imaging position). An image sensor such as a CCD sensor or a CMOS sensor or a film is arranged on the image plane IP.
像面IPには、光学系101、102によって像(光学像)が形成される。すなわち、本実施例のレンズ装置100において、二つの光学系による二つの光学像は一つの撮像素子上に形成される。
An image (optical image) is formed on the image plane IP by the
図2(a)は、本実施例のレンズ装置100の光学系101、102によって形成されるイメージサークルを模式的に示した図である。図2(a)に示した矩形領域は撮像素子の有効領域を表しており、楕円はイメージサークルを表している。図2(a)に示すように、本実施例の光学系101、102のイメージサークルの形状は、円ではなく楕円となっている。
FIG. 2A is a diagram schematically illustrating an image circle formed by the
図2(a)を図2(b)、(c)と比較して、本実施例のレンズ装置100においてイメージサークルの形状を楕円としたことによる技術的効果を説明する。
2 (a) and 2 (c), a description will be given of the technical effect of the
二つの光学系による二つの像を一つの撮像素子で取得する場合を考える。撮像素子の縦横比率が1:2であれば、撮像素子を二つの正方領域に分け、各正方領域にそれぞれのイメージサークルを内接させることで画素を無駄なく画素を利用することができる。しかしながら、一般的な撮像素子の縦横比率は2:3や3:4である。この場合、図2(b)のように二つの光学系のイメージサークル径をそれぞれ撮像素子の長辺の半分の長さとすると、撮像素子上に撮影に使用しない領域(図2(b)の灰色で示した領域)が生じる。このため、撮像素子上の画素の一部が無駄になってしまう。一方、図2(c)のように、二つの光学系のイメージサークル径をそれぞれ撮像素子の短辺と等しくすると、撮像素子の画素の利用効率は向上するが、水平方向の画角が減じられてしまう。このため、十分に広画角な画像(映像)を取得できなくなってしまう。 Consider a case where two images obtained by two optical systems are acquired by one image sensor. If the aspect ratio of the image sensor is 1: 2, the image sensor is divided into two square areas, and each image circle is inscribed in each square area, so that pixels can be used without waste. However, the aspect ratio of a general image sensor is 2: 3 or 3: 4. In this case, as shown in FIG. 2B, if the image circle diameters of the two optical systems are each set to half the length of the long side of the image sensor, an area not used for photographing on the image sensor (the gray area in FIG. 2B) (Area indicated by). For this reason, some of the pixels on the image sensor are wasted. On the other hand, as shown in FIG. 2C, when the image circle diameters of the two optical systems are each equal to the short side of the image sensor, the use efficiency of the pixels of the image sensor is improved, but the angle of view in the horizontal direction is reduced. Would. For this reason, an image (video) having a sufficiently wide angle of view cannot be obtained.
このため本実施例では一つの矩形の撮像素子の長辺に平行な方向に二つの光学系101,102によるイメージサークルを並べて配置し、それぞれのイメージサークルを楕円形状としている。これにより、二つのイメージサークルを一つの矩形の撮像素子内に収めることができ、さらに撮像素子の画素の利用効率を高めることができる。結果として、広画角で高画質な画像(映像)を取得することが可能となる。
For this reason, in this embodiment, the image circles of the two
本実施例の光学系101は、イメージサークルを楕円形状とするために、光軸に垂直な二つの異なる方向で曲率の異なるレンズ面を少なくとも2面有して構成されている。光軸に垂直な二つの異なる方向で曲率の異なるレンズ面とは、例えばアナモフィック面やトーリック面がある。このようなレンズ面を2面以上設けたのは、光軸に垂直な二つの異なる方向で焦点距離を変えつつ、結像位置のずれを補正するためである。なお、光軸とは、光学系の中心軸を言う。このため、本実施例のように光学系101が反射部材を含む場合、光軸は光学系内で折れ曲がることになる。
The
本実施例のレンズ装置100では、以上の構成により、一つの撮像素子上に像を形成可能としつつ、広画角かつ高画質な画像を取得可能としている。
In the
次に、本実施例の光学系101について述べる。
Next, the
図3は、本実施例の光学系101の断面図である。ただし、反射部材103、105により折り曲げられた光路は展開して示している。図3(a)はX−Y断面の断面図であり、図3(b)はX−Z断面の断面図である。ここで、軸X,Y,Zは図1における軸と対応している。すなわちZ軸は光学系101と光学系102が並ぶ方向(光学系101と光学系102の最も物体側の面にそれぞれ入射する軸上光線に対して共に垂直な方向)の軸である。X軸は光学系101と光学系102の最も物体側の面に入射する軸上光線と平行な軸、Y軸はZ軸およびX軸に垂直な軸である。以下では、Z軸に平行な方向を水平方向(第1の方向)、Y軸に平行な方向を垂直方向(第2の方向)とも呼ぶ。なお、軸上光線とは光学系101において光軸上を通って像面に達する光線である。
FIG. 3 is a sectional view of the
本実施例の光学系101は、複数のレンズと反射部材103,105を有して構成されている。本実施例では、第1反射部材103と第2反射部材105は共にプリズムであるが、単なるミラーであっても良い。反射部材としてプリズムを用いる場合、光の入射面と出射面は平面であっても曲面であっても良い。
The
本実施例では、水平方向の長さが36mm、垂直方向の長さが24mmの撮像素子(縦横比2:3)を用いる。このため、一つの光学系が使用できる撮像素子上のスペースは、水平方向の長さが18mm、垂直方向の長さが24mmとなる。ここで、製造誤差による光軸ズレや、隣のレンズの漏れ光による像の干渉を考慮して、左右上下に0.25mmのスペースをとる。このため、一つの光学系のイメージサークルの水平方向の長さは17.5mm、垂直方向の長さは23.5mmとなる。 In the present embodiment, an image sensor (length / width ratio: 2: 3) having a horizontal length of 36 mm and a vertical length of 24 mm is used. For this reason, the space on the image sensor that can be used by one optical system has a horizontal length of 18 mm and a vertical length of 24 mm. Here, a space of 0.25 mm is left, right, up and down in consideration of an optical axis shift due to a manufacturing error and image interference due to leakage light of an adjacent lens. Therefore, the horizontal length of the image circle of one optical system is 17.5 mm, and the vertical length is 23.5 mm.
また、本実施例の光学系101は、等角射影で最大画角が180°の魚眼レンズである。等角射影とは半像高をy、半画角をθ、焦点距離をfとするとき、y=fθの関係が成立する射影方式である。
Further, the
ここで、光学系101の水平方向の焦点距離をfz、垂直方向の焦点距離をfyとすると、y=fθの関係式およびイメージサークルの大きさから、fz=5.57mm、fy=7.48mmと求まる。すなわち、fyとfzがこのような値となるように、光軸に垂直な二つの方向で曲率の異なる非球面を導入すれば良い。
Here, assuming that the horizontal focal length of the
本実施例では、アナモフィック面を光軸に垂直な二つの方向で曲率の異なる非球面ASとして、第9面、第16面、第25面、第27面の計4面に設けている。いずれのアナモフィック面も、水平方向と垂直方向で曲率が異なっている。 In the present embodiment, the anamorphic surfaces are provided as aspheric surfaces AS having different curvatures in two directions perpendicular to the optical axis, that is, on a ninth surface, a sixteenth surface, a twenty-fifth surface, and a twenty-seventh surface in total. Both anamorphic surfaces have different curvatures in the horizontal and vertical directions.
本実施例の光学系101では、物体側から第1反射部材103までを、物体側凸面の負メニスカスレンズ、物体側凸面の負メニスカスレンズ、両凹レンズ、両凹レンズと物体側凸面の正メニスカスレンズの接合レンズ、両凸レンズで構成している。第2負レンズの物体側に非球面を配置し、広角レンズで問題となる非点収差、歪曲を補正している。接合レンズの像側面にアナモフィック面を配置している。
In the
また、第1反射部材103と第2反射部材105の間には、物体側から、物体側凸面の負メニスカスレンズと物体側凸面の正メニスカスレンズの接合レンズ、絞りSPを配置している。接合レンズの像側面はアナモフィック面としている。
Further, between the
また、第2反射部材105から像面までは、物体側から、両凸レンズと像側凸面の負メニスカスレンズの接合レンズ、両凸レンズ、物体側凸面の負メニスカスレンズ、像側凸面で物体側にアナモフィック非球面を有するレンズで構成している。物体側凸面の負メニスカスレンズの物体側面にもアナモフィック面を配置している。 In addition, from the object side, from the object side, a cemented lens of a biconvex lens and a negative meniscus lens having a convex surface on the image side, a biconvex lens, a negative meniscus lens having a convex surface on the object side, and an anamorphic lens having a convex surface on the image side from the object side. It is composed of a lens having an aspherical surface. An anamorphic surface is also arranged on the object side surface of the negative meniscus lens having a convex surface on the object side.
本実施例では、4面のアナモフィック非球面を配置している。特に、最終レンズに用いているアナモフィック非球面は曲率差が大きく、最終レンズの水平方向の焦点距離は−125.3mm、垂直方向の焦点距離は42.2mmとしている。 In this embodiment, four anamorphic aspherical surfaces are arranged. In particular, the anamorphic aspherical surface used for the final lens has a large curvature difference, and the final lens has a horizontal focal length of -125.3 mm and a vertical focal length of 42.2 mm.
なお、本実施例では光学系101の射影方式を等角射影としたが、他の射影方式であっても良い。また、イメージサークルの干渉等を考慮し、イメージサークルの上下左右に0.25mmのスペースを確保したが、スペースを設けるかどうか、また、スペースの量をいくらにするのかは任意に設定可能である。
In this embodiment, the projection system of the
本実施例のレンズ装置100における二つの光学系101,102の最も物体側のレンズ面上における光軸の距離(基線長)は61.97mmとなっている。
The distance (base length) of the optical axis of the two
図4は、本実施例の光学系101の無限遠合焦時の収差図である。図4(a)は水平方向における収差図、図4(b)は垂直方向における収差図、図4(c)は水平方向に対して45°の角度を成す斜め方向における収差図である。
FIG. 4 is an aberration diagram of the
各収差図においてFnoはFナンバー、ωは半画角(°)である。球面収差図において、実線はd線(波長587.6nm)、破線はg線(波長435.8nm)の球面収差を表している。非点収差図において実線(ΔS)はd線におけるサジタル像面、破線(ΔM)はd線におけるメリディオナル像面の非点収差を表している。歪曲収差図はd線の歪曲を示している。色収差図はg線の色収差を示している。これらは以降の収差図においても同様である。 In each aberration diagram, Fno is an F number, and ω is a half angle of view (°). In the spherical aberration diagram, the solid line represents the spherical aberration at the d-line (wavelength 587.6 nm), and the broken line represents the spherical aberration at the g-line (wavelength 435.8 nm). In the astigmatism diagram, the solid line (ΔS) represents the astigmatism of the sagittal image plane at the d-line, and the broken line (ΔM) represents the astigmatism of the meridional image plane at the d-line. The distortion diagram shows the d-line distortion. The chromatic aberration diagram shows the chromatic aberration of the g-line. The same applies to the following aberration diagrams.
次に、本実施例のレンズ装置100が満足することが好ましい条件について述べる。
Next, conditions that are preferably satisfied by the
光学系101のイメージサークルは、本実施例のように、水平方向の長さよりも垂直方向の長さが長い形状であることが好ましい。すなわち、イメージサークルを垂直方向に拡大する(または水平方向に縮小する)ように、光軸に垂直な二つの方向で曲率の異なる非球面ASを配置することが好ましい。これによって、一般的な形状の一つの撮像素子上に二つの光学系101,102による像を形成させる場合に画素の利用効率を高めることができる。
It is preferable that the image circle of the
また、光学系101は、アナモフィック面等の光軸に垂直な二つの方向で曲率の異なる非球面を3面以上有して構成されていることが好ましい。これによって、収差補正上の自由度を向上させることができ、結果として斜め方向に対しても十分高い光学性能を得ることができる。
Further, the
また、光学系101は絞りSPを有して構成され、絞りSPの光入射側と光出射側に少なくとも1面ずつ光軸に垂直な二つの方向で曲率の異なる非球面を有することが好ましい。本実施例の光学系101では、絞りSPの前後に反射部材103,105が配置されており、反射部材に対して絞りの反対側にあるレンズでは、光軸に垂直な2つの方向で、軸外光線がレンズを通過する高さが異なる。そのため、このような位置に光軸に垂直な二つの方向で曲率の異なる非球面を配置することで、二つの方向に対して独立して光学特性を制御することが容易にすることができる。
In addition, it is preferable that the
また、光学系101は、本実施例のように、光路を折り曲げる反射部材を少なくとも二つ有することが好ましい。
Further, it is preferable that the
本実施例のレンズ装置100は、一つの撮像素子に対して二つの光学系101,102を水平に並べた構成を備えており、これによって立体撮影が可能な構成となっている。
The
レンズ装置100によって臨場感の高い立体画像(映像)を取得するには、撮影時の二つの光学系101,102の入射側の光軸の距離(基線長)を長くすることが好ましい。基線長が短すぎると、光学系101,102の間で視差がつかず、立体感が不十分となり得る。一般的に、人間の目の間隔は60mm前後であり、高い臨場感のある映像を撮影するには、二つの光学系に人間の目の間隔に近い基線長を持たせるのが良い。
In order to obtain a highly realistic three-dimensional image (video) with the
一方、本実施例のレンズ装置100では、一つの撮像素子で二つの光学系101,102による像を取得するが、一般的な撮像素子の大きさは、60mmより大幅に小さい。そのため、撮像素子に対して、単純に光学系101,102を並べただけでは、基線長が不十分となり得る。そこで、図1に示すように、光路を少なくとも2回折り曲げることにより、二つの光学系101,102の基線長を長くすることが可能となる。その結果、十分な立体感を得られる画像(映像)を取得することが可能となり、高い臨場感を得ることができる。なお、反射部材としては、本実施例のプリズムであっても良いし、単なるミラーであっても良い。
On the other hand, in the
なお、基線長が長すぎる場合には、視差がつきすぎて、影画像を観察する際、立体感が強調され、観察者に疲労を感じさせる可能性が高くなる。また、基線長と人間の目の間隔とのズレが大きくなるほど、人間の体感、経験に基づく立体感覚からのズレが大きくなり、違和感を生じてしまう。そのため、基線長は40mm以上70mm以下であることがより好ましい。 If the base line length is too long, the parallax is too large, and when observing a shadow image, the stereoscopic effect is emphasized, and the possibility that the observer feels tired increases. In addition, as the deviation between the base line length and the distance between human eyes increases, the deviation from the three-dimensional sensation based on human bodily sensation and experience increases, causing a sense of incongruity. Therefore, the base line length is more preferably 40 mm or more and 70 mm or less.
なお、光学系101において光路を折り曲げる反射部材を二つ設ける場合、この二つの反射部材は、2面の光軸に垂直な二つの方向で曲率の異なる非球面の間に設けることが好ましい。前述のように、光軸に垂直な二つの方向で曲率の異なる非球面は各画角の光が分離した位置(光学系101のより物体側またはより像側)に配置することが好ましい。一方、反射部材を小型に構成するためには、反射部材を光線が集中する位置に配置することが好ましい。したがって、二つの反射部材と2面の非球面を上述のように配置することで、高い光学性能とレンズ装置100の小型化を同時に達成することが可能となる。
When two reflecting members for bending the optical path are provided in the
また、光学系101の全画角をAVとしたとき、以下の条件式を満足することが好ましい。
150°<AV<190° (1)
When the entire angle of view of the
150 ° <AV <190 ° (1)
式(1)はより高い臨場感の画像(映像)を得るために必要な光学系101の画角を規定するものである。条件式(1)の上限値を上回る場合、十分な画角の画像(映像)を取得することはできるが光学系が大型化してしまうため好ましくない。条件式(1)の下限値を下回る場合、画角が小さくなりすぎ、例えばレンズ装置100を用いて得られた画像(映像)をヘッドマウントディスプレイで観察する際に周辺部に画像の無い領域が増加してしまう。この場合、高い臨場感が得られなくなるため好ましくない。
Equation (1) defines the angle of view of the
なお、条件式(1)の数値範囲は以下の条件式(1a)の範囲とすることがより好ましく、条件式(1b)の範囲とすることがさらに好ましい。
155°<AV<187° (1a)
160°<AV<185° (1b)
It is more preferable that the numerical value range of the conditional expression (1) be in the range of the following conditional expression (1a), and it is even more preferable that the numerical value range of the conditional expression (1b) be in the following range.
155 ° <AV <187 ° (1a)
160 ° <AV <185 ° (1b)
また、光学系101の水平方向の焦点距離をfh、垂直方向の焦点距離をfvとしたとき、以下の条件式(2)を満足することが好ましい。ここで、水平方向の焦点距離とは、光学系101と光学系102の最も物体側の面にそれぞれ入射する軸上光線に対して共に垂直な方向での焦点距離である。また、水平方向の焦点距離とは、光学系101と光学系102の最も物体側の面にそれぞれ入射する軸上光線に垂直な直線と、該軸上光線と、に対して垂直な方向における焦点距離である。
0.55<fh/fv<0.90 (2)
When the horizontal focal length of the
0.55 <fh / fv <0.90 (2)
条件式(2)の下限値を下回ると、垂直方向と水平方向の焦点距離差が大きくなり、斜め方向の光学性能を十分に高くすることが難しくなる。また、斜め方向の光学性能を高めるためには多数のアナモフィック面、トーリック面等が必要となってしまう。条件式(2)の上限値を超えると、イメージサークルが円形に近づきすぎ、撮像素子上の画素を十分有効に活用できなくなってしまう。 When the value goes below the lower limit of conditional expression (2), the difference between the focal length in the vertical direction and the focal length in the horizontal direction increases, and it becomes difficult to sufficiently increase the optical performance in the oblique direction. Further, in order to enhance the optical performance in the oblique direction, a large number of anamorphic surfaces, toric surfaces and the like are required. When the value exceeds the upper limit of conditional expression (2), the image circle becomes too close to a circle, and the pixels on the image sensor cannot be used sufficiently effectively.
なお、条件式(2)の数値範囲は以下の条件式(2a)の範囲とすることがより好ましく、条件式(2b)の範囲とすることがさらに好ましい。
0.60<fh/fv<0.88 (2a)
0.70<fh/fv<0.86 (2b)
It is more preferable that the numerical value range of the conditional expression (2) is in the range of the following conditional expression (2a), and it is more preferable that the numerical value range of the conditional expression (2b) is in the following range.
0.60 <fh / fv <0.88 (2a)
0.70 <fh / fv <0.86 (2b)
次に、光学系の構成を異ならせた他の実施例について述べる。 Next, another embodiment having a different configuration of the optical system will be described.
実施例2のレンズ装置は、実施例1と同様に、水平方向の長さが36mm、垂直方向の長さが24mmの撮像素子(縦横比2:3)に対して用いられるものである。それゆえ、実施例2の光学系の焦点距離は、実施例1と同様に、fz=5.57mm、fy=7.48mmである。 As in the first embodiment, the lens device of the second embodiment is used for an image sensor (aspect ratio 2: 3) having a horizontal length of 36 mm and a vertical length of 24 mm. Therefore, similarly to the first embodiment, the focal length of the optical system of the second embodiment is fz = 5.57 mm and fy = 7.48 mm.
図5に、実施例2のレンズ装置における光学系101の断面図を示す。実施例2の光学系は、特に第2反射部材105から像面までの間の構成が実施例1と異なる。実施例2では、第2反射部材105から像面の間に、物体側から、両凸レンズと像側凸面の負メニスカスレンズの接合レンズ、両凸レンズ、物体側凸面の負メニスカスレンズ、二つのシリンドリカルレンズを配置している。物体側凸面の負メニスカスレンズの物体側面にアナモフィック面を配置している。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
実施例1では、最終レンズに曲率差の大きなアナモフィック面を用いたが、一般に一つの面に曲率差の大きな面を成型するのは困難である。そのため、実施例2では、水平方向のみに曲率をもつシリンドリカル面と、垂直方向のみに曲率を持つシリンドリカル面の二つを用いた。アナモフィックレンズでは水平、垂直方向に対して一つの面で曲率差をつけることが可能であるためレンズ枚数を削減できるが、シリンドリカルレンズは加工が容易であるためコストを低減することができる。なお、シリンドリカルレンズを用いる場合はレンズ枚数が増加するため、アナモフィックレンズ、シリンドリカルレンズを使い分けることで設計自由度をより向上させることができる。実施例2では、アナモフィックレンズとシリンドリカルレンズを組み合わせたが、シリンドリカルレンズのみで実現することも可能である。 In the first embodiment, an anamorphic surface having a large difference in curvature is used for the final lens. However, it is generally difficult to mold a surface having a large difference in curvature on one surface. Therefore, in Example 2, two cylindrical surfaces having a curvature only in the horizontal direction and a cylindrical surface having the curvature only in the vertical direction were used. In the case of an anamorphic lens, it is possible to make a curvature difference on one surface in the horizontal and vertical directions, so that the number of lenses can be reduced. However, the cost can be reduced because the cylindrical lens is easy to process. When a cylindrical lens is used, the number of lenses increases. Therefore, the degree of freedom in design can be further improved by selectively using an anamorphic lens and a cylindrical lens. In the second embodiment, the anamorphic lens and the cylindrical lens are combined, but it is also possible to realize only with the cylindrical lens.
また、実施例2のレンズ装置における基線長は61.97mmである。 In addition, the base line length in the lens device of Example 2 is 61.97 mm.
なお、実施例2では二つのシリンドリカルレンズを接合しているが、分離しても良い。 In the second embodiment, two cylindrical lenses are joined, but they may be separated.
図6は、実施例2の光学系101の無限遠合焦時の収差図である。図6(a)は水平方向における収差図、図6(b)は垂直方向における収差図、図6(c)は水平方向に対して45°の角度を成す方向における収差図である。
FIG. 6 is an aberration diagram of the
実施例3の光学系では、実施例1,2と異なり、水平方向の長さが24mm、垂直方向の長さが14mmの撮像素子(縦横比9:16)を用いる。このため、一つの光学系が使用できる撮像素子上のスペースは、水平方向の長さが12mm、垂直方向の長さが14mmとなる。ここで、製造誤差による光軸ズレや、隣のレンズの漏れ光による像の干渉を考慮して、左右上下に0.25mmのスペースをとる。このため、一つの光学系のイメージサークルの水平方向の長さは11.5mm、垂直方向の長さは13.5mmとなる。 In the optical system according to the third embodiment, unlike the first and second embodiments, an image sensor (aspect ratio 9:16) having a horizontal length of 24 mm and a vertical length of 14 mm is used. For this reason, the space on the image sensor that can be used by one optical system has a horizontal length of 12 mm and a vertical length of 14 mm. Here, a space of 0.25 mm is left, right, up and down in consideration of an optical axis shift due to a manufacturing error and image interference due to leakage light of an adjacent lens. Therefore, the horizontal length of the image circle of one optical system is 11.5 mm, and the vertical length is 13.5 mm.
また、実施例3の光学系は、等角射影で最大画角が180°の魚眼レンズである。したがって、y=fθの関係式およびイメージサークルの大きさから、本実施例の光学系の焦点距離は、fz=3.66mm、fy=4.30mmと求まる。 The optical system according to the third embodiment is a fisheye lens having a maximum angle of view of 180 ° in conformal projection. Therefore, from the relational expression of y = fθ and the size of the image circle, the focal length of the optical system of this embodiment is obtained as fz = 3.66 mm and fy = 4.30 mm.
図7に、実施例3のレンズ装置における光学系101の断面図を示す。実施例3の光学系101では、物体側から第1反射部材103までを、物体側凸面の負メニスカスレンズ、物体側凸面の負メニスカスレンズ、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズ、像側凸面の負メニスカスレンズ、両凸レンズで構成している。第2負レンズの物体側に非球面を配置し、広角レンズで問題となる非点収差、歪曲を補正している。また、接合レンズの物体側面と、第1反射部材103の物体側に配置される両凸レンズの物体側面をアナモフィック面としている。
FIG. 7 is a sectional view of the
また、実施例3の光学系101では、第1反射部材103と第2反射部材105の間に、物体側から、絞りSP、物体側凸面の負メニスカスレンズと凸レンズの接合レンズを配置している。接合レンズの像側面をアナモフィック面としている。
In the
また、実施例3の光学系では、第2反射素子から像面の間に、物体側から、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズ、両凸レンズ、物体側凸面の負メニスカスレンズ、像側凸面で物体側にアナモフィック面を有する正メニスカスレンズを配置している。接合レンズの物体側面に非球面を配置し、球面収差、コマ収差を良好に補正している。 In the optical system according to the third embodiment, a cemented lens of a biconvex lens and a biconcave lens, a biconvex lens, a negative meniscus lens having a convex surface on the object side, and a convex lens on the image side are located between the second reflective element and the image plane from the object side. A positive meniscus lens having an anamorphic surface on the side is arranged. An aspherical surface is arranged on the object side surface of the cemented lens, and spherical aberration and coma are corrected well.
また、実施例3のレンズ装置における基線長は50.00mmである。 The base line length in the lens device according to the third embodiment is 50.00 mm.
図8は、実施例3の光学系101の無限遠合焦時の収差図である。図8(a)は水平方向における収差図、図8(b)は垂直方向における収差図、図8(c)は水平方向に対して45°の角度を成す方向における収差図である。
FIG. 8 is an aberration diagram of the
実施例4のレンズ装置における光学系101の断面図を図9に示す。実施例4では、実施例1乃至3と異なり、反射部材としてプリズムではなくミラーを用いている。実施例4のレンズ装置で用いる撮像素子は実施例3と同様であるが、基線長はわずかに異なっており、49.96mmである。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the
図10は、実施例4の光学系101の無限遠合焦時の収差図である。図10(a)は水平方向における収差図、図10(b)は垂直方向における収差図、図10(c)は水平方向に対して45°の角度を成す方向における収差図である。
FIG. 10 is an aberration diagram of the
次に、実施例1乃至4の光学系に対応する数値実施例1乃至4を示す。各数値実施例は、無限遠合焦状態を表している。各数値実施例において、面番号は物体側から数えた際の光学面の順序である。rは物体側から数えて第i番目(iは自然数)の光学面(第i面)の曲率半径、dは第i面と第i+1面との間の間隔である。nd、νdは、レンズのd線に対する屈折率、アッベ数である。 Next, Numerical Embodiments 1 to 4 corresponding to the optical systems of Embodiments 1 to 4 will be described. Each numerical example represents an infinity in-focus condition. In each numerical example, the surface number is the order of the optical surface when counted from the object side. r is the radius of curvature of the i-th optical surface (i-th surface) counted from the object side, and d is the distance between the i-th surface and the (i + 1) -th surface. nd and νd are the refractive index and Abbe number of the lens with respect to the d-line.
また、各数値実施例において、非球面形状のレンズ面については、面番号の後に*(アスタリスク)の符号を付加している。また、面データにおいて、アナモフィック面には曲率半径にANA、シリンドリカル面には曲率半径にCYLと示している。また、各非球面係数における「e±P」は「×10±P」を意味している。 In each numerical example, an asterisk (*) is added to the aspheric lens surface after the surface number. In the surface data, the radius of curvature is indicated by ANA for the anamorphic surface and the radius of curvature is indicated by CYL for the cylindrical surface. In addition, “e ± P” in each aspheric coefficient means “× 10 ± P ”.
以下に、非球面形状の表現方法について述べる。 Hereinafter, a method of expressing an aspherical shape will be described.
まず、方向に依って曲率が変化しない非球面(等高線が同心円となる非球面)について述べる。光軸方向における面頂点からの変位量をx、光軸方向に垂直な方向における光軸からの高さをh、近軸曲率半径をR、円錐定数をk、非球面係数をA4、A6、A8、A10とする。このとき、このような非球面形状は以下の式により表される。
x=(h2/R)/[1+{1−(1+k)(h/R)2}1/2]+A4×h4+A6×h6+A8×h8+A10×h10
First, an aspherical surface whose curvature does not change depending on the direction (an aspherical surface whose contour lines are concentric circles) will be described. The displacement amount from the surface vertex in the optical axis direction is x, the height from the optical axis in the direction perpendicular to the optical axis direction is h, the paraxial radius of curvature is R, the conic constant is k, and the aspheric coefficients are A4 and A6. A8 and A10. At this time, such an aspherical shape is represented by the following equation.
x = (h 2 / R) / [1+ {1- (1 + k) (h / R) 2} 1/2] + A4 × h 4 + A6 × h 6 + A8 × h 8 + A10 × h 10
次に、アナモフィック面について述べる。アナモフィック面は、光軸をx、垂直方向をy、水平方向をzとするとき、2次曲面ベースの一般非球面について、面相対座標系x−y平面、x−z平面両方に対して面対称ではあるが、常に回転対称とは限らない非球面である。あるいは、x−y平面に平行な面での曲面の切断面がzの値によって変わる面である。このようなアナモフィック面は、以下の式で表すことができる。 Next, the anamorphic surface will be described. When the optical axis is x, the vertical direction is y, and the horizontal direction is z, the anamorphic surface is a surface for both a surface relative coordinate system xy plane and an xz plane with respect to a quadratic surface-based general aspheric surface. An aspheric surface that is symmetric, but not always rotationally symmetric. Alternatively, the cut surface of the curved surface in a plane parallel to the xy plane is a plane that changes according to the value of z. Such an anamorphic surface can be represented by the following equation.
Ry,Rz:Y、Z方向の基準曲率半径
Ky、Kz:円錐定数
C1〜C8、C1p〜C8p:y、zに係る非球面係数
Ry, Rz: Reference radii of curvature in the Y and Z directions Ky, Kz: Conical constants C1 to C8, C1p to C8p: Aspherical coefficients related to y and z
次に、シリンドリカル面について述べる。水平方向、垂直方向で曲率を変える光学素子として、トーリック面があるが、トーリック面のうち、Y方向または、Z方向のうち1方向にのみ曲率を持たせた面がシリンドリカル面である。このような面の母線断面での座標系X,Y,Zで母線式Xを表すと、以下のようになる。 Next, the cylindrical surface will be described. As an optical element that changes the curvature in the horizontal direction and the vertical direction, there is a toric surface. Among the toric surfaces, a surface having a curvature in only one of the Y direction and the Z direction is a cylindrical surface. When the bus formula X is represented by the coordinate system X, Y, Z in the cross section of the surface of such a surface, it is as follows.
R:母線方向の基準曲率半径
Ky:母線方向の円錐定数
B2〜B16:母線式Yに係る非球面係数
R: reference curvature radius in the bus direction Ky: conic constant in the bus direction B2 to B16: aspheric coefficient according to the bus equation Y
また、子線断面での座標系X、Y、Zで子線式Sを表すと、以下のようになる。 When the sagittal equation S is represented by the coordinate system X, Y, Z in the sagittal section, the following is obtained.
r:子線方向の基準曲率半径
Kz:子線方向の円錐定数
D2〜D16:子線式Zに係る非球面係数
r: reference radius of curvature in the sagittal direction Kz: conical constant in the sagittal direction D2 to D16: aspheric coefficient according to the sagittal equation Z
母線式X、子線式Sを用いると、トーリック面は以下の式で表すことができる。
x=X+Scosθ
y=Y−Ssinθ
Using the generatrix system X and the sagittal system S, the toric surface can be represented by the following equation.
x = X + Scos θ
y = Y-Ssin θ
[数値実施例1]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 32.469 1.75 2.00100 29.1 38.31
2 11.638 9.95 22.68
3* 41.489 0.95 1.85400 40.4 19.28
4 13.154 7.04 16.52
5 -21.899 1.00 1.69680 55.5 15.10
6 41.414 1.01 15.18
7 -285.328 0.80 1.84666 23.9 15.24
8 14.008 4.18 1.85025 30.1 15.89
9* ANA 0.21 16.29
10 47.107 3.56 2.00069 25.5 16.58
11 -27.234 1.00 16.70
12 ∞ 16.00 1.51633 64.1 15.51
13 ∞ 1.50 10.15
14 14.666 1.00 2.00069 25.5 9.01
15 13.132 1.84 1.55332 71.7 8.64
16* ANA 1.95 8.48
17(絞り) ∞ 1.00 8.26
18 ∞ 13.40 1.51633 64.1 8.13
19 ∞ 0.50 10.37
20* 18.737 3.92 1.58313 59.4 11.25
21 -9.708 1.50 1.80610 33.3 11.48
22 -199.058 0.10 12.56
23 38.792 3.36 1.43875 94.7 12.97
24 -19.630 0.15 13.40
25* ANA 0.75 1.85478 24.8 13.55
26 17.422 3.05 13.32
27* ANA 2.62 1.80400 46.6 13.54
28 -26.269 15.92 15.01
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.22996e-006 A 6=-1.02464e-007 A 8= 3.41693e-010 A10=-3.73367e-012
第20面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.44196e-005 A 6= 1.93654e-007 A 8=-6.59703e-010 A10= 1.25172e-011
アナモフィック面データ
第9面
Ry = 7.68429e+001 Rz = 1.98978e+002 Ky = 0.00000e+000 Kz = 0.00000e+000
c1 = 0.00000e+000 c1p = 0.00000e+000 c2 = 0.00000e+000 c2p = 0.00000e+000
第16面
Ry = 6.49486e+001 Rz = 2.22931e+001 Ky = 0.00000e+000 Kz = 0.00000e+000
c1 = 0.00000e+000 c1p = 0.00000e+000 c2 = 0.00000e+000 c2p = 0.00000e+000
第25面
Ry = 3.00175e+001 Rz = 2.99452e+001 Ky = 0.00000e+000 Kz = 0.00000e+000
c1 = 0.00000e+000 c1p = 0.00000e+000 c2 = 0.00000e+000 c2p = 0.00000e+000
第27面
Ry = -1.99087e+001 Rz = -1.10875e+002 Ky = 0.00000e+000 Kz = 0.00000e+000
c1 = 0.00000e+000 c1p = 0.00000e+000 c2 = 0.00000e+000 c2p = 0.00000e+000
各種データ
垂直方向 水平方向 斜め45°方向
焦点距離 7.44 5.57 6.61
Fナンバー 4.00 2.81 3.48
半画角 90° 90° 90°
半像高 11.75 8.75 10.38
レンズ全長 100.00 100.00 100.00
BF 15.92 15.92 15.92
[Numerical Example 1]
Unit: mm
Surface data Surface number rd nd νd Effective diameter
1 32.469 1.75 2.00100 29.1 38.31
2 11.638 9.95 22.68
3 * 41.489 0.95 1.85400 40.4 19.28
4 13.154 7.04 16.52
5 -21.899 1.00 1.69680 55.5 15.10
6 41.414 1.01 15.18
7 -285.328 0.80 1.84666 23.9 15.24
8 14.008 4.18 1.85025 30.1 15.89
9 * ANA 0.21 16.29
10 47.107 3.56 2.00069 25.5 16.58
11 -27.234 1.00 16.70
12 ∞ 16.00 1.51633 64.1 15.51
13 ∞ 1.50 10.15
14 14.666 1.00 2.00069 25.5 9.01
15 13.132 1.84 1.55332 71.7 8.64
16 * ANA 1.95 8.48
17 (aperture) 1.00 1.00 8.26
18 ∞ 13.40 1.51633 64.1 8.13
19 ∞ 0.50 10.37
20 * 18.737 3.92 1.58313 59.4 11.25
21 -9.708 1.50 1.80610 33.3 11.48
22 -199.058 0.10 12.56
23 38.792 3.36 1.43875 94.7 12.97
24 -19.630 0.15 13.40
25 * ANA 0.75 1.85478 24.8 13.55
26 17.422 3.05 13.32
27 * ANA 2.62 1.80400 46.6 13.54
28 -26.269 15.92 15.01
Image plane ∞
Aspheric surface 3rd surface
K = 0.00000e + 000 A 4 = -4.22996e-006 A 6 = -1.02464e-007 A 8 = 3.41693e-010 A10 = -3.73367e-012
Side 20
K = 0.00000e + 000 A 4 = -5.44196e-005 A 6 = 1.93654e-007 A 8 = -6.59703e-010 A10 = 1.25172e-011
Anamorphic surface data surface 9
Ry = 7.68429e + 001 Rz = 1.98978e + 002 Ky = 0.00000e + 000 Kz = 0.00000e + 000
c1 = 0.00000e + 000 c1p = 0.00000e + 000 c2 = 0.00000e + 000 c2p = 0.00000e + 000
16th page
Ry = 6.49486e + 001 Rz = 2.22931e + 001 Ky = 0.00000e + 000 Kz = 0.00000e + 000
c1 = 0.00000e + 000 c1p = 0.00000e + 000 c2 = 0.00000e + 000 c2p = 0.00000e + 000
Side 25
Ry = 3.00175e + 001 Rz = 2.99452e + 001 Ky = 0.00000e + 000 Kz = 0.00000e + 000
c1 = 0.00000e + 000 c1p = 0.00000e + 000 c2 = 0.00000e + 000 c2p = 0.00000e + 000
Surface 27
Ry = -1.99087e + 001 Rz = -1.10875e + 002 Ky = 0.00000e + 000 Kz = 0.00000e + 000
c1 = 0.00000e + 000 c1p = 0.00000e + 000 c2 = 0.00000e + 000 c2p = 0.00000e + 000
Various data
Vertical direction Horizontal direction Oblique 45 ° focal length 7.44 5.57 6.61
F-number 4.00 2.81 3.48
Half angle of
Half height 11.75 8.75 10.38
Total lens length 100.00 100.00 100.00
BF 15.92 15.92 15.92
[数値実施例2]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 30.884 1.75 2.00100 29.1 37.35
2 11.363 9.12 22.14
3* 31.829 0.95 1.85400 40.4 19.09
4 11.281 7.23 15.91
5 -20.245 1.00 1.72916 54.7 14.64
6 47.372 0.80 14.82
7 1825.982 0.80 1.84666 23.9 14.90
8 11.998 4.56 1.85025 30.1 15.57
9* ANA 0.89 15.95
10 50.335 3.56 2.00069 25.5 16.57
11 -26.276 0.99 16.71
12 ∞ 16.00 1.51633 64.1 15.50
13 ∞ 1.50 10.19
14 12.789 1.00 2.00100 29.1 9.24
15 10.258 2.08 1.55332 71.7 8.87
16* ANA 1.71 8.68
17(絞り) ∞ 1.00 8.46
18 ∞ 13.40 1.51633 64.1 8.32
19 ∞ 0.53 10.26
20* ANA 4.14 1.58313 59.4 10.98
21 -7.927 1.00 1.80610 33.3 11.28
22 -49.161 1.07 12.59
23 305.611 3.85 1.43875 94.7 13.52
24 -12.634 0.15 14.15
25* ANA 0.75 2.00100 29.1 14.14
26 27.122 2.29 13.95
27* CYL 1.18 1.80400 46.6 14.01
28 ∞ 1.30 1.80400 46.6 14.62
29* CYL 15.42 15.01
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.07333e-006 A 6=-4.82533e-008 A 8=-6.26578e-010 A10= 2.40628e-013
第20面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.39729e-005 A 6=-2.19476e-007 A 8= 1.03158e-008 A10=-1.36032e-010
アナモフィック面データ
第9面
Ry = 6.71518e+001 Rz = 1.52064e+002 Ky = 0.00000e+000 Kz = 0.00000e+000
c1 = 0.00000e+000 c1p = 0.00000e+000 c2 = 0.00000e+000 c2p = 0.00000e+000
第16面
Ry = 5.53025e+001 Rz = 2.27955e+001 Ky = 0.00000e+000 Kz = 0.00000e+000
c1 = 0.00000e+000 c1p = 0.00000e+000 c2 = 0.00000e+000 c2p = 0.00000e+000
第25面
Ry = 3.62715e+001 Rz = 5.60441e+001 Ky = 0.00000e+000 Kz = 0.00000e+000
c1 = 0.00000e+000 c1p = 0.00000e+000 c2 = 0.00000e+000 c2p = 0.00000e+000
シリンドリカル面データ
第27面
Ry = -2.85985e+001 Ky = 0.00000e+000 b2 = 0.00000e+000 b4 = 0.00000e+000
Rz = 0.00000e+000 Kz = 0.00000e+000 d2 = 0.00000e+000 d4 = 0.00000e+000
第29面
Ry = 0.00000e+000 Ky = 0.00000e+000 b2 = 0.00000e+000 b4 = 0.00000e+000
Rz = -4.80410e+001 Kz = 0.00000e+000 d2 = 0.00000e+000 d4 = 0.00000e+000
垂直方向 水平方向 斜め45°方向
焦点距離 7.44 5.57 6.59
Fナンバー 4.00 2.84 3.43
半画角 90° 90° 90°
半像高 11.75 8.75 10.35
レンズ全長 100.00 100.00 100.00
BF 15.42 15.42 15.42
[Numerical example 2]
Unit: mm
Surface data Surface number rd nd νd Effective diameter
1 30.884 1.75 2.00100 29.1 37.35
2 11.363 9.12 22.14
3 * 31.829 0.95 1.85400 40.4 19.09
4 11.281 7.23 15.91
5 -20.245 1.00 1.72916 54.7 14.64
6 47.372 0.80 14.82
7 1825.982 0.80 1.84666 23.9 14.90
8 11.998 4.56 1.85025 30.1 15.57
9 * ANA 0.89 15.95
10 50.335 3.56 2.00069 25.5 16.57
11 -26.276 0.99 16.71
12 ∞ 16.00 1.51633 64.1 15.50
13 ∞ 1.50 10.19
14 12.789 1.00 2.00100 29.1 9.24
15 10.258 2.08 1.55332 71.7 8.87
16 * ANA 1.71 8.68
17 (aperture) ∞ 1.00 8.46
18 ∞ 13.40 1.51633 64.1 8.32
19 ∞ 0.53 10.26
20 * ANA 4.14 1.58313 59.4 10.98
21 -7.927 1.00 1.80610 33.3 11.28
22 -49.161 1.07 12.59
23 305.611 3.85 1.43875 94.7 13.52
24 -12.634 0.15 14.15
25 * ANA 0.75 2.00 100 29.1 14.14
26 27.122 2.29 13.95
27 * CYL 1.18 1.80400 46.6 14.01
28 ∞ 1.30 1.80 400 46.6 14.62
29 * CYL 15.42 15.01
Image plane ∞
Aspheric surface 3rd surface
K = 0.00000e + 000 A 4 = -5.07333e-006 A 6 = -4.82533e-008 A 8 = -6.26578e-010 A10 = 2.40628e-013
Side 20
K = 0.00000e + 000 A 4 = -6.39729e-005 A 6 = -2.19476e-007 A 8 = 1.03158e-008 A10 = -1.36032e-010
Anamorphic surface data surface 9
Ry = 6.71518e + 001 Rz = 1.52064e + 002 Ky = 0.00000e + 000 Kz = 0.00000e + 000
c1 = 0.00000e + 000 c1p = 0.00000e + 000 c2 = 0.00000e + 000 c2p = 0.00000e + 000
16th page
Ry = 5.53025e + 001 Rz = 2.27955e + 001 Ky = 0.00000e + 000 Kz = 0.00000e + 000
c1 = 0.00000e + 000 c1p = 0.00000e + 000 c2 = 0.00000e + 000 c2p = 0.00000e + 000
Side 25
Ry = 3.62715e + 001 Rz = 5.60441e + 001 Ky = 0.00000e + 000 Kz = 0.00000e + 000
c1 = 0.00000e + 000 c1p = 0.00000e + 000 c2 = 0.00000e + 000 c2p = 0.00000e + 000
27th cylindrical surface data
Ry = -2.85985e + 001 Ky = 0.00000e + 000 b2 = 0.00000e + 000 b4 = 0.00000e + 000
Rz = 0.00000e + 000 Kz = 0.00000e + 000 d2 = 0.00000e + 000 d4 = 0.00000e + 000
No. 29
Ry = 0.00000e + 000 Ky = 0.00000e + 000 b2 = 0.00000e + 000 b4 = 0.00000e + 000
Rz = -4.80410e + 001 Kz = 0.00000e + 000 d2 = 0.00000e + 000 d4 = 0.00000e + 000
Vertical direction Horizontal direction Oblique 45 ° focal length 7.44 5.57 6.59
F-number 4.00 2.84 3.43
Half angle of
Half height 11.75 8.75 10.35
Total lens length 100.00 100.00 100.00
BF 15.42 15.42 15.42
[数値実施例3]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 22.368 1.01 2.00069 25.5 22.50
2 7.440 5.23 14.00
3* 88.279 0.55 1.88300 40.8 13.16
4 12.948 3.35 11.80
5* ANA 2.32 1.66565 35.6 10.35
6 -32.318 0.46 1.95375 32.3 9.66
7 11.873 1.82 8.96
8 -13.855 0.60 1.49700 81.5 8.95
9 -97.656 1.13 9.19
10* ANA 1.90 1.85478 24.8 9.57
11 -19.338 0.57 9.57
12 ∞ 9.19 1.51633 64.1 9.03
13 ∞ 5.58 6.28
14(絞り) ∞ 1.18 5.78
15 8.242 0.57 1.86501 42.0 6.04
16 6.103 1.78 1.55332 71.7 5.83
17* ANA 1.45 5.71
18 ∞ 7.70 1.51633 64.1 5.38
19 ∞ 0.28 6.68
20* 11.414 2.29 1.58313 59.4 7.00
21 -6.095 0.80 1.88300 40.8 7.02
22 42.134 0.10 7.53
23 10.769 2.31 1.43875 94.7 7.99
24 -13.767 0.15 8.14
25 29.747 0.60 1.85478 24.8 8.10
26 8.965 1.82 7.92
27* ANA 1.27 1.55332 71.7 8.13
28 -10.667 9.00 8.70
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.87079e-005 A 6= 1.19360e-006 A 8=-5.13558e-008 A10= 8.23504e-010 A12=-5.50361e-012
第20面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.50009e-004 A 6= 4.19879e-006 A 8=-3.30062e-007 A10= 8.71597e-009
アナモフィック面データ
第5面
Ry = 1.93881e+001 Rz = 3.05440e+001 Ky = 0.00000e+000 Kz = 0.00000e+000
c1 = 0.00000e+000 c1p = 0.00000e+000 c2 = 0.00000e+000 c2p = 0.00000e+000
第10面
Ry = 3.48218e+001 Rz = 2.87789e+001 Ky = 0.00000e+000 Kz = 0.00000e+000
c1 = 0.00000e+000 c1p = 0.00000e+000 c2 = 0.00000e+000 c2p = 0.00000e+000
第17面
Ry =-1.24783e+002 Rz = 1.03123e+003 Ky = 0.00000e+000 Kz = 0.00000e+000
c1 = 0.00000e+000 c1p = 0.00000e+000 c2 = 0.00000e+000 c2p = 0.00000e+000
第27面
Ry =-1.46567e+001 Rz =-3.73717e+001 Ky = 0.00000e+000 Kz = 0.00000e+000
c1 = 0.00000e+000 c1p = 0.00000e+000 c2 = 0.00000e+000 c2p = 0.00000e+000
各種データ
垂直方向 水平方向 斜め45°方向
焦点距離 4.30 3.66 4.00
Fナンバー 3.98 3.52 3.77
半画角 90° 90° 90°
半像高 6.75 5.75 6.27
レンズ全長 65.00 65.00 65.00
BF 9.00 9.00 9.00
[Numerical example 3]
Unit: mm
Surface data Surface number rd nd νd Effective diameter
1 22.368 1.01 2.00069 25.5 22.50
2 7.440 5.23 14.00
3 * 88.279 0.55 1.88300 40.8 13.16
4 12.948 3.35 11.80
5 * ANA 2.32 1.66565 35.6 10.35
6 -32.318 0.46 1.95375 32.3 9.66
7 11.873 1.82 8.96
8 -13.855 0.60 1.49700 81.5 8.95
9 -97.656 1.13 9.19
10 * ANA 1.90 1.85478 24.8 9.57
11 -19.338 0.57 9.57
12 ∞ 9.19 1.51633 64.1 9.03
13 ∞ 5.58 6.28
14 (aperture) ∞ 1.18 5.78
15 8.242 0.57 1.86501 42.0 6.04
16 6.103 1.78 1.55332 71.7 5.83
17 * ANA 1.45 5.71
18 ∞ 7.70 1.51633 64.1 5.38
19 ∞ 0.28 6.68
20 * 11.414 2.29 1.58313 59.4 7.00
21 -6.095 0.80 1.88300 40.8 7.02
22 42.134 0.10 7.53
23 10.769 2.31 1.43875 94.7 7.99
24 -13.767 0.15 8.14
25 29.747 0.60 1.85478 24.8 8.10
26 8.965 1.82 7.92
27 * ANA 1.27 1.55332 71.7 8.13
28 -10.667 9.00 8.70
Image plane ∞
Aspheric surface 3rd surface
K = 0.00000e + 000 A 4 = -3.87079e-005 A 6 = 1.19360e-006 A 8 = -5.13558e-008 A10 = 8.23504e-010 A12 = -5.50361e-012
Side 20
K = 0.00000e + 000 A 4 = -2.50009e-004 A 6 = 4.19879e-006 A 8 = -3.30062e-007 A10 = 8.71597e-009
Anamorphic surface data 5
Ry = 1.93881e + 001 Rz = 3.05440e + 001 Ky = 0.00000e + 000 Kz = 0.00000e + 000
c1 = 0.00000e + 000 c1p = 0.00000e + 000 c2 = 0.00000e + 000 c2p = 0.00000e + 000
10th page
Ry = 3.48218e + 001 Rz = 2.87789e + 001 Ky = 0.00000e + 000 Kz = 0.00000e + 000
c1 = 0.00000e + 000 c1p = 0.00000e + 000 c2 = 0.00000e + 000 c2p = 0.00000e + 000
17th
Ry = -1.24783e + 002 Rz = 1.03123e + 003 Ky = 0.00000e + 000 Kz = 0.00000e + 000
c1 = 0.00000e + 000 c1p = 0.00000e + 000 c2 = 0.00000e + 000 c2p = 0.00000e + 000
Surface 27
Ry = -1.46567e + 001 Rz = -3.73717e + 001 Ky = 0.00000e + 000 Kz = 0.00000e + 000
c1 = 0.00000e + 000 c1p = 0.00000e + 000 c2 = 0.00000e + 000 c2p = 0.00000e + 000
Various data
Vertical direction Horizontal direction Oblique 45 ° focal length 4.30 3.66 4.00
F-number 3.98 3.52 3.77
Half angle of
Half image height 6.75 5.75 6.27
Total lens length 65.00 65.00 65.00
BF 9.00 9.00 9.00
[数値実施例4]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 22.133 1.01 2.00069 25.5 21.69
2 7.658 5.20 14.00
3* -541.567 0.55 1.88300 40.8 12.92
4 12.447 3.35 11.53
5* ANA 3.03 1.66565 35.6 10.21
6 -12.472 0.46 1.95375 32.3 9.52
7 14.268 2.21 8.96
8 -13.889 0.60 1.88300 40.8 8.98
9 -35.493 0.20 9.35
10* ANA 1.93 1.85478 24.8 9.61
11 -12.370 5.51 9.70
12 ∞ 11.07 6.91
13(絞り) ∞ 0.34 6.47
14 9.958 0.57 1.88300 40.8 6.60
15 6.570 2.01 1.55332 71.7 6.42
16* ANA 5.00 6.37
17 ∞ 5.18 6.01
18* 9.645 1.71 1.58313 59.4 8.05
19 -29.083 0.80 1.88300 40.8 8.02
20 9.637 0.07 7.90
21 8.520 2.59 1.43875 94.7 8.12
22 -13.699 0.14 8.26
23 50.144 0.60 1.85478 24.8 8.17
24 10.831 1.61 8.06
25* ANA 1.27 1.55332 71.7 8.22
26 -10.667 9.00 8.75
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.23635e-005 A 6=-2.64819e-006 A 8= 1.14414e-007 A10=-2.21145e-009 A12= 1.60687e-011
第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.29467e-004 A 6=-3.46300e-007 A 8=-1.21812e-007 A10= 7.38789e-010
アナモフィック面データ
第5面
Ry = 1.80168e+001 Rz = 2.79689e+001 Ky = 0.00000e+000 Kz = 0.00000e+000
c1 = 0.00000e+000 c1p = 0.00000e+000 c2 = 0.00000e+000 c2p = 0.00000e+000
第10面
Ry = 9.68203e+001 Rz = 6.42260e+001 Ky = 0.00000e+000 Kz = 0.00000e+000
c1 = 0.00000e+000 c1p = 0.00000e+000 c2 = 0.00000e+000 c2p = 0.00000e+000
-30.72407233039867 -36.35972406285578
第16面
Ry =-3.07241e+001 Rz =-3.63597e+001 Ky = 0.00000e+000 Kz = 0.00000e+000
c1 = 0.00000e+000 c1p = 0.00000e+000 c2 = 0.00000e+000 c2p = 0.00000e+000
第25面
Ry =-1.53830e+001 Rz =-3.27992e+001 Ky = 0.00000e+000 Kz = 0.00000e+000
c1 = 0.00000e+000 c1p = 0.00000e+000 c2 = 0.00000e+000 c2p = 0.00000e+000
各種データ
垂直方向 水平方向 斜め45°方向
焦点距離 4.30 3.66 3.99
Fナンバー 3.98 3.66 3.91
半画角 90° 90° 90°
半像高 6.75 5.75 6.27
レンズ全長 66.01 66.01 66.01
BF 9.00 9.00 9.00
[Numerical example 4]
Unit: mm
Surface data Surface number rd nd νd Effective diameter
1 22.133 1.01 2.00069 25.5 21.69
2 7.658 5.20 14.00
3 * -541.567 0.55 1.88300 40.8 12.92
4 12.447 3.35 11.53
5 * ANA 3.03 1.66565 35.6 10.21
6 -12.472 0.46 1.95375 32.3 9.52
7 14.268 2.21 8.96
8 -13.889 0.60 1.88 300 40.8 8.98
9 -35.493 0.20 9.35
10 * ANA 1.93 1.85478 24.8 9.61
11 -12.370 5.51 9.70
12 ∞ 11.07 6.91
13 (aperture) ∞ 0.34 6.47
14 9.958 0.57 1.88 300 40.8 6.60
15 6.570 2.01 1.55332 71.7 6.42
16 * ANA 5.00 6.37
17 ∞ 5.18 6.01
18 * 9.645 1.71 1.58313 59.4 8.05
19 -29.083 0.80 1.88300 40.8 8.02
20 9.637 0.07 7.90
21 8.520 2.59 1.43875 94.7 8.12
22 -13.699 0.14 8.26
23 50.144 0.60 1.85478 24.8 8.17
24 10.831 1.61 8.06
25 * ANA 1.27 1.55332 71.7 8.22
26 -10.667 9.00 8.75
Image plane ∞
Aspheric surface 3rd surface
K = 0.00000e + 000 A 4 = -2.23635e-005 A 6 = -2.64819e-006 A 8 = 1.14414e-007 A10 = -2.21145e-009 A12 = 1.60687e-011
18th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = -3.29467e-004 A 6 = -3.46300e-007 A 8 = -1.21812e-007 A10 = 7.38789e-010
Anamorphic surface data 5
Ry = 1.80168e + 001 Rz = 2.79689e + 001 Ky = 0.00000e + 000 Kz = 0.00000e + 000
c1 = 0.00000e + 000 c1p = 0.00000e + 000 c2 = 0.00000e + 000 c2p = 0.00000e + 000
10th page
Ry = 9.68203e + 001 Rz = 6.42260e + 001 Ky = 0.00000e + 000 Kz = 0.00000e + 000
c1 = 0.00000e + 000 c1p = 0.00000e + 000 c2 = 0.00000e + 000 c2p = 0.00000e + 000
-30.72407233039867 -36.35972406285578
16th page
Ry = -3.07241e + 001 Rz = -3.63597e + 001 Ky = 0.00000e + 000 Kz = 0.00000e + 000
c1 = 0.00000e + 000 c1p = 0.00000e + 000 c2 = 0.00000e + 000 c2p = 0.00000e + 000
Side 25
Ry = -1.53830e + 001 Rz = -3.27992e + 001 Ky = 0.00000e + 000 Kz = 0.00000e + 000
c1 = 0.00000e + 000 c1p = 0.00000e + 000 c2 = 0.00000e + 000 c2p = 0.00000e + 000
Various data
Vertical direction Horizontal direction Oblique 45 ° focal length 4.30 3.66 3.99
F-number 3.98 3.66 3.91
Half angle of
Half image height 6.75 5.75 6.27
Total lens length 66.01 66.01 66.01
BF 9.00 9.00 9.00
以下の表1に各実施例における種々の値を示す。 Table 1 below shows various values in each example.
[撮像装置]
次に本発明の撮像装置の実施例について述べる。図11は、本実施例の撮像装置(デジタルスチルカメラ)200の概略図である。撮像装置200は、一つの撮像素子260を有するカメラ本体250と、上述した実施例1乃至4のいずれかと同様である光学系220を備えるレンズ装置210を備える。レンズ装置210とカメラ本体250は一体に構成されていても良いし、着脱可能に構成されていても良い。なお、図11には一つの光学系しか図示していないのは、奥行方向に二つの光学系が並んで配置されているためである。
[Imaging device]
Next, an embodiment of the imaging apparatus of the present invention will be described. FIG. 11 is a schematic diagram of an imaging device (digital still camera) 200 of the present embodiment. The
レンズ装置210の二つの光学系によるイメージサークルは撮像素子260の撮像領域(画素が配置されている領域)内に収まるように設計されている。
The image circle formed by the two optical systems of the
本実施例の撮像装置200は、レンズ装置210を有することによって、広画角かつ高画質な立体撮影が可能となっている。
The
なお、上述した各実施例のレンズ装置は、図11に示したデジタルスチルカメラに限らず、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の種々の撮像装置に適用することができる。 The lens apparatus of each of the above-described embodiments is not limited to the digital still camera shown in FIG. 11, but can be applied to various image pickup apparatuses such as a broadcast camera, a silver halide film camera, and a surveillance camera.
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。 Although the preferred embodiments and examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments and examples, and various combinations, modifications, and changes can be made within the scope of the gist.
100 レンズ装置
101,102 光学系
AS 光軸に垂直な二つの方向で曲率の異なるレンズ面
REFERENCE SIGNS
Claims (12)
前記二つの光学系のそれぞれは、光軸に垂直な二つの方向で曲率の異なるレンズ面を2面有し、
前記二つの光学系による二つの像を一つの撮像素子上に形成することが可能であることを特徴とするレンズ装置。 It has two optical systems,
Each of the two optical systems has two lens surfaces having different curvatures in two directions perpendicular to the optical axis,
A lens device, wherein two images by the two optical systems can be formed on one image sensor.
前記光軸に垂直な二つの方向で曲率の異なるレンズ面を3面以上有することを特徴とする請求項1または2に記載のレンズ装置。 Each of the two optical systems is
3. The lens device according to claim 1, wherein the lens device has three or more lens surfaces having different curvatures in two directions perpendicular to the optical axis.
絞りを有し、
前記絞りの光入射側と光出射側に少なくとも1面ずつ前記光軸に垂直な二つの方向で曲率の異なるレンズ面を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のレンズ装置。 Each of the two optical systems is
Has an aperture,
The lens according to claim 1, further comprising a lens surface having different curvatures in at least one surface on each of a light incident side and a light emission side of the stop in two directions perpendicular to the optical axis. 5. Lens device.
光路を折り曲げる反射部材を少なくとも二つ有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のレンズ装置。 Each of the two optical systems is
The lens device according to any one of claims 1 to 4, further comprising at least two reflecting members for bending an optical path.
全画角をAVとしたとき、
150°<AV<190°
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のレンズ装置。 Each of the two optical systems is
When all angles of view are AV,
150 ° <AV <190 °
The lens device according to any one of claims 1 to 6, wherein the following conditional expression is satisfied.
前記二つの光学系のそれぞれの最も物体側の面に入射する軸上光線に対して共に垂直な第1の方向における焦点距離をfv、前記第1の方向および前記軸上光線に対して共に垂直である第2の方向における焦点距離をfhとしたとき、
0.55<fh/fv<0.90
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載のレンズ装置。 Each of the two optical systems is
The focal length in a first direction perpendicular to the axial rays incident on the most object-side surface of each of the two optical systems is fv, and both are perpendicular to the first direction and the axial rays. When the focal length in the second direction is fh,
0.55 <fh / fv <0.90
The lens device according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018170085A JP7154903B2 (en) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | LENS DEVICE AND IMAGING DEVICE HAVING THE SAME |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018170085A JP7154903B2 (en) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | LENS DEVICE AND IMAGING DEVICE HAVING THE SAME |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020042197A true JP2020042197A (en) | 2020-03-19 |
JP7154903B2 JP7154903B2 (en) | 2022-10-18 |
Family
ID=69798182
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018170085A Active JP7154903B2 (en) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | LENS DEVICE AND IMAGING DEVICE HAVING THE SAME |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7154903B2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011049195A1 (en) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Objective optical system for three-dimensional image capturing and endoscope |
WO2013108500A1 (en) * | 2012-01-18 | 2013-07-25 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Stereoscopic endoscope optical assembly |
JP2013218238A (en) * | 2012-04-12 | 2013-10-24 | Olympus Medical Systems Corp | Stereoscopic imaging optical system and endoscope with the same |
-
2018
- 2018-09-11 JP JP2018170085A patent/JP7154903B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011049195A1 (en) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Objective optical system for three-dimensional image capturing and endoscope |
WO2013108500A1 (en) * | 2012-01-18 | 2013-07-25 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Stereoscopic endoscope optical assembly |
JP2013218238A (en) * | 2012-04-12 | 2013-10-24 | Olympus Medical Systems Corp | Stereoscopic imaging optical system and endoscope with the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7154903B2 (en) | 2022-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7443582B2 (en) | Lens device and imaging device having the same | |
JP6280749B2 (en) | Optical system, stereoscopic imaging apparatus, and endoscope | |
JP2007164079A (en) | Fisheye lens unit | |
CN108957687A (en) | Photographing lens system, image capturing device and electronic device | |
JP2016200743A (en) | Optical system and imaging apparatus including the same | |
JP2004061938A (en) | Imaging lens | |
JP6827173B2 (en) | Lens system and camera system including the lens system | |
JP2017068164A (en) | Wide angle optical system and image capturing device having the same | |
JP2001066503A (en) | Zoom lens | |
JP2018055059A (en) | Imaging device | |
JP2020122824A (en) | Imaging lens and imaging apparatus | |
JP6769054B2 (en) | Optical system and optical equipment | |
JP7154903B2 (en) | LENS DEVICE AND IMAGING DEVICE HAVING THE SAME | |
JP6808326B2 (en) | Zoom lens and imaging device with it | |
CN115220180A (en) | Optical system and image pickup apparatus having the same | |
JP2010164839A (en) | Imaging lens, camera apparatus, and personal digital assistant | |
JP2010169885A (en) | Image forming lens, camera device, and portable information terminal device | |
JP2005172926A (en) | Eyepiece, and telescope and binoculars using the eyepiece | |
US20230013707A1 (en) | Optical system, lens apparatus, and image pickup apparatus | |
JP7584967B2 (en) | Optical system, and imaging device and projection device having the same | |
JP4451271B2 (en) | Optical system | |
JP2024053182A (en) | Optical system, lens device using the same, and imaging device | |
JP2023057913A (en) | Optical system, lens device and imaging apparatus | |
WO2014132291A1 (en) | Zoom lens system, interchangeable lens device, and camera system | |
JP2023013437A (en) | Optical system and image capturing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210906 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220615 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220628 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220805 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220906 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221005 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7154903 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |