JP2582017B2 - 広角結像レンズ - Google Patents
広角結像レンズInfo
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は戸口やフロアの監視用等
のカメラに使用する広角結像レンズに関する。
のカメラに使用する広角結像レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】戸口やフロアの監視用等に用いるカメラ
のレンズは １．広画角であること ２．開口効率が大きいこと ３．バックフォーカスが長いこと ４．コントラストが高いこと が必要である。従来これらの条件を満足するために５枚
以上の構成のレンズが用いられているが、小型，軽量
化，低コスト化等が困難な状況である。
のレンズは １．広画角であること ２．開口効率が大きいこと ３．バックフォーカスが長いこと ４．コントラストが高いこと が必要である。従来これらの条件を満足するために５枚
以上の構成のレンズが用いられているが、小型，軽量
化，低コスト化等が困難な状況である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】広画角で、開口効率が
大きく、バックフォーカスが長いことの３つの条件には
レトロフォーカス型が好適であるが、第４のコントラス
トが高いことの要求のためには複雑な構成にならざるを
得ない。特開平４−１０７４０７号公報においては第１
レンズは負の屈折力をもつメニスカスレンズ，第２レン
ズは正の屈折力をもつ両凸レンズの僅か２枚の構成で１
以上のレンズ面を非球面とすることにより、口径比１：
１．８，画角８４°（推定）を得ているが開口効率はや
や小さく、１００％の開口効率を得るには口径比は１：
２．８以下になるようである。本発明は開口効率１００
％以上で画角も１０５°以上と広く、口径比も１：２．
６以上と明るく、しかも良好な性能を有する２枚構成の
広角結像レンズを提供するものである。
大きく、バックフォーカスが長いことの３つの条件には
レトロフォーカス型が好適であるが、第４のコントラス
トが高いことの要求のためには複雑な構成にならざるを
得ない。特開平４−１０７４０７号公報においては第１
レンズは負の屈折力をもつメニスカスレンズ，第２レン
ズは正の屈折力をもつ両凸レンズの僅か２枚の構成で１
以上のレンズ面を非球面とすることにより、口径比１：
１．８，画角８４°（推定）を得ているが開口効率はや
や小さく、１００％の開口効率を得るには口径比は１：
２．８以下になるようである。本発明は開口効率１００
％以上で画角も１０５°以上と広く、口径比も１：２．
６以上と明るく、しかも良好な性能を有する２枚構成の
広角結像レンズを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による広角結像レ
ンズは図１，図３，図５，図７に示す光路図を兼ねた構
成図のように、像側の凹面が曲率大なる両凹負レンズの
第１群と、物体側の凸面が曲率大なる両凸正レンズの第
２群にて構成され、次の条件を満足することを特徴とす
る。 １．５ｆ＜ｄ2 ＜２．３ｆ …（１） １．２ ＜｜ｒ4 ｜／ｒ3 ＜５ …（２） ０．８５＜｜ｆ1 ｜／ｆ2 ＜１．１５ …（３） ただし ｆ：全系の焦点距離 ｄ2 ：第１群レンズと第２群レンズの光軸上のレンズ間
隔 ｒ3 ：第２群正レンズの物体側に向かう凸面の球面の曲
率半径または非球面の頂点曲率半径 ｒ4 ：第２群正レンズの像側に向かう凸面の球面の曲率
半径または非球面の頂点曲率半径 ｆ1 ：第１群負レンズの焦点距離 ｆ2 ：第２群正レンズの焦点距離 なお、本発明の光路図を兼ねた構成図の全てに結像レン
ズの像側にカバーガラスを図示してある。第１群レンズ
を両凹負レンズとすることは、像側の凹面に屈折力の負
担を重くかけずに第１群レンズの負の屈折力を強くする
ためで、像側の凹面の曲率を強くするとき発生するサジ
タルコマを防ぐために大変有効である。条件（１）は小
型でバックフォーカスを１．５ｆ以上とするためのもの
で、下限を越えるとバックフォーカスが１．５ｆ以下と
なってしまう。上限を越えるとバックフォーカスは長く
なるがレンズ系が大きくなるので好ましくない。条件
（２）は広画角において開口効率を１００％以上とし、
しかもコマ収差を良好とするためのものである。強い負
の屈折力をもつ第１群レンズを出た発散光束による収差
は、第２群の物体側の正の屈折力を強くすることにより
補正するのが有効である。条件（２）の下限を越えると
きは、第２群の物体側の凸面の屈折力が弱く外方コマが
増大する。上限を越えるときは物体側の凸面の屈折力が
強くなり過ぎ逆の結果となる。条件（３）はペッツバー
ル和を良好に保つためのものである。負の第１群レンズ
のｆ1 と正の第２群レンズのｆ2 の２レンズを合成して
正の結像レンズを得るためには、第２群レンズの正の屈
折力（１／ｆ2 ）を第１群レンズの負の屈折力（１／ｆ
1 ）よりも大にすることが順当であるが、この場合は負
レンズの材質の屈折率を小さく、正レンズの材質の屈折
率を大きくしなければペッツバール和の減少は達成でき
ない。条件（３）はたとえ第１群負レンズと第２群正レ
ンズの材質の屈折率が同じであっても、ペッツバール和
を良好となし得るもので、併せて負の歪曲収差の増大も
妨げる。下限を越えるときはペッツバール和が負とな
り、平坦な像面が得られない。上限を越えるときはペッ
ツバール和が正で増大し、広画角における周辺像の低下
を招く。次に本発明において、少なくとも第１群負レン
ズの像側の曲率大なる凹面と、第２群正レンズの像側の
曲率が小さい方の凸面を非球面とするときは、さらに性
能を向上させることができる。第１群負レンズの像側の
曲率大なる凹面は強い負の屈折力を有し、ペッツバール
和の減少に効果があるが、屈折力の増大に伴い負の歪曲
収差が増大し、コマ収差も悪化する。この防止策にはこ
の凹面に周縁部にいくにしたがって曲率の小さくなる非
球面を導入すると、屈折力が負で増大しても歪曲収差と
コマ収差が良好に保たれる。第２群正レンズの像側の曲
率が小さい方の凸面に周縁部にいくに従って曲率の小さ
くなる非球面を導入するときは、第１群負レンズの補正
過剰のコマ収差を良好とすることができる。軸上の色収
差と倍率の色収差を共に良好とするためには第１群，第
２群が共に色消しであることが必要であるが、本発明は
請求項１の条件（３）に示すように、第１群と第２群の
屈折力がほぼ等しいため、各群のアッベ数が５０以上の
比較的大きい値であるときは、色収差も過大とはならな
い。
ンズは図１，図３，図５，図７に示す光路図を兼ねた構
成図のように、像側の凹面が曲率大なる両凹負レンズの
第１群と、物体側の凸面が曲率大なる両凸正レンズの第
２群にて構成され、次の条件を満足することを特徴とす
る。 １．５ｆ＜ｄ2 ＜２．３ｆ …（１） １．２ ＜｜ｒ4 ｜／ｒ3 ＜５ …（２） ０．８５＜｜ｆ1 ｜／ｆ2 ＜１．１５ …（３） ただし ｆ：全系の焦点距離 ｄ2 ：第１群レンズと第２群レンズの光軸上のレンズ間
隔 ｒ3 ：第２群正レンズの物体側に向かう凸面の球面の曲
率半径または非球面の頂点曲率半径 ｒ4 ：第２群正レンズの像側に向かう凸面の球面の曲率
半径または非球面の頂点曲率半径 ｆ1 ：第１群負レンズの焦点距離 ｆ2 ：第２群正レンズの焦点距離 なお、本発明の光路図を兼ねた構成図の全てに結像レン
ズの像側にカバーガラスを図示してある。第１群レンズ
を両凹負レンズとすることは、像側の凹面に屈折力の負
担を重くかけずに第１群レンズの負の屈折力を強くする
ためで、像側の凹面の曲率を強くするとき発生するサジ
タルコマを防ぐために大変有効である。条件（１）は小
型でバックフォーカスを１．５ｆ以上とするためのもの
で、下限を越えるとバックフォーカスが１．５ｆ以下と
なってしまう。上限を越えるとバックフォーカスは長く
なるがレンズ系が大きくなるので好ましくない。条件
（２）は広画角において開口効率を１００％以上とし、
しかもコマ収差を良好とするためのものである。強い負
の屈折力をもつ第１群レンズを出た発散光束による収差
は、第２群の物体側の正の屈折力を強くすることにより
補正するのが有効である。条件（２）の下限を越えると
きは、第２群の物体側の凸面の屈折力が弱く外方コマが
増大する。上限を越えるときは物体側の凸面の屈折力が
強くなり過ぎ逆の結果となる。条件（３）はペッツバー
ル和を良好に保つためのものである。負の第１群レンズ
のｆ1 と正の第２群レンズのｆ2 の２レンズを合成して
正の結像レンズを得るためには、第２群レンズの正の屈
折力（１／ｆ2 ）を第１群レンズの負の屈折力（１／ｆ
1 ）よりも大にすることが順当であるが、この場合は負
レンズの材質の屈折率を小さく、正レンズの材質の屈折
率を大きくしなければペッツバール和の減少は達成でき
ない。条件（３）はたとえ第１群負レンズと第２群正レ
ンズの材質の屈折率が同じであっても、ペッツバール和
を良好となし得るもので、併せて負の歪曲収差の増大も
妨げる。下限を越えるときはペッツバール和が負とな
り、平坦な像面が得られない。上限を越えるときはペッ
ツバール和が正で増大し、広画角における周辺像の低下
を招く。次に本発明において、少なくとも第１群負レン
ズの像側の曲率大なる凹面と、第２群正レンズの像側の
曲率が小さい方の凸面を非球面とするときは、さらに性
能を向上させることができる。第１群負レンズの像側の
曲率大なる凹面は強い負の屈折力を有し、ペッツバール
和の減少に効果があるが、屈折力の増大に伴い負の歪曲
収差が増大し、コマ収差も悪化する。この防止策にはこ
の凹面に周縁部にいくにしたがって曲率の小さくなる非
球面を導入すると、屈折力が負で増大しても歪曲収差と
コマ収差が良好に保たれる。第２群正レンズの像側の曲
率が小さい方の凸面に周縁部にいくに従って曲率の小さ
くなる非球面を導入するときは、第１群負レンズの補正
過剰のコマ収差を良好とすることができる。軸上の色収
差と倍率の色収差を共に良好とするためには第１群，第
２群が共に色消しであることが必要であるが、本発明は
請求項１の条件（３）に示すように、第１群と第２群の
屈折力がほぼ等しいため、各群のアッベ数が５０以上の
比較的大きい値であるときは、色収差も過大とはならな
い。
【０００５】
【実施例】次に本発明の広角結像レンズの実施例１から
実施例４までを第１表から第４表までに示す。この説明
に用いる記号は次のとおりである。 ｆ：全系の焦点距離 ｒi ：順次に球面の曲率半径または非球面の頂点曲率半
径 ｄi ：順次にレンズの光軸上の厚みまたは空気間隔 ｎi ：順次にレンズの材質のｄ線に対する屈折率 νi ：順次にレンズの材質のアッベ数 ｄc ：像側カバーガラスの光軸上の厚み ｎc ：像側カバーガラスの材質のｄ線に対する屈折率 ｆ1 ：第１群負レンズの焦点距離 ｆ2 ：第２群正レンズの焦点距離 ｂｆ：像側カバーガラスを含まない第１群と第２群の合
成レンズのバックフォーカス P-sum ：ペッツバール和 Ｖθ：開口効率 次に非球面の形状の式は Ｘ：非球面上の点のレンズ面頂点における接平面からの
距離 ｈ：光軸からの高さ Ｃ：非球面頂点の曲率（Ｃ＝１／ｒ） Ｋ：円錐定数 Ａ2i：非球面係数 とするとき で表される。図１，図３，図５および図７は本発明によ
る広角結像レンズの第１ないし第４の実施例の光路図を
兼ねた構成図である。
実施例４までを第１表から第４表までに示す。この説明
に用いる記号は次のとおりである。 ｆ：全系の焦点距離 ｒi ：順次に球面の曲率半径または非球面の頂点曲率半
径 ｄi ：順次にレンズの光軸上の厚みまたは空気間隔 ｎi ：順次にレンズの材質のｄ線に対する屈折率 νi ：順次にレンズの材質のアッベ数 ｄc ：像側カバーガラスの光軸上の厚み ｎc ：像側カバーガラスの材質のｄ線に対する屈折率 ｆ1 ：第１群負レンズの焦点距離 ｆ2 ：第２群正レンズの焦点距離 ｂｆ：像側カバーガラスを含まない第１群と第２群の合
成レンズのバックフォーカス P-sum ：ペッツバール和 Ｖθ：開口効率 次に非球面の形状の式は Ｘ：非球面上の点のレンズ面頂点における接平面からの
距離 ｈ：光軸からの高さ Ｃ：非球面頂点の曲率（Ｃ＝１／ｒ） Ｋ：円錐定数 Ａ2i：非球面係数 とするとき で表される。図１，図３，図５および図７は本発明によ
る広角結像レンズの第１ないし第４の実施例の光路図を
兼ねた構成図である。
【表１】実施例１（図１参照）
【表２】実施例２（図３参照）
【表３】実施例３（図５参照）
【表４】実施例４（図７参照） 図２，図４，図６および図８は本発明による広角結像レ
ンズの第１ないし第４の実施例の収差曲線図である。各
実施例とも収差が少なく、そのバランスが良好であるこ
とを示している。
ンズの第１ないし第４の実施例の収差曲線図である。各
実施例とも収差が少なく、そのバランスが良好であるこ
とを示している。
【０００６】
【発明の効果】本発明による広角結像レンズは各実施例
とも、１０５°を越える広画角であるにも拘らず、開口
効率も１００％以上と大きく、ペッツバール和も小さい
ので、像面が極めて平坦であり、コマ収差も少なく、そ
のバランスもよいので、全画面に亘り高解像力で高コン
トラストが得られる。また開口効率を多少犠牲にすれ
ば、口径比の増大も可能な余力をもっている。
とも、１０５°を越える広画角であるにも拘らず、開口
効率も１００％以上と大きく、ペッツバール和も小さい
ので、像面が極めて平坦であり、コマ収差も少なく、そ
のバランスもよいので、全画面に亘り高解像力で高コン
トラストが得られる。また開口効率を多少犠牲にすれ
ば、口径比の増大も可能な余力をもっている。
【図１】本発明による広角結像レンズの第１の実施例の
光路図を兼ねた構成図である。
光路図を兼ねた構成図である。
【図２】本発明による広角結像レンズの第１の実施例の
収差曲線図である。
収差曲線図である。
【図３】本発明による広角結像レンズの第２の実施例の
光路図を兼ねた構成図である。
光路図を兼ねた構成図である。
【図４】本発明による広角結像レンズの第２の実施例の
収差曲線図である。
収差曲線図である。
【図５】本発明による広角結像レンズの第３の実施例の
光路図を兼ねた構成図である。
光路図を兼ねた構成図である。
【図６】本発明による広角結像レンズの第３の実施例の
収差曲線図である。
収差曲線図である。
【図７】本発明による広角結像レンズの第４の実施例の
光路図を兼ねた構成図である。
光路図を兼ねた構成図である。
【図８】本発明による広角結像レンズの第４の実施例の
収差曲線図である。
収差曲線図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 像側の凹面が曲率大なる両凹負レンズの
第１群と物体側の凸面が曲率大なる両凸正レンズの第２
群にて構成され、次の条件を満足することを特徴とする
広角結像レンズ。 １．５ｆ＜ｄ2 ＜２．３ｆ …（１） １．２ ＜｜ｒ4 ｜／ｒ3 ＜５ …（２） ０．８５＜｜ｆ1 ｜／ｆ2 ＜１．１５ …（３） ただし ｆ：全系の焦点距離 ｄ2 ：第１群レンズと第２群レンズの光軸上のレンズ間
隔 ｒ3 ：第２群正レンズの物体側に向かう凸面の球面の曲
率半径または非球面の頂点曲率半径 ｒ4 ：第２群正レンズの像側に向かう凸面の球面の曲率
半径または非球面の頂点曲率半径 ｆ1 ：第１群負レンズの焦点距離 ｆ2 ：第２群正レンズの焦点距離 - 【請求項２】 請求項１記載の広角結像レンズにおい
て、少なくとも第１群負レンズの像側の曲率大なる凹面
と第２群の正レンズの像側の曲率が小さい方の凸面は非
球面であることを特徴とする広角結像レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4245857A JP2582017B2 (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 広角結像レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4245857A JP2582017B2 (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 広角結像レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0667091A JPH0667091A (ja) | 1994-03-11 |
| JP2582017B2 true JP2582017B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=17139869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4245857A Expired - Fee Related JP2582017B2 (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 広角結像レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2582017B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5504618A (en) * | 1994-06-20 | 1996-04-02 | Loral Infrared & Imaging Systems, Inc. | Extreme wide angle, very large aperture, compact, UV imaging lens |
| JP3725276B2 (ja) * | 1997-01-23 | 2005-12-07 | フジノン株式会社 | 結像レンズ |
| TW508450B (en) * | 2000-12-26 | 2002-11-01 | Matsushita Electric Works Ltd | Wide-angle lens |
| KR100585603B1 (ko) * | 2004-06-08 | 2006-06-07 | 삼성테크윈 주식회사 | 광각 컨버터 렌즈 |
-
1992
- 1992-08-21 JP JP4245857A patent/JP2582017B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0667091A (ja) | 1994-03-11 |
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