JP3062735B2 - 非球面レンズを用いた超広角レンズ系 - Google Patents
非球面レンズを用いた超広角レンズ系Info
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- JP3062735B2 JP3062735B2 JP9201903A JP20190397A JP3062735B2 JP 3062735 B2 JP3062735 B2 JP 3062735B2 JP 9201903 A JP9201903 A JP 9201903A JP 20190397 A JP20190397 A JP 20190397A JP 3062735 B2 JP3062735 B2 JP 3062735B2
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、監視用カメラ（ＣＣＴＶ）など
に用いられる超広角レンズ系に関する。
に用いられる超広角レンズ系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】監視用カメラなどに用いら
れるレンズは一般的に、より広い範囲を見たり写したり
することができる超広角レンズ系が用いられる。超広角
レンズ系としては、バックフォーカスを長くすると共
に、広角化に有利である、前群レンズが負、後群レンズ
が正のレトロフォーカスタイプが広く用いられている。
このレトロフォーカスタイプは、前群レンズの負のパワ
ーを強くすることによって、より広い画角を得ることが
でき、このため、負のパワーを前群レンズの複数の負レ
ンズに分散させて持たせることが行なわれてきた。この
前群レンズの負レンズは一般に、物体側に凸面を向けた
負メニスカスの第１レンズと、負の第２レンズとを有し
ている。メニスカスレンズが用いられる理由は、負のパ
ワーのレンズのなかで、主に大きな画角の光線束に対す
る非点収差と歪曲収差の発生を抑えるために有利な形状
だからである。
れるレンズは一般的に、より広い範囲を見たり写したり
することができる超広角レンズ系が用いられる。超広角
レンズ系としては、バックフォーカスを長くすると共
に、広角化に有利である、前群レンズが負、後群レンズ
が正のレトロフォーカスタイプが広く用いられている。
このレトロフォーカスタイプは、前群レンズの負のパワ
ーを強くすることによって、より広い画角を得ることが
でき、このため、負のパワーを前群レンズの複数の負レ
ンズに分散させて持たせることが行なわれてきた。この
前群レンズの負レンズは一般に、物体側に凸面を向けた
負メニスカスの第１レンズと、負の第２レンズとを有し
ている。メニスカスレンズが用いられる理由は、負のパ
ワーのレンズのなかで、主に大きな画角の光線束に対す
る非点収差と歪曲収差の発生を抑えるために有利な形状
だからである。
【０００３】このように前群レンズが負メニスカスの第
１レンズと負の第２レンズとを有する場合、画角が１２
０゜〜１４０゜にも達する超広角レンズでは、負メニス
カスの第１レンズの第２面の凹面の曲率半径が小さくな
り（凹面が深くなり）、その加工が非常に困難になると
いう問題があった。第２レンズの負のパワーを大きくす
れば、第１レンズの負のパワーの負担は減るため、第１
レンズの第２面の曲率半径は大きくなるが、第２レンズ
を例えば両凹にして負のパワーを大きくすると、像面湾
曲がアンダーになってしまうという問題が生じる。この
ため、従来は、第１レンズと第２レンズの負のパワーの
バランスを重視した設計にならざるを得なかった。
１レンズと負の第２レンズとを有する場合、画角が１２
０゜〜１４０゜にも達する超広角レンズでは、負メニス
カスの第１レンズの第２面の凹面の曲率半径が小さくな
り（凹面が深くなり）、その加工が非常に困難になると
いう問題があった。第２レンズの負のパワーを大きくす
れば、第１レンズの負のパワーの負担は減るため、第１
レンズの第２面の曲率半径は大きくなるが、第２レンズ
を例えば両凹にして負のパワーを大きくすると、像面湾
曲がアンダーになってしまうという問題が生じる。この
ため、従来は、第１レンズと第２レンズの負のパワーの
バランスを重視した設計にならざるを得なかった。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、レトロフォーカスタイプの超
広角レンズ系記載のレンズ系において、その負メニスカ
スの第１レンズの第２面の曲率半径を小さくすることな
く、画角が１２０゜〜１４０゜程度でＦナンバーが１．
２〜１．４程度と明るいレンズ系を得ることを目的とす
る。
広角レンズ系記載のレンズ系において、その負メニスカ
スの第１レンズの第２面の曲率半径を小さくすることな
く、画角が１２０゜〜１４０゜程度でＦナンバーが１．
２〜１．４程度と明るいレンズ系を得ることを目的とす
る。
【０００５】
【発明の概要】本発明は、物体側より順に、負のパワー
の前群レンズと、正のパワーの後群レンズとからなるレ
トロフォーカスタイプの超広角レンズ系において、前群
レンズが、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負の
メニスカス第１レンズと、少なくとも物体側の面が非球
面の第２レンズとを有し、この非球面の第２レンズが、
光軸中心付近では（画角の小さい光線束に対しては）両
凹レンズで、周縁では（画角の大きい光線束に対して
は）物体側に凸の負メニスカスレンズとなる形状をな
し、下記の条件式（１）ないし（４）を満足することを
特徴としている。 （１）−１２≦Ｒ3 ／ｆ≦−６ （２）２．０×１０-2≦Ａ4 ／ｆ3 ≦１．０×１０-1 （３）−３．０×１０-2≦Ａ6 ／ｆ5 ≦−２．０×１０
-3 （４）２．０×１０-4≦Ａ8 ／ｆ7 ≦１．０×１０-2 但し、 Ｒ3 ：第２レンズの物体側の非球面の近軸球面の曲率半
径、 Ａ4 ：第２レンズの物体側の非球面の第４次非球面係
数、 Ａ6 ：第２レンズの物体側の非球面の第６次非球面係
数、 Ａ8 ：第２レンズの物体側の非球面の第８次非球面係
数、 ｆ：全系の焦点距離、 である。
の前群レンズと、正のパワーの後群レンズとからなるレ
トロフォーカスタイプの超広角レンズ系において、前群
レンズが、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負の
メニスカス第１レンズと、少なくとも物体側の面が非球
面の第２レンズとを有し、この非球面の第２レンズが、
光軸中心付近では（画角の小さい光線束に対しては）両
凹レンズで、周縁では（画角の大きい光線束に対して
は）物体側に凸の負メニスカスレンズとなる形状をな
し、下記の条件式（１）ないし（４）を満足することを
特徴としている。 （１）−１２≦Ｒ3 ／ｆ≦−６ （２）２．０×１０-2≦Ａ4 ／ｆ3 ≦１．０×１０-1 （３）−３．０×１０-2≦Ａ6 ／ｆ5 ≦−２．０×１０
-3 （４）２．０×１０-4≦Ａ8 ／ｆ7 ≦１．０×１０-2 但し、 Ｒ3 ：第２レンズの物体側の非球面の近軸球面の曲率半
径、 Ａ4 ：第２レンズの物体側の非球面の第４次非球面係
数、 Ａ6 ：第２レンズの物体側の非球面の第６次非球面係
数、 Ａ8 ：第２レンズの物体側の非球面の第８次非球面係
数、 ｆ：全系の焦点距離、 である。
【０００６】この非球面第２レンズは、全体をプラスチ
ックの成形レンズから構成することも、球面ガラスレン
ズに非球面プラスチック層を付着させたハイブリッドレ
ンズから構成することもできる。
ックの成形レンズから構成することも、球面ガラスレン
ズに非球面プラスチック層を付着させたハイブリッドレ
ンズから構成することもできる。
【０００７】後群レンズは、正のパワーを有するもので
あれば、多くの選択枝がある。例えば、物体側から順
に、正の単レンズ、絞り、正レンズと負レンズを貼り合
わせた２組の貼合せレンズから構成すると、簡単な構成
で、前群の発散光束を取り込み、軸上ならびに倍率の色
収差を補正しやすいという利点がある。
あれば、多くの選択枝がある。例えば、物体側から順
に、正の単レンズ、絞り、正レンズと負レンズを貼り合
わせた２組の貼合せレンズから構成すると、簡単な構成
で、前群の発散光束を取り込み、軸上ならびに倍率の色
収差を補正しやすいという利点がある。
【０００８】より具体的には、後群レンズは、正の単レ
ンズの第３レンズ、絞り、負レンズの第４レンズと正レ
ンズの第５レンズの貼合せレンズ、及び負レンズの第６
レンズと正レンズの第７レンズの貼合せレンズから構成
し、条件式（５）ないし（８）を満足することが好まし
い。 （５）２．５０≦Ｒ8 ／ｆ≦３．１０ （６）２．３５≦Ｒ11／ｆ≦２．５５ （７）１４≦ｆ7-9 ／ｆ （８）４≦ｆ10-12 ／ｆ≦５ 但し、 Ｒ8 ：第４レンズの像側の面の曲率半径、 Ｒ11：第６レンズの像側の面の曲率半径、 ｆ7-9 ：第４レンズと第５レンズの合成焦点距離、 ｆ10-12 ：第６レンズと第７レンズの合成焦点距離。 である。
ンズの第３レンズ、絞り、負レンズの第４レンズと正レ
ンズの第５レンズの貼合せレンズ、及び負レンズの第６
レンズと正レンズの第７レンズの貼合せレンズから構成
し、条件式（５）ないし（８）を満足することが好まし
い。 （５）２．５０≦Ｒ8 ／ｆ≦３．１０ （６）２．３５≦Ｒ11／ｆ≦２．５５ （７）１４≦ｆ7-9 ／ｆ （８）４≦ｆ10-12 ／ｆ≦５ 但し、 Ｒ8 ：第４レンズの像側の面の曲率半径、 Ｒ11：第６レンズの像側の面の曲率半径、 ｆ7-9 ：第４レンズと第５レンズの合成焦点距離、 ｆ10-12 ：第６レンズと第７レンズの合成焦点距離。 である。
【０００９】さらに具体的には、第３レンズは像側に凸
の正メニスカスレンズ、第４レンズは像側の面が凹面の
負レンズ、第５レンズは両凸の正レンズ、第６レンズは
物体側に凸の負メニスカスレンズ、第７レンズは両凸レ
ンズから構成することが好ましい。
の正メニスカスレンズ、第４レンズは像側の面が凹面の
負レンズ、第５レンズは両凸の正レンズ、第６レンズは
物体側に凸の負メニスカスレンズ、第７レンズは両凸レ
ンズから構成することが好ましい。
【００１０】
【発明の実施形態】本発明は、レトロフォーカスタイプ
の超広角レンズ系において、その負の第１レンズ群が、
物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカス
第１レンズと、少なくとも１面が非球面の第２レンズと
を有し、この非球面の第２レンズが、光軸中心付近では
（画角の小さい光線束に対しては）両凹レンズで、周縁
では（画角の大きい光線束に対しては）物体側に凸の負
メニスカスレンズとなる形状をなしている。
の超広角レンズ系において、その負の第１レンズ群が、
物体側より順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカス
第１レンズと、少なくとも１面が非球面の第２レンズと
を有し、この非球面の第２レンズが、光軸中心付近では
（画角の小さい光線束に対しては）両凹レンズで、周縁
では（画角の大きい光線束に対しては）物体側に凸の負
メニスカスレンズとなる形状をなしている。
【００１１】非球面の第２レンズは、負メニスカスの第
１レンズの負のパワーの負担を軽減するために、両凹レ
ンズをベースにして負のパワーを持たせ、一方、両凹レ
ンズの負のパワーを単純に増大させると、像面湾曲がア
ンダーになってしまうという問題を解決するために、周
辺部では物体側に凸の負のメニスカスレンズとなるよう
な形状にしたものである。この非球面の第２レンズは、
両面を非球面とすると、収差補正が容易になる。
１レンズの負のパワーの負担を軽減するために、両凹レ
ンズをベースにして負のパワーを持たせ、一方、両凹レ
ンズの負のパワーを単純に増大させると、像面湾曲がア
ンダーになってしまうという問題を解決するために、周
辺部では物体側に凸の負のメニスカスレンズとなるよう
な形状にしたものである。この非球面の第２レンズは、
両面を非球面とすると、収差補正が容易になる。
【００１２】また、非球面第２レンズの光軸中心付近の
両凹レンズ部と周縁の負メニスカスレンズ部との境界部
分は、Ｆナンバーで決まる軸上光束の略外周部に位置さ
せることが好ましい。中心部の両凹レンズ部の大きさが
軸上光束の外周部より小さいと、軸上の球面収差、色収
差に影響を及ぼすと共に低次項の非球面収差係数が大き
くなり、図２１に示す非球面サグ量の変化が大きくなり
過ぎて軸外の収差補正に最適な面形状が得にくくなる。
また中心部の両凹レンズ部の大きさが軸上光束の外周部
より大きいと、負メニスカスレンズの特徴を活かす領域
が狭くなり、良好な収差補正が得にくくなる。
両凹レンズ部と周縁の負メニスカスレンズ部との境界部
分は、Ｆナンバーで決まる軸上光束の略外周部に位置さ
せることが好ましい。中心部の両凹レンズ部の大きさが
軸上光束の外周部より小さいと、軸上の球面収差、色収
差に影響を及ぼすと共に低次項の非球面収差係数が大き
くなり、図２１に示す非球面サグ量の変化が大きくなり
過ぎて軸外の収差補正に最適な面形状が得にくくなる。
また中心部の両凹レンズ部の大きさが軸上光束の外周部
より大きいと、負メニスカスレンズの特徴を活かす領域
が狭くなり、良好な収差補正が得にくくなる。
【００１３】条件式（１）ないし（４）は、第２レンズ
の物体側の非球面（第３面）についての条件であり、条
件式（１）は、第２レンズの第３面の近軸球面の曲率半
径と光学系全系の焦点距離についての条件である。下限
を越えると、曲率半径がゆるくなり過ぎ、焦点距離に対
するバックフォーカスが不足してしまう。上限を越える
と、曲率半径がきつくなり過ぎ、非球面量での軸外の収
差補正が困難になる。
の物体側の非球面（第３面）についての条件であり、条
件式（１）は、第２レンズの第３面の近軸球面の曲率半
径と光学系全系の焦点距離についての条件である。下限
を越えると、曲率半径がゆるくなり過ぎ、焦点距離に対
するバックフォーカスが不足してしまう。上限を越える
と、曲率半径がきつくなり過ぎ、非球面量での軸外の収
差補正が困難になる。
【００１４】条件式（２）は、この非球面の第４次非球
面係数についての条件である。下限を越えると、非点収
差の補正が不足してしまう。上限を越えると、この光学
系のＦナンバー（軸上光束）に対する第３面の球面から
のサグ量が大きくなりすぎ、球面収差に影響を及ぼし、
中心の性能を低下させてしまう。
面係数についての条件である。下限を越えると、非点収
差の補正が不足してしまう。上限を越えると、この光学
系のＦナンバー（軸上光束）に対する第３面の球面から
のサグ量が大きくなりすぎ、球面収差に影響を及ぼし、
中心の性能を低下させてしまう。
【００１５】条件式（３）及び（４）は、それぞれ第６
次非球面係数、第８次非球面係数についての条件であ
る。この範囲から外れると、画角が大きいとき、周辺に
いくほど非点収差が大きくでてしまう。
次非球面係数、第８次非球面係数についての条件であ
る。この範囲から外れると、画角が大きいとき、周辺に
いくほど非点収差が大きくでてしまう。
【００１６】条件式（５）ないし（８）は、第２レンズ
群に関する条件であり、条件式（５）及び（６）は、第
４レンズの像側の面（第８面）の曲率半径と第６レンズ
の像側の面（第１１面）の曲率半径のそれぞれの曲率半
径と、光学系全系の焦点距離の条件である。また、条件
式（７）及び（８）は、それぞれ、第４レンズと第５レ
ンズの合成焦点距離と全系の焦点距離の比、及び第６レ
ンズと第７レンズの合成焦点距離と全系の焦点距離の比
を示したものである。
群に関する条件であり、条件式（５）及び（６）は、第
４レンズの像側の面（第８面）の曲率半径と第６レンズ
の像側の面（第１１面）の曲率半径のそれぞれの曲率半
径と、光学系全系の焦点距離の条件である。また、条件
式（７）及び（８）は、それぞれ、第４レンズと第５レ
ンズの合成焦点距離と全系の焦点距離の比、及び第６レ
ンズと第７レンズの合成焦点距離と全系の焦点距離の比
を示したものである。
【００１７】条件式（８）の上限を越えると、光学系全
体の焦点距離が伸びて、同画面サイズでの画角が減少し
てしまう。逆に条件式（７）及び（８）の下限を越える
と焦点距離に対するバックフォーカスが不足してしま
う。
体の焦点距離が伸びて、同画面サイズでの画角が減少し
てしまう。逆に条件式（７）及び（８）の下限を越える
と焦点距離に対するバックフォーカスが不足してしま
う。
【００１８】条件式（７）及び（８）を満足した上で、
条件式（５）の範囲から外れると、球面収差と軸上色収
差が増大し、画面中心の性能に悪影響を及ぼしてしま
い、これを他の面で補正しようろすると、軸外の諸収差
の補正が困難になってしまう。
条件式（５）の範囲から外れると、球面収差と軸上色収
差が増大し、画面中心の性能に悪影響を及ぼしてしま
い、これを他の面で補正しようろすると、軸外の諸収差
の補正が困難になってしまう。
【００１９】さらに、条件式（６）は下限を越えると倍
率色収差の補正が過剰となり、軸外の性能が低下してし
まう。条件式（６）の上限を越えると、条件式（５）の
範囲内での球面収差の補正ができなくなってしまう。
率色収差の補正が過剰となり、軸外の性能が低下してし
まう。条件式（６）の上限を越えると、条件式（５）の
範囲内での球面収差の補正ができなくなってしまう。
【００２０】次に、具体的な実施例を説明する。 ［実施例１］図１は、本発明の超広角レンズ系の実施例
１の構成を示している。このレンズ系は、物体側から順
に、前群レンズ１０、及び後群レンズ２０からなってい
る。前群レンズ１０は、物体側から順に、物体側に凸の
負のメニスカスレンズの第１レンズ１１、両面非球面
で、中心付近では両凹レンズで、周縁では物体側に凸の
負メニスカスレンズとなる第２レンズ１２とからなって
いる。後群レンズ２０は、像側に凸面を向けた正のメニ
スカスの第３レンズ２１、両凹の第４レンズ２２と両凸
の第５レンズ２３の接合レンズ、及び物体側に凸の負の
メニスカスレンズ２４と両凸レンズ２５の接合レンズか
らなっており、この後群レンズ２０の第３レンズ２１と
第４レンズ２２の間に、絞りＳが位置している。Ｃは、
ＣＣＤのカバーガラスである。
１の構成を示している。このレンズ系は、物体側から順
に、前群レンズ１０、及び後群レンズ２０からなってい
る。前群レンズ１０は、物体側から順に、物体側に凸の
負のメニスカスレンズの第１レンズ１１、両面非球面
で、中心付近では両凹レンズで、周縁では物体側に凸の
負メニスカスレンズとなる第２レンズ１２とからなって
いる。後群レンズ２０は、像側に凸面を向けた正のメニ
スカスの第３レンズ２１、両凹の第４レンズ２２と両凸
の第５レンズ２３の接合レンズ、及び物体側に凸の負の
メニスカスレンズ２４と両凸レンズ２５の接合レンズか
らなっており、この後群レンズ２０の第３レンズ２１と
第４レンズ２２の間に、絞りＳが位置している。Ｃは、
ＣＣＤのカバーガラスである。
【００２１】表１は、図１の超広角レンズ系の実施例の
具体的数値データを示す。面No.13と14は、カバーガラ
スＣであり、面No.15 はＣＣＤの撮像面位置である。図
２ないし図５は、その諸収差図である。諸収差図中、ｄ
線、ｇ線、Ｃ線は、それぞれの波長における球面収差に
よって示される色収差、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオ
ナルを示している。
具体的数値データを示す。面No.13と14は、カバーガラ
スＣであり、面No.15 はＣＣＤの撮像面位置である。図
２ないし図５は、その諸収差図である。諸収差図中、ｄ
線、ｇ線、Ｃ線は、それぞれの波長における球面収差に
よって示される色収差、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオ
ナルを示している。
【００２２】回転対称非球面は、次式で定義される。 x=Ch2/{1+[1-(1+K)C2h2]1/2}+A4h4+A6h6+A8h8+・・・ （Ｃは曲率(1/r)、ｈは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数）
【００２３】表および図面中、ＦＮＯ はＦナンバー、
f は焦点距離、W は半画角、fBはバックフォーカスを表
す。Ｒは曲率半径、Ｄはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折
率、νdはｄ線のアッベ数を示す。バックフォーカス
は、面No.12 から面No.15 迄の空気換算距離である。
f は焦点距離、W は半画角、fBはバックフォーカスを表
す。Ｒは曲率半径、Ｄはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折
率、νdはｄ線のアッベ数を示す。バックフォーカス
は、面No.12 から面No.15 迄の空気換算距離である。
【００２４】
【表１】 FNO=1:1.3 f=1.00 W=58.9 fB=2.70 （=0.422/1.51633+2.423) 面 No. R D Nd νd 1 16.361 0.634 1.77250 49.6 2 2.917 1.940 - - 3 ＊ -7.296 1.760 1.49176 57.4 4 ＊ 3.887 2.204 - - 5 -15.840 1.436 1.84666 23.8 6 -3.450 0.574 - - 絞 ∞ 1.338 - - 7 -29.920 0.317 1.84666 23.8 8 2.549 2.165 1.51633 64.1 9 -3.963 0.035 - - 10 4.186 0.317 1.84666 23.8 11 2.400 1.760 1.77250 49.6 12 -8.712 0.000 - - 13 ∞ 0.422 1.51633 64.1 14 ∞ 2.423 - - 15 ∞ - - - ＊は回転対称非球面 非球面データ： No.3; K=0.00、A4= 0.41500×10-1、A6=-0.72169×10-2、 A8=0.10529×10-2、A10=-0.70513 ×10-4 No.4; K=0.00、A4= 0.78424×10-1、A6=-0.13731×10-1、 A8= 0.11514 ×10-1、A10=-0.22907 ×10-2
【００２５】面No.3と面No.4の非球面のうち、面No.3
は、第２レンズ１２を、中心付近では両凹レンズで周縁
では物体側に凸の負メニスカスレンズとなるようにする
ために重要な面である。そこで、この面No.3の面形状、
近軸球面量及び非球面量を次の表２（単位ｍｍ）に示
す。図２１は、非球面量等を定義する図である。
は、第２レンズ１２を、中心付近では両凹レンズで周縁
では物体側に凸の負メニスカスレンズとなるようにする
ために重要な面である。そこで、この面No.3の面形状、
近軸球面量及び非球面量を次の表２（単位ｍｍ）に示
す。図２１は、非球面量等を定義する図である。
【００２６】
【表２】 光軸からの距離 面形状 近軸球面量 非球面量 0.00000 0.000000 0.000000 0.000000 0.10000 -0.000681 -0.000685 0.000004 0.20000 -0.002676 -0.002742 0.000066 0.30000 -0.005839 -0.006170 0.000331 0.40000 -0.009940 -0.010973 0.001034 0.50000 -0.014668 -0.017153 0.002485 0.60000 -0.019654 -0.024713 0.005059 0.70000 -0.024484 -0.033658 0.009174 0.80000 -0.028717 -0.043992 0.015276 0.90000 -0.031901 -0.055723 0.023822 1.00000 -0.033590 -0.068856 0.035266 1.10000 -0.033349 -0.083399 0.050049 1.20000 -0.030765 -0.099361 0.068596 1.30000 -0.025440 -0.116751 0.091311 1.40000 -0.016994 -0.135580 0.118586 1.50000 -0.005050 -0.155859 0.150809 1.60000 0.010765 -0.177600 0.188365 1.70000 0.030831 -0.200817 0.231648 1.80000 0.055518 -0.225525 0.281043 1.90000 0.085160 -0.251739 0.336898 2.00000 0.119985 -0.279476 0.399460 2.10000 0.160005 -0.308753 0.468759 2.20000 0.204833 -0.339592 0.544425
【００２７】この表２の面形状の一次微分で、サジタル
方向の変極点が分かり、二次微分でメリディオナル方向
の変極点が分かる。
方向の変極点が分かり、二次微分でメリディオナル方向
の変極点が分かる。
【００２８】［実施例２］図６は、本発明の超広角レン
ズ系の実施例２の構成を示している。このレンズ系の基
本的構成は、第２レンズ群中の第４レンズ２２が物体側
に凸の負メニスカスレンズからなる点を除き、実施例１
と同じである。表３は、この実施例の具体的数値デー
タ、表４は、面No.3の面形状、近軸球面量及び非球面量
のデータ、図７ないし図１０は、その諸収差図である。
ズ系の実施例２の構成を示している。このレンズ系の基
本的構成は、第２レンズ群中の第４レンズ２２が物体側
に凸の負メニスカスレンズからなる点を除き、実施例１
と同じである。表３は、この実施例の具体的数値デー
タ、表４は、面No.3の面形状、近軸球面量及び非球面量
のデータ、図７ないし図１０は、その諸収差図である。
【００２９】
【表３】 FNO=1:1.3 f=1.00 W=58.4 fB=2.75 (=0.432/1.51633+2.467) 面 No. R D Nd νd 1 13.592 0.360 1.77250 49.6 2 3.238 1.619 - - 3 ＊ -6.981 1.799 1.49176 57.4 4 ＊ 3.485 3.231 - - 5 -11.389 0.648 1.84666 23.8 6 -4.026 0.980 - - 絞 ∞ 2.319 - - 7 17.988 0.324 1.84666 23.8 8 2.907 1.439 1.51633 64.1 9 -5.170 0.036 - - 10 4.050 0.324 1.84666 23.8 11 2.479 1.691 1.77250 49.6 12 -10.343 0.000 - - 13 ∞ 0.432 1.51633 64.1 14 ∞ 2.467 - - 15 ∞ - - - ＊は回転対称非球面 非球面データ： No.3; K=0.00、A4= 0.30330×10-1、A6=-0.43125×10-2、 A8=0.46329×10-3、A10=-0.24092 ×10-4 No.4; K=0.00、A4= 0.50708×10-1、A6=-0.52255×10-2、 A8= 0.34087 ×10-2、A10=-0.73846 ×10-3
【００３０】
【表４】 光軸からの距離 面形状 近軸球面量 非球面量 0.00000 0.000000 0.000000 0.000000 0.10000 -0.000713 -0.000716 0.000003 0.20000 -0.002817 -0.002866 0.000048 0.30000 -0.006206 -0.006449 0.000243 0.40000 -0.010710 -0.011469 0.000759 0.50000 -0.016099 -0.017929 0.001830 0.60000 -0.022096 -0.025832 0.003737 0.70000 -0.028385 -0.035184 0.006799 0.80000 -0.034629 -0.045990 0.011362 0.90000 -0.040475 -0.058258 0.017783 1.00000 -0.045575 -0.071994 0.026420 1.10000 -0.049591 -0.087209 0.037617 1.20000 -0.052212 -0.103910 0.051699 1.30000 -0.053156 -0.122111 0.068955 1.40000 -0.052183 -0.141822 0.089639 1.50000 -0.049096 -0.163056 0.113960 1.60000 -0.043749 -0.185828 0.142079 1.70000 -0.036047 -0.210154 0.174107 1.80000 -0.025958 -0.236049 0.210092 1.90000 -0.013523 -0.263533 0.250010 2.00000 0.001122 -0.292625 0.293747 2.10000 0.017709 -0.323346 0.341055 2.20000 0.035789 -0.355718 0.391507 2.30000 0.054639 -0.389766 0.444405 2.40000 0.073154 -0.425517 0.498671 2.50000 0.089673 -0.462997 0.552670
【００３１】［実施例３］図１１は、本発明の超広角レ
ンズ系の実施例３の構成を示している。このレンズ系の
基本的構成は、実施例２と同様である。表５は、この実
施例の具体的数値データ、表６は、面No.3の面形状、近
軸球面量及び非球面量のデータ、図１２ないし図１５
は、その諸収差図である。
ンズ系の実施例３の構成を示している。このレンズ系の
基本的構成は、実施例２と同様である。表５は、この実
施例の具体的数値データ、表６は、面No.3の面形状、近
軸球面量及び非球面量のデータ、図１２ないし図１５
は、その諸収差図である。
【００３２】
【表５】 FNO=1:1.3 f=1.00 W=58.5 ｆＢ＝２．７９ （＝０．４３７／１．５１６３３＋２．５０１） 面 Ｎｏ． R D Nd νd 1 11.660 0.364 1.77250 49.6 2 3.274 1.637 - - 3 ＊ -8.060 2.485 1.49176 57.4 4 ＊ 3.032 3.046 - - 5 -11.339 0.655 1.84666 23.8 6 -3.881 0.546 - - 絞 ∞ 2.417 - - 7 28.148 0.327 1.84666 23.8 8 3.022 1.455 1.51633 64.1 9 -4.790 0.036 - - 10 4.000 0.327 1.84666 23.8 11 2.425 1.637 1.77250 49.6 12 -11.318 0.000 - - 13 ∞ 0.437 1.51633 64.1 14 ∞ 2.501 - - 15 ∞ - - - ＊は回転対称非球面 非球面データ： No.3; K=0.00、A4= 0.20485×10-1、A6=-0.25925×10-2、 A8=0.24634×10-3、A10=-0.11117 ×10-4 No.4; K=0.00、A4= 0.44252×10-1、A6=-0.58852×10-2、 A8= 0.39420 ×10-2、A10=-0.79700 ×10-3
【００３３】
【表６】 光軸からの距離 面形状 近軸球面量 非球面量 0.00000 0.000000 0.000000 0.000000 0.10000 -0.000618 -0.000620 0.000002 0.20000 -0.002449 -0.002482 0.000033 0.30000 -0.005421 -0.005585 0.000164 0.40000 -0.009418 -0.009932 0.000514 0.50000 -0.014283 -0.015524 0.001241 0.60000 -0.019826 -0.022364 0.002538 0.70000 -0.025827 -0.030455 0.004627 0.80000 -0.032049 -0.039801 0.007751 0.90000 -0.038241 -0.050406 0.012164 1.00000 -0.044148 -0.062275 0.018127 1.10000 -0.049517 -0.075415 0.025898 1.20000 -0.054104 -0.089831 0.035726 1.30000 -0.057680 -0.105530 0.047849 1.40000 -0.060032 -0.122519 0.062488 1.50000 -0.060962 -0.140808 0.079846 1.60000 -0.060294 -0.160405 0.100111 1.70000 -0.057864 -0.181320 0.123456 1.80000 -0.053523 -0.203563 0.150040 1.90000 -0.047133 -0.227146 0.180013 2.00000 -0.038568 -0.252081 0.213513 2.10000 -0.027713 -0.278381 0.250668 2.20000 -0.014479 -0.306059 0.291580 2.30000 0.001185 -0.335131 0.336316 2.40000 0.019254 -0.365612 0.384866 2.50000 0.039585 -0.397520 0.437105 2.60000 0.061843 -0.430872 0.492715 2.70000 0.085399 -0.465686 0.551085
【００３４】［実施例４］図１６は、本発明の超広角レ
ンズ系の実施例４の構成を示している。このレンズ系の
基本的構成は、実施例２と同様である。表７は、この実
施例の具体的数値データ、表８は、面No.3の面形状、近
軸球面量及び非球面量のデータ、図１７ないし図２０
は、その諸収差図である。
ンズ系の実施例４の構成を示している。このレンズ系の
基本的構成は、実施例２と同様である。表７は、この実
施例の具体的数値データ、表８は、面No.3の面形状、近
軸球面量及び非球面量のデータ、図１７ないし図２０
は、その諸収差図である。
【００３５】
【表７】 FNO=1:1.3 f=1.00 W=58.1 fB=2.90 (=0.422/1.51633+2.622) 面 No. R D Nd νd 1 17.000 0.500 1.77250 49.6 2 2.016 1.793 - - 3 ＊ -10.108 1.149 1.49176 57.4 4 ＊ 6.008 1.950 - - 5 -16.636 1.300 1.84666 23.8 6 -3.553 1.880 - - 7 95.609 0.300 1.84666 23.8 8 2.691 2.000 1.51633 64.1 9 -3.867 0.030 - - 10 4.862 0.300 1.84666 23.8 11 2.512 1.300 1.77250 49.6 12 -8.951 0.000 - - 13 ∞ 0.422 1.51633 64.1 14 ∞ 2.622 - - 15 ∞ - - - ＊は回転対称非球面 非球面データ： No.3; K=0.00、A4= 0.88810×10-1、A6=-0.27110×10-1、 A8=0.79690×10-2、A10=-0.61180 ×10-3 No.4; K=0.00、A4= 0.11720、A6=-0.48970×10-1、 A8= 0.25560 ×10-1、A10=-0.13970 ×10-2
【００３６】
【表８】 光軸からの距離 面形状 近軸球面量 非球面量 0.00000 0.000000 0.000000 0.000000 0.10000 -0.000618 -0.000620 0.000002 0.20000 -0.002449 -0.002482 0.000033 0.30000 -0.005421 -0.005585 0.000164 0.40000 -0.009418 -0.009932 0.000514 0.50000 -0.014283 -0.015524 0.001241 0.60000 -0.019826 -0.022364 0.002538 0.70000 -0.025827 -0.030455 0.004627 0.80000 -0.032049 -0.039801 0.007751 0.90000 -0.038241 -0.050406 0.012164 1.00000 -0.044148 -0.062275 0.018127 1.10000 -0.049517 -0.075415 0.025898 1.20000 -0.054104 -0.089831 0.035726 1.30000 -0.057680 -0.105530 0.047849 1.40000 -0.060032 -0.122519 0.062488 1.50000 -0.060962 -0.140808 0.079846 1.60000 -0.060294 -0.160405 0.100111 1.70000 -0.057864 -0.181320 0.123456 1.80000 -0.053523 -0.203563 0.150040
【００３７】実施例１ないし４の各条件式に対する値を
表９に示す。
表９に示す。
【表９】
【００３８】
【発明の効果】本発明の超広角レンズ系によれば、画角
が１２０〜１４０゜と極めて広く、Ｆナンバーが１．２
〜１．４程度と明るく、しかも結像収差特性が良好に補
正された超広角レンズ系が得られる。
が１２０〜１４０゜と極めて広く、Ｆナンバーが１．２
〜１．４程度と明るく、しかも結像収差特性が良好に補
正された超広角レンズ系が得られる。
【図１】本発明による超広角レンズ系の実施例１の構成
図である。
図である。
【図２】図１の超広角レンズ系の球面収差で示される色
収差図である。
収差図である。
【図３】同非点収差図である。
【図４】同歪曲収差図である。
【図５】同各画角でのコマ収差図である。
【図６】本発明による超広角レンズ系の実施例２の構成
図である。
図である。
【図７】図６の超広角レンズ系の球面収差で示される色
収差図である。
収差図である。
【図８】同非点収差図である。
【図９】同歪曲収差図である。
【図１０】同各画角でのコマ収差図である。
【図１１】本発明による超広角レンズ系の実施例３の構
成図である。
成図である。
【図１２】図１１の超広角レンズ系の球面収差で示され
る色収差図である。
る色収差図である。
【図１３】同非点収差図である。
【図１４】同歪曲収差図である。
【図１５】同各画角でのコマ収差図である。
【図１６】本発明による超広角レンズ系の実施例４の構
成図である。
成図である。
【図１７】図１６の超広角レンズ系の球面収差で示され
る色収差図である。
る色収差図である。
【図１８】同非点収差図である。
【図１９】同歪曲収差図である。
【図２０】同各画角でのコマ収差図である。
【図２１】レンズの非球面量等を定義する図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04
Claims (8)
- 【請求項１】 物体側より順に、負のパワーの前群レン
ズと、正のパワーの後群レンズとからなるレトロフォー
カスタイプの超広角レンズ系において、 上記前群レンズは、物体側より順に、物体側に凸面を向
けた負のメニスカス第１レンズと、少なくとも物体側の
面が非球面の第２レンズとを有し、 上記非球面の第２レンズは、光軸中心付近では両凹レン
ズで、周縁では物体側に凸の負メニスカスレンズとなる
形状をなし、下記の条件式（１）ないし（４）を満足す
ることを特徴とする超広角レンズ系。 （１）−１２≦Ｒ3 ／ｆ≦−６ （２）２．０×１０-2≦Ａ4 ／ｆ3 ≦１．０×１０-1 （３）−３．０×１０-2≦Ａ6 ／ｆ5 ≦−２．０×１０
-3 （４）２．０×１０-4≦Ａ8 ／ｆ7 ≦１．０×１０-2 但し、 Ｒ3 ：第２レンズの物体側の非球面の近軸球面の曲率半
径、 Ａ4 ：第２レンズの物体側の非球面の第４次非球面係
数、 Ａ6 ：第２レンズの物体側の非球面の第６次非球面係
数、 Ａ8 ：第２レンズの物体側の非球面の第８次非球面係
数、 ｆ：全系の焦点距離。 - 【請求項２】 請求項１記載のレンズ系において、後群
レンズは、少なくとも、物体側から順に、少なくとも単
レンズと絞りを含んでいる超広角レンズ系。 - 【請求項３】 請求項２記載のレンズ系において、後群
レンズは、絞りの後に、正レンズと負レンズを貼り合わ
せた貼り合わせレンズを２組備えている超広角レンズ
系。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項記載の
レンズ系において、非球面の第２レンズは、両面が非球
面である超広角レンズ系。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項記載の
レンズ系において、非球面第２レンズの光軸中心付近の
両凹レンズ部と周縁の負メニスカスレンズ部との境界部
分は、Ｆナンバーで決まる軸上光束の略外周部に位置し
ている超広角レンズ系。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１項記載の
レンズ系において、後群レンズは、物体側から順に、正
の単レンズ、絞り、正レンズと負レンズを貼り合わせた
２組の貼合せレンズからなっている超広角レンズ系。 - 【請求項７】 請求項６において、前群レンズは、物体
側に凸面を向けた負のメニスカス第１レンズと、少なく
とも１面が非球面の第２レンズとからなり、後群レンズ
は、正の単レンズの第３レンズ、絞り、負レンズの第４
レンズと正レンズの第５レンズの貼合せレンズ、及び負
レンズの第６レンズと正レンズの第７レンズの貼合せレ
ンズからなり、さらに、下記の条件式（５）ないし
（８）を満足する超広角レンズ系。 （５）２．５０≦Ｒ8 ／ｆ≦３．１０ （６）２．３５≦Ｒ11／ｆ≦２．５５ （７）１４≦ｆ7-9 ／ｆ （８）４≦ｆ10-12 ／ｆ≦５ 但し、 Ｒ8 ：第４レンズの像側の面の曲率半径、 Ｒ11：第６レンズの像側の面の曲率半径、 ｆ7-9 ：第４レンズと第５レンズの合成焦点距離、 ｆ10-12 ：第６レンズと第７レンズの合成焦点距離。 - 【請求項８】 請求項７記載のレンズ系において、第３
レンズは像側に凸の正メニスカスレンズ、第４レンズは
像側の面が凹面の負レンズ、第５レンズは両凸の正レン
ズ、第６レンズは物体側に凸の負メニスカスレンズ、第
７レンズは両凸の正レンズからなっている超広角レンズ
系。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9201903A JP3062735B2 (ja) | 1996-08-23 | 1997-07-28 | 非球面レンズを用いた超広角レンズ系 |
| US08/915,603 US5861999A (en) | 1996-08-23 | 1997-08-21 | Super wide angel lens system using an aspherical lens |
| CN97117655A CN1107236C (zh) | 1996-08-23 | 1997-08-22 | 采用非球面透镜的超广角透镜系统 |
| DE19736594A DE19736594C2 (de) | 1996-08-23 | 1997-08-22 | Superweitwinkelobjektiv vom Typ umgekehrter Teleobjektive |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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