JP4748220B2 - 超広角レンズ - Google Patents
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Description
0.5≦|f2x/f4x|<2
0.5≦|f2y/f4y|<2
但し、
f2x:前記第2レンズのXZ断面の近軸焦点距離
f2y:前記第2レンズのYZ断面の近軸焦点距離
f4x:前記第4レンズのXZ断面の近軸焦点距離
f4y:前記第4レンズのYZ断面の近軸焦点距離
を満足することを特徴とする。
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
S 開口絞り
GF ガラスフィルタ
CG カバーガラス
+AR・[(1−AP)・x2+(1+AP)・y2]2+BR・[(1−BP)・x2+(1+BP)・y2]3
+CR・[(1−CP)・x2+(1+CP)・y2]4+DR・[(1−DP)・x2+(1+DP)・y2]5
但し、
z:座標(x,y)の位置でのz軸方向の変位量(面頂点基準)
CX,CY:面頂点でのxz,yz断面の各々の曲率(=1/曲率半径)
KX,KY:xz断面とyz断面の各々のコーニック定数
AR,BR,CR,DR:円錐から4次、6次、8次、10次の変形した回転対称係数
AP,BP,CP,DP:円錐から4次、6次、8次、10次の変形した非回転対称係数
また、アナモルフィック非球面については、略同等の面形状を自由曲面の式(XYP)で表すことができる。つまり、自由曲面の式を用いたレンズ設計を行っても、自由曲面のある定数を変えればアナモルフィック面の式と同等になるので、自由曲面でレンズ面を設計したとしても、上下方向と左右方向が対象でないなら、本発明の範疇に入る。
但し、
z:高さhの位置でのz軸方向の変位量(面頂点基準)
h:z軸に対して垂直な方向の高さ(h2=x2+y2)
c:面頂点での曲率(=1/曲率半径)
K:コーニック定数
C(m,n):自由曲面係数(m,n=0,1,2・・・)
次に、各実施形態の超広角レンズ系が満足すべき条件式を説明する。なお、各実施の形態の超広角レンズ系は、以下に示す各条件式を全て同時に満足する必要はなく、個々の条件式をそれぞれ単独に満足することによって対応する作用効果を達成することが可能である。勿論、複数の条件式を満足している方が光学性能、小型化或いは組立の観点からより望ましいことは言うまでもない。
0.5≦|f2y/f4y|<2・・・(2)
但し、
f2x:第2レンズのXZ断面の近軸焦点距離
f2y:第2レンズのYZ断面の近軸焦点距離
f4x:第4レンズのXZ断面の近軸焦点距離
f4y:第4レンズのYZ断面の近軸焦点距離
条件式(1)、(2)は、温度変化に寄る性能劣化を抑えるための条件式である。条件式(1)、(2)から外れると、温度変化による結像位置の動き量が大きくなる。
但し、
ωX:長辺方向の最大全画角(deg)
条件式(3)以下だと、回転対称光学系で構成できる光学系との差別化が小さくなる。即ち、条件式(3)を満たすようにすることで、必要な方向にのみ非常に広い画角を確保し、不要な方向の不要な被写体領域の映りこみを防止し、必要とする方向の情報を大きく表示させることができる。
−0.6<fy/f2y<−0.2・・・(5)
但し、
fx:全系のXZ断面での焦点距離
fy:全系のYZ断面での焦点距離
f2x:第2レンズのYZ断面での焦点距離
f2y:第2レンズのYZ断面での焦点距離
条件式(4)、(5)は、第2レンズのパワーに関して主に射出瞳位置と歪曲収差をバランスさせるための条件である。条件式(4)、(5)の下限値を越えると、射出瞳位置には有利であるが、歪曲収差の劣化が著しくなる。また、上限を超えると射出瞳位置に不利となり、レンズバックを確保出来なくなる。
条件式(6)は第3レンズのアッベ数に関して、倍率色収差を抑えるための条件である。
但し、
z:高さhの位置での光軸方向の変位量(面頂点基準)
h:光軸に対して垂直な方向の高さ
C:近軸曲率
ε:2次曲面パラメータ
Ai:i次の非球面係数
Hi:Hのi乗を表す記号
なお、面番号における記号は下記の通りである。
ASP:非球面
GF:ガラスフィルタ
CG:カバーガラス
[実施例1]
実施例1の光学諸値は下記の通りである。
YZ断面の焦点距離:1.475
XZ断面のFNo.:2.75
YZ断面のFNo.:2.8
レンズデータを表1に示す。
実施例2の光学諸値は下記の通りである。
YZ断面の焦点距離:1.483
XZ断面のFNo.:2.73
YZ断面のFNo.:2.8
レンズデータを表4に示す。
実施例3の光学諸値は下記の通りである。
YZ断面の焦点距離:1.402
XZ断面のFNo.:2.75
YZ断面のFNo.:2.8
レンズデータを表7に示す。
Claims (6)
- 物体側から順に、負の屈折力を有し物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力を有する第3レンズと、正の屈折力を有する第4レンズとにより構成され、前記第2レンズ及び前記第4レンズはそれぞれ少なくとも1面以上の非回転対称面を有し、以下の条件式を満足することを特徴とする超広角レンズ。
0.5≦|f2x/f4x|<2
0.5≦|f2y/f4y|<2
但し、
f2x:前記第2レンズのXZ断面の近軸焦点距離
f2y:前記第2レンズのYZ断面の近軸焦点距離
f4x:前記第4レンズのXZ断面の近軸焦点距離
f4y:前記第4レンズのYZ断面の近軸焦点距離 - 前記非回転対称面は、面形状が面頂点を原点とするローカルな直行座標系(x,y,z)を用いた下記の条件式で定義されるアナモルフィック面であることを特徴とする請求項1に記載の超広角レンズ。
z=(CX・x 2 +CY・y 2 )/[1+√{1−(1+KX)・CX 2 ・x 2 −(1+KY)・CY 2 ・y 2 }]
+AR・[(1−AP)・x 2 +(1+AP)・y 2 ] 2 +BR・[(1−BP)・x 2 +(1+BP)・y 2 ] 3
+CR・[(1−CP)・x 2 +(1+CP)・y 2 ] 4 +DR・[(1−DP)・x 2 +(1+DP)・y 2 ] 5
但し、
z:座標(x,y)の位置でのz軸方向の変位量(面頂点基準)
CX,CY:面頂点でのxz,yz断面の各々の曲率(=1/曲率半径)
KX,KY:xz断面とyz断面の各々のコーニック定数
AR,BR,CR,DR:円錐から4次、6次、8次、10次の変形した回転対称係数
AP,BP,CP,DP:円錐から4次、6次、8次、10次の変形した非回転対称係数 - 前記非回転対称面は、面形状が面頂点を原点とするローカルな直行座標系(x,y,z)を用いた下記の条件式で定義される自由曲面であることを特徴とする請求項1に記載の超広角レンズ。
z=c・h 2 /[1+√{1−(1+K)・c 2 ・h 2 }]+mΣnΣ[C(m,n)・x m ・y n ]
但し、
z:高さhの位置でのz軸方向の変位量(面頂点基準)
h:z軸に対して垂直な方向の高さ(h 2 =x 2 +y 2 )
c:面頂点での曲率(=1/曲率半径)
K:コーニック定数
C(m,n):自由曲面係数(m,n=0,1,2・・・) - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の超広角レンズ。
νd3<50
但し、
νd3:前記第3レンズのアッベ数 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の超広角レンズ。
ωX>150
但し、
ωX:長辺方向の最大全画角(deg) - 前記第3レンズと前記第4レンズの間に開口絞りを有することを特徴とする請求項1に記載の超広角レンズ。
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