JP4919712B2 - 魚眼レンズ - Google Patents
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Description
本発明は、一眼レフカメラなどに用いられる魚眼レンズに関するものである。
従来、魚眼レンズは、特別な射影方式を有することから科学的な目的に使用される特殊レンズであった。しかし、近年においては特別な射影方式によって生み出される大きな負の歪曲収差効果を芸術目的として使用することが増えてきている。
また、近年のデジタル化によりその使用用途も拡大しており、無限遠撮影だけで無く近距離撮影でも良好な光学性能が必要である。
魚眼レンズは、１８０度近い画角を取り込むため、通常のレンズのようにｙ＝ｆ・ｔａｎθの射影方式による完全相似形の像を射影することができず、極端な負の歪曲を発生させている。
特公昭６０−４６４０９号公報
広い画角を要求される魚眼レンズにおいて画面中心から画面周辺部まで良好な性能を得ること、且つより近距離撮影が可能な光学系を得ることを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る魚眼レンズは、物体側より像面側に順に、負レンズと三組以上の接合レンズとからなり、全体として負の焦点距離を有する前群と、全体として正の焦点距離を有する後群と、前記前群と前記後群との間に配置される絞りから構成され、前記後群に少なくとも一枚の正レンズ２１を配置することを特徴とする魚眼レンズである。
本発明に係る魚眼レンズでは、前記前群は、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第１１レンズと、正レンズと負レンズ成分との接合からなる第１２レンズと、負レンズと正レンズとの接合からなる第１３レンズと、正レンズと負レンズとの接合からなる第１４レンズとから構成され、前記後群は、負レンズと正レンズとの接合からなる第２１レンズと、負レンズと正レンズとの接合からなる第２２レンズで構成されることが好ましい。
物体側より像面側に順に、負レンズと三組以上の接合レンズとからなり、全体として負の焦点距離を有する前群と、全体として正の焦点距離を有する後群と、前記前群と前記後群との間に配置される絞りから構成され、前記後群に少なくとも一枚の正レンズ２１を配置し以下の条件を満足することが好ましい。
（１） −０．７＜ｆ１／Ｙ＜−０．５
（２） ν２１／Ｐ２１＞１５０
ｆ１；前記前群の焦点距離
Ｙ；最大画角における像高
ν２１：前記正レンズ２１のｄ線のアッベ数
Ｐ２１：前記正レンズ２１のｇ線とＦ線スペクトル線間の部分分散比
（１） −０．７＜ｆ１／Ｙ＜−０．５
（２） ν２１／Ｐ２１＞１５０
ｆ１；前記前群の焦点距離
Ｙ；最大画角における像高
ν２１：前記正レンズ２１のｄ線のアッベ数
Ｐ２１：前記正レンズ２１のｇ線とＦ線スペクトル線間の部分分散比
本発明に係る魚眼レンズにおいて、前記後群に少なくとも１組以上の接合レンズｓを有し、前記接合レンズｓ全てが以下の条件を満足することが好ましい。
（３） １９＜νｓ１−νｓ２＜３８
νｓ１：前記接合レンズｓを構成する正レンズｓ１のｄ線のアッベ数
νｓ２：前記正レンズｓ１と接合する負レンズのｄ線のアッベ数
（３） １９＜νｓ１−νｓ２＜３８
νｓ１：前記接合レンズｓを構成する正レンズｓ１のｄ線のアッベ数
νｓ２：前記正レンズｓ１と接合する負レンズのｄ線のアッベ数
本発明に係る魚眼レンズにおいて、以下の条件を満足することが好ましい。
（４） Φ／Ｄｓ＜５．０
Φ；開放絞り直径
Ｄｓ；前記前群と前記絞りとの間の空気間隔
（４） Φ／Ｄｓ＜５．０
Φ；開放絞り直径
Ｄｓ；前記前群と前記絞りとの間の空気間隔
本発明に係る魚眼レンズでは、無限遠物体から近距離物体へ合焦する際に、前記前群と前記後群の空気間隔を維持しながら物体方向にフォーカス群が移動し、無限遠物体から近距離物体の繰り出し量を以下の条件を満足することが好ましい。
（５） Σｄ／Ｄｆ＞３９
Σｄ：最も物体側の面から最も像面側の面までの距離
Ｄｆ：無限遠物体から近距離物体までのフォーカス群の繰り出し量
（５） Σｄ／Ｄｆ＞３９
Σｄ：最も物体側の面から最も像面側の面までの距離
Ｄｆ：無限遠物体から近距離物体までのフォーカス群の繰り出し量
本発明によれば、広い画角を要求される魚眼レンズにおいて画面中心から画面周辺部まで良好な性能を得ること、且つより近距離撮影が可能な光学系を得ることができる。
以下、本発明に係る魚眼レンズの実施の形態に付いて説明する。
本実施形態の魚眼レンズ系は、１７０度以上という大きな角度から入射する光束を強い発散作用を有する複数の負レンズ構成で、光軸と平行方向に大きく曲げる作用を持たせ、複数の接合レンズと一枚以上の異常分散性の強いガラスにより色収差を補正することが可能になる。
本実施形態の魚眼レンズ系は、１７０度以上という大きな角度から入射する光束を強い発散作用を有する複数の負レンズ構成で、光軸と平行方向に大きく曲げる作用を持たせ、複数の接合レンズと一枚以上の異常分散性の強いガラスにより色収差を補正することが可能になる。
条件式（１）は、本発明に係る魚眼レンズにおいて、１７０度以上という大きな角度から入射する光束を強い発散作用を有する複数の負レンズ構成し、効率良く光軸と平行方向に大きく曲げる作用を持たせるために前群の焦点距離と最大画角における像高を規定した条件である。上限値を超えると１７０度以上という大きな角度を包括するには有利になるが、最大画角における像高に対して焦点距離が短くなりすぎて周辺の解像力の低下を招く。下限値を超えると非点収差及びコマ収差の補正が困難になるばかりか１７０度以上という大きな角度を維持することが困難なる前群になる。
条件式（２）は、本発明に係る魚眼レンズにおいて、前群で発生した倍率色収差を補正するために異常分散特性を規定したものである。下限値を超えるとｇ線とＣ線の差が大きくなり、倍率色収差を後群で補正しきれなくなる。
条件式（３）は、本発明に係る魚眼レンズにおいて、前群で発生した倍率色収差及び軸上色収差を補正するために接合レンズのアッベ数の差を規定したものである。
上限値を超えるとアッベ数の差が大きくなりすぎて前群で発生した軸上色収差の補正が困難になる。下限値を超えるとｇ線とＣ線の差が大きくなりすぎて、倍率色収差を後群で補正しきれなくなる。
上限値を超えるとアッベ数の差が大きくなりすぎて前群で発生した軸上色収差の補正が困難になる。下限値を超えるとｇ線とＣ線の差が大きくなりすぎて、倍率色収差を後群で補正しきれなくなる。
条件式（４）は、本発明に係る魚眼レンズにおいて、効率良くＦナンバーを確保し、光軸上の性能を補正するために規定したものである。
上限値を超えると、後群に入射する光線が高くなるので、上光線のフレア成分と色コマ収差が発生し、少ない枚数での補正が困難になる。
上限値を超えると、後群に入射する光線が高くなるので、上光線のフレア成分と色コマ収差が発生し、少ない枚数での補正が困難になる。
条件式（５）は、本発明に係る魚眼レンズにおいて、近距離物体での光学性能を維持しつつ最短撮影距離を短くするために物体側の面から像面側の面までの距離と無限遠物体から近距離物体の繰り出し量を規定したものである。
下限値を超えると、正の歪曲収差が発生するため画角１７０度以上を確保することが困難になる。
下限値を超えると、正の歪曲収差が発生するため画角１７０度以上を確保することが困難になる。
以下に本発明の魚眼レンズの具体的な数値実施例を示す。諸収差図中、球面収差で示される色収差（軸上色収差）図及び倍率色収差中のdはｄ線(587.56nm)、eはe線(546.07nm)、CはC線(656.27nm)、FはF線(486.13nm)、gはｇ線(435.83nm)でそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリジオナルである。ＦｎｏはＦナンバー、ｆは焦点距離、ωは半画角、ｆｂはバックフォーカス、Ｄｆは無限遠物体から近距離物体までのフォーカス群の繰り出し量を表す。ｒiは各面の曲率半径、ｄiはレンズ間隔、Ｎｄはｄ線の屈折率、ｖｄはｄ線のアッベ数を示す。
［実施例１］
［実施例１］
図１は、本発明の魚眼レンズの実施例１のレンズの構成図で、物体側より像面側に順に、負レンズと三組以上の接合レンズとからなり、全体として負の焦点距離を有する前群と、全体として正の焦点距離を有する後群と、前記前群と前記後群との間に配置される絞りから構成され、前記後群に少なくとも一枚の正レンズ２１を配置され、前群と絞りと後群が一体に移動する構成を示している。
Ｆｎｏ＝３.５
ｆ＝８.１４８２
ω＝９０°
Ｆｂ＝４０.８００６
Ｄｆ＝１.７８２６
ｆ＝８.１４８２
ω＝９０°
Ｆｂ＝４０.８００６
Ｄｆ＝１.７８２６
i ｒ ｄ Ｎｄ ｖｄ
1 102.100 2.700 1.58913 61.2
2 17.840 11.470
3 69.180 4.880 1.80518 25.4
4 -69.180 1.500 1.80420 46.5
5 14.350 14.200
6 91.030 1.930 1.80420 46.5
7 11.000 6.420 1.67270 32.1
8 -29.150 2.550
9 -43.870 2.800 1.80420 46.5
10 10.530 3.000 1.53172 48.6
11 -61.890 7.239
12 開口絞り 3.011
13 35.090 1.000 1.71700 48.1
14 19.910 4.100 1.49700 81.6
15 -19.910 0.150
16 44.050 1.000 1.80610 33.3
17 16.440 4.000 1.48749 70.2
18 -28.090
1 102.100 2.700 1.58913 61.2
2 17.840 11.470
3 69.180 4.880 1.80518 25.4
4 -69.180 1.500 1.80420 46.5
5 14.350 14.200
6 91.030 1.930 1.80420 46.5
7 11.000 6.420 1.67270 32.1
8 -29.150 2.550
9 -43.870 2.800 1.80420 46.5
10 10.530 3.000 1.53172 48.6
11 -61.890 7.239
12 開口絞り 3.011
13 35.090 1.000 1.71700 48.1
14 19.910 4.100 1.49700 81.6
15 -19.910 0.150
16 44.050 1.000 1.80610 33.3
17 16.440 4.000 1.48749 70.2
18 -28.090
［実施例２］
図３は、本発明の魚眼レンズの実施例２のレンズの構成図で、物体側より像面側に順に、負レンズと三組以上の接合レンズとからなり、全体として負の焦点距離を有する前群と、全体として正の焦点距離を有する後群と、前記前群と前記後群との間に配置される絞りから構成され、前記後群に少なくとも一枚の正レンズ２１を配置され、前群と絞りと後群が一体に移動する構成を示している。
図３は、本発明の魚眼レンズの実施例２のレンズの構成図で、物体側より像面側に順に、負レンズと三組以上の接合レンズとからなり、全体として負の焦点距離を有する前群と、全体として正の焦点距離を有する後群と、前記前群と前記後群との間に配置される絞りから構成され、前記後群に少なくとも一枚の正レンズ２１を配置され、前群と絞りと後群が一体に移動する構成を示している。
Ｆｎｏ＝３.５
ｆ＝８.０１３２
Ｗ＝９０°
Ｆｂ＝４０.２３３２
Ｄ＝１.７１９５
ｆ＝８.０１３２
Ｗ＝９０°
Ｆｂ＝４０.２３３２
Ｄ＝１.７１９５
i ｒ ｄ Ｎｄ ｖｄ
1 102.100 2.700 1.58913 61.2
2 17.840 11.470
3 69.180 4.880 1.80518 25.4
4 -69.180 1.500 1.80420 46.5
5 14.350 13.500
6 71.591 2.000 1.80420 46.5
7 12.326 6.500 1.67270 32.2
8 -29.614 3.000
9 -49.635 2.500 1.80420 46.5
10 9.234 3.000 1.53172 48.9
11 -119.852 2.000
12 開口絞り 8.500
13 39.4420 1.000 1.71700 48.0
14 21.3412 4.000 1.49700 81.6
15 -18.6158 0.200
16 40.6586 1.000 1.80610 33.3
17 16.4806 4.000 1.48749 70.4
18 -27.9863
1 102.100 2.700 1.58913 61.2
2 17.840 11.470
3 69.180 4.880 1.80518 25.4
4 -69.180 1.500 1.80420 46.5
5 14.350 13.500
6 71.591 2.000 1.80420 46.5
7 12.326 6.500 1.67270 32.2
8 -29.614 3.000
9 -49.635 2.500 1.80420 46.5
10 9.234 3.000 1.53172 48.9
11 -119.852 2.000
12 開口絞り 8.500
13 39.4420 1.000 1.71700 48.0
14 21.3412 4.000 1.49700 81.6
15 -18.6158 0.200
16 40.6586 1.000 1.80610 33.3
17 16.4806 4.000 1.48749 70.4
18 -27.9863
［実施例３］
図５は、本発明の魚眼レンズの実施例３のレンズの構成図で、物体側より像面側に順に、負レンズと三組以上の接合レンズとからなり、全体として負の焦点距離を有する前群と、全体として正の焦点距離を有する後群と、前記前群と前記後群との間に配置される絞りから構成され、前記後群に少なくとも一枚の正レンズ２１を配置され、前群と絞りと後群が一体に移動する構成を示している。
図５は、本発明の魚眼レンズの実施例３のレンズの構成図で、物体側より像面側に順に、負レンズと三組以上の接合レンズとからなり、全体として負の焦点距離を有する前群と、全体として正の焦点距離を有する後群と、前記前群と前記後群との間に配置される絞りから構成され、前記後群に少なくとも一枚の正レンズ２１を配置され、前群と絞りと後群が一体に移動する構成を示している。
Ｆｎｏ＝３.５２８８
ｆ＝８.００６０
Ｗ＝９０°
Ｆｂ＝４０.２２２６
Ｄ＝１.６８１３
ｆ＝８.００６０
Ｗ＝９０°
Ｆｂ＝４０.２２２６
Ｄ＝１.６８１３
i ｒ ｄ Ｎｄ ｖｄ
1 102.100 2.700 1.58913 61.2
2 17.840 11.900
3 110.722 4.500 1.80518 25.5
4 -80.3631 2.500 1.70955 54.7
5 17.8249 14.200
6 107.2816 2.000 1.80420 46.5
7 9.3591 6.500 1.70766 28.8
8 -41.2430 2.500
9 -31.2305 2.800 1.80420 46.5
10 9.3126 3.000 1.49700 81.6
11 -34.5994 2.000
12 開口絞り 7.000
13 64.1163 1.500 1.59582 62.1
14 25.6687 4.000 1.49700 81.6
15 -16.5878 0.100
16 39.9946 1.000 1.80610 33.3
17 16.7676 4.000 1.48749 70.4
18 -27.4190
1 102.100 2.700 1.58913 61.2
2 17.840 11.900
3 110.722 4.500 1.80518 25.5
4 -80.3631 2.500 1.70955 54.7
5 17.8249 14.200
6 107.2816 2.000 1.80420 46.5
7 9.3591 6.500 1.70766 28.8
8 -41.2430 2.500
9 -31.2305 2.800 1.80420 46.5
10 9.3126 3.000 1.49700 81.6
11 -34.5994 2.000
12 開口絞り 7.000
13 64.1163 1.500 1.59582 62.1
14 25.6687 4.000 1.49700 81.6
15 -16.5878 0.100
16 39.9946 1.000 1.80610 33.3
17 16.7676 4.000 1.48749 70.4
18 -27.4190
本発明の第１実施例から第３実施例に係わる魚眼レンズにおける条件対応数値を以下の表に掲げる。
（条件対応数値）
条件式 実施例１ 実施例２ 実施例３
(1) -0.6522 -0.6230 -0.5840
(2) 151.5 151.5 151.5
(3) 33.5 36.9 33.6 37.1 19.5 37.1
(4) 1.478 4.25 4.25
(5) 40.36 41.73 42.94
条件式 実施例１ 実施例２ 実施例３
(1) -0.6522 -0.6230 -0.5840
(2) 151.5 151.5 151.5
(3) 33.5 36.9 33.6 37.1 19.5 37.1
(4) 1.478 4.25 4.25
(5) 40.36 41.73 42.94
Claims (4)
- 物体側より像面側に順に、負レンズと三組以上の接合レンズとからなり、全体として負の焦点距離を有する前群と、全体として正の焦点距離を有する後群と、前記前群と前記後群との間に配置される絞りから構成され、前記後群に少なくとも一枚の正レンズ２１を配置し以下の条件を満足することを特徴とする魚眼レンズ。
（１） −０．７＜ｆ１／Ｙ＜−０．５
（２） ν２１／Ｐ２１＞１５０
ｆ１；前記前群の焦点距離
Ｙ；最大画角における像高
ν２１：前記正レンズ２１のｄ線のアッベ数
Ｐ２１：前記正レンズ２１のｇ線とＦ線スペクトル線間の部分分散比 - 請求項１記載の魚眼レンズにおいて、前記後群に少なくとも１組以上の接合レンズｓを有し、前記接合レンズｓ全てが以下の条件を満足することを特徴とする魚眼レンズ。
（３） １９＜νｓ１−νｓ２＜３８
νｓ１：前記接合レンズｓを構成する正レンズｓ１のｄ線のアッベ数
νｓ２：前記正レンズｓ１と接合する負レンズのｄ線のアッベ数 - 請求項１記載の魚眼レンズにおいて、以下の条件を満足することを特徴とする魚眼レンズ。
（４） Φ／Ｄｓ＜５．０
Φ；開放絞り直径
Ｄｓ；前記前群と前記絞りとの間の空気間隔 - 請求項１記載の魚眼レンズにおいて、無限遠物体から近距離物体へ合焦する際に、前記前群と前記後群の空気間隔を維持しながら物体方向にフォーカス群が移動し、無限遠物体から近距離物体の繰り出し量を以下の条件を満足することを特徴とする魚眼レンズ。
（５） Σｄ／Ｄｆ＞３９
Σｄ：最も物体側の面から最も像面側の面までの距離
Ｄｆ：無限遠物体から近距離物体までのフォーカス群の繰り出し量
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