JP5095313B2 - 魚眼レンズ - Google Patents

Description

本発明は魚眼レンズに関するもので、特にＡＰＳ−Ｃフォーマット以下のイメージサイズのデジタル一眼レフカメラに適した魚眼レンズに関するものである。

近年、３５ｍｍフイルムサイズのカメラに替わって、ＡＰＳ−Ｃフォーマット以下のデジタル一眼レフカメラが主流になってきており、全周の観測が必要な学術分野等で使用されている円周画角１８０°を確保した魚眼レンズに関しても、前述のＡＰＳ−Ｃフォーマット以下のデジタル一眼レフカメラに適したものが要求されている。

しかし、３５ｍｍフイルムサイズに適した円周画角１８０°の魚眼レンズを、そのまま前述のＡＰＳ−Ｃフォーマット以下のデジタル一眼レフカメラに使用すると、イメージサイズの違いにより、円周画角１８０°が得られないという問題がある。

従来技術ではＡＰＳ−Ｃフォーマット相当のデジタル一眼レフカメラに適した魚眼レンズとして、特許文献１や特許文献２が開示されている。しかしながら、いずれも対角画角において１８０°であるため、長辺方向若しくは短辺方向の画角は１８０°に満たず、全周の撮影には使用出来なかった。また、スケーリングにより焦点距離や像高を縮小しようとするとバックフォーカスが短くなり、一眼レフカメラのクイックリターンミラーに干渉するおそれがあった。

また、特許文献３及び特許文献４では、３５ｍｍフルサイズ用の魚眼レンズが開示されているが、前述の文献と同様に対角画角において１８０°であるため、ＡＰＳ−Ｃフォーマット相当のデジタル一眼レフカメラにおいてスケーリングしても前述の文献以上にバックフォーカスが短くなり使用できなかった。
特開２００４−１２６５２２号公報 特開２００４−０６９７６８号公報 特開平５−２７３４５９号公報 特開平２−２４８９１０号公報

３５ｍフイルムサイズのカメラに適した魚眼レンズをＡＰＳ−Ｃフォーマット以下のデジタル一眼レフカメラに使用すると、円周画角１８０°が得られない問題があった。

また、対角画角１８０°を実現し、ＡＰＳ−Ｃフォーマット以下のデジタル一眼レフカメラに適した魚眼レンズであっても、長辺方向若しくは短辺方向の画角は１８０°に満たなかった。

また、スケーリング時にバックフォーカスが短くなり、一眼レフカメラのクイックリターンミラーに干渉するおそれがあった。

本発明における魚眼レンズは上記課題を解決するため、以下の構成とした。

即ち、物体側より順に、負の屈折力を有する前群Ｇ１、開口絞り、及び正の屈折力を有する後群Ｇ２とからなる魚眼レンズにおいて、前群Ｇ１が物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｍ、一枚以上の負単レンズ、一組以上の接合レンズを有し、以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする魚眼レンズ。
（１）０．０７＜ｆ／Ｂｆ＜０．１９
（２）０．６４＜｜ｆ_Ｆ｜／ｆ＜１．２９
但し
Ｂｆ：前記魚眼レンズのバックフォーカス
ｆ：前記魚眼レンズの全系の焦点距離
ｆ_Ｆ：前記前群Ｇ１の焦点距離

さらに、前記魚眼レンズの前記後群Ｇ２が、正レンズＬ_Ｐと負レンズで構成される全体で正の屈折力を有する接合レンズを有し、正レンズＬ_Ｐが以下の条件式（３）及び（４）を満足することが望ましい。
（３）Ｖｄ_ｐ＞６２．５
（４）Ｐ_ｇＦｐ＞−０．００２Ｖｄ_ｐ＋０．６６７５
但し
Ｖｄ_ｐ：前記正レンズＬ_Ｐのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）のアッベ数
Ｐ_ｇＦｐ：前記正レンズＬ_Ｐのｇ−Ｆ線間の部分分散比

さらに、前記魚眼レンズの前記後群Ｇ２の前記正レンズＬｐと前記負レンズで構成される全体で正の屈折力を有する前記接合レンズの物体側もしくは像面側に正レンズを有することが望ましい。

さらに、前記魚眼レンズの前記前群Ｇ１に含まれる、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｍのｄ線の屈折率と、Ｌｍに後続する一枚の負単レンズのｄ線の屈折率とが、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）０．５２＜２／（Ｎｄ１＋Ｎｄ２）＜０．５６
但し
Ｎｄ１：前記負メニスカスレンズＬｍのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）の屈折率
Ｎｄ２：前記負単レンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）の屈折率

本発明により、デジタル一眼レフカメラにおけるＡＰＳ−Ｃフォーマット以下のイメージサイズに適しており、焦点距離が短く、諸収差が良好に補正され、円周画角１８０°程度を実現する魚眼レンズが得られる。

本発明に係る魚眼レンズを実施するための最良の形態について以下に説明する。

本発明に係る魚眼レンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する前群Ｇ１と、開口絞りと正の屈折力を有する後群Ｇ２とからなり、前群Ｇ１は物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｍ、一枚以上の負単レンズ、一組以上の接合レンズを有し、前記条件式（１）及び（２）を満足することを特徴としている。

前群Ｇ１の物体側に負のメニスカスレンズＬ_ｍを配置することにより１８０°以上の画角を確保し、該負メニスカスレンズＬ_ｍの像面側に配置した一枚以上の負単レンズにより負の成分を複数の負単レンズに分散させ、各負単レンズの曲率を小さくすることができ、コマフレアの除去につながる。また、これは入射角度の大きな光線を比較的緩やかに曲げることができるため、非点収差の軽減に寄与する。また、物体側のいくつかの負成分によって発生する色収差を、前群に配置した接合レンズによって効果的に補正することができる。

条件式（１）は、本発明に係る魚眼レンズにおける、魚眼レンズの全系の焦点距離とバックフォーカスの関係についての条件式である。一般的に一眼レフカメラでは、バックフォーカスを長くとる必要がある。

条件式（１）の上限を超えるとイメージサークルが大きくなるため、ＡＰＳ−Ｃフォーマット以下のデジタル一眼レフカメラにおいて円周１８０°以上の画角を得ることが難しくなる。また、条件式（１）の下限を下回るとイメージサークルが小さくなるため、ＡＰＳ−Ｃフォーマット以下の所定のフォーマットに対し適当なイメージサークルが得られない。

条件式（２）は、本発明に係る魚眼レンズにおける、負の屈折力を有する前群Ｇ１の焦点距離と魚眼レンズの全系の焦点距離についての条件式である。条件式（２）の上限を超えると前群Ｇ１の負の屈折力が大きくなり、像面湾曲の補正が困難になる。また、条件式（２）の下限を下回ると前群Ｇ１の負の屈折力が小さくなり、主点位置が像面側からレンズ最前面側に向かってレンズ最終面に近づくため、一眼レフカメラに必要なバックフォーカスを確保することが困難になる。

さらに、前記魚眼レンズの前記後群Ｇ２は、正レンズＬ_Ｐと負レンズで構成される全体で正の屈折力を有する接合レンズを有し、正レンズＬ_Ｐが前記条件式（３）及び（４）を満足することが望ましい。

後群Ｇ２に接合レンズを配置することは、前群Ｇ１の負成分によって発生した倍率色収差や、軸上色収差の補正に役立つ。

さらに、その接合レンズ成分のうち正の屈折力を有する正レンズＬ_Ｐに条件式（３）及び（４）を満たす、低分散でかつ部分分散比の高い硝材を使用することにより、接合レンズ成分中で色消しが行われ、また、前群Ｇ１の負成分によって発生した倍率色収差や、軸上色収差の補正を一層効果的に行うことができる。

また、前記魚眼レンズの前記後群Ｇ２の前記正レンズＬｐと前記負レンズで構成される全体で正の屈折力を有する前記接合レンズの物体側もしくは像面側に正レンズを有することが望ましい。

後群Ｇ２に正レンズを複数配置することで正の屈折力を分散させることが出来る。これにより、円周画角１８０°の視野を像面に結像させるために必要な屈折力を確保しつつ、色収差の補正に効果がある。また、色補正効果の高い硝材を使用するので、色収差をさらに効果的に補正できる。

また、前記魚眼レンズの前記前群Ｇ１に含まれる、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｍのｄ線の屈折率と、Ｌｍに後続する一枚の負単レンズのｄ線の屈折率とが、前記条件式（５） を満足することが望ましい。

条件式（５）は、本発明に係る魚眼レンズにおける、前群Ｇ１に含まれる物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｍのｄ線の屈折率と、Ｌｍに後続する一枚の負単レンズのｄ 線の屈折率に関する条件式である。条件式（５）の上限を上回ると、前群Ｇ１の負の強い屈折力を保つために負レンズの曲率を高くする必要があるため、諸収差が発生する問題や個々のレンズ体積増大による軽量化に反する問題を引き起こすおそれがある。また、条件式（５）の下限を下回るとガラスの着色度が高くなるため、レンズ系全体の透過率の低下に影響を及ぼす。

以下に、本発明に係る魚眼レンズの具体的な各実施例を示す。射影方式は等立体角射影：ｙ＝２ｆｓｉｎ（ω／２）を採用した。

図１、図４、図７、図１０はそれぞれ本発明に係る魚眼レンズの実施例１から実施例４のレンズ構成図を示している。Ｌ_ｍは前群Ｇ１に含まれる物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、Ｌ_Ｐは後群Ｇ２に含まれる接合レンズを構成する正レンズである。

図２、図３、図５、図６、図８、図９、図１１、図１２はそれぞれ本発明に係る魚眼レンズの実施例１から実施例４の諸収差図及び横収差図を示している。各収差図中のｄ線はｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）における収差、ｇ線はｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）における収差、ΔＭはメリジオナル像面、ΔＳはサジタル像面を表している。

各実施例の表において、ｆは全系の焦点距離ｆ（ｍｍ）、ＦＮはＦナンバー、２ωは画角（°）、ＢＦはバックフォーカス（ｍｍ）、ＬＴは全長（ｍｍ）を表している。また、Ｒ（Ｉ）は曲率半径（ｍｍ）、Ｄ（Ｉ）は面間隔（ｍｍ）、Ｎｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、Ｖｄはｄ線に対するアッベ数を表している。

「実施例１」


「実施例２」


「実施例３」


「実施例４」

各実施例における、請求項の条件式の値を表１に示す。

本発明は前記諸条件を満足することにより、デジタル一眼レフカメラに好適で軽量な円周画角１８０°程度の魚眼レンズを得ることができる。当然ながら本発明は３５ｍｍフイルムサイズの一眼レフカメラにも適用可能である。

本発明の実施例１の無限遠時のレンズ構成図である。 本発明の実施例１の無限遠時の諸収差図である。 本発明の実施例１の無限遠時の横収差図である。 本発明の実施例２の無限遠時のレンズ構成図である。 本発明の実施例２の無限遠時の諸収差図である。 本発明の実施例２の無限遠時の横収差図である。 本発明の実施例３の無限遠時のレンズ構成図である。 本発明の実施例３の無限遠時の諸収差図である。 本発明の実施例３の無限遠時の横収差図である。 本発明の実施例４の無限遠時のレンズ構成図である。 本発明の実施例４の無限遠時の諸収差図である。 本発明の実施例４の無限遠時の横収差図である。

符号の説明

Ｓ：開口絞り
Ｉ：像面
Ｇ１：前群
Ｇ２：後群
Ｌ_ｍ：前群に含まれる物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ_Ｐ：後群に含まれる接合レンズを構成する正レンズ

Claims (4)

1. 物体側より順に、負の屈折力を有する前群Ｇ１、開口絞り、及び正の屈折力を有する後群Ｇ２とからなる魚眼レンズにおいて、該前群Ｇ１が物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｍ、一枚以上の負単レンズ、一組以上の接合レンズを有し、以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする魚眼レンズ。
   （１）０．０７＜ｆ／Ｂｆ＜０．１９
   （２）０．６４＜｜ｆ_Ｆ｜／ｆ＜１．２９
   但し
   Ｂｆ：前記魚眼レンズのバックフォーカス
   ｆ：前記魚眼レンズの全系の焦点距離
   ｆ_Ｆ：前記前群Ｇ１の焦点距離
2. 前記魚眼レンズの前記後群Ｇ２が、正レンズＬＰと負レンズで構成される全体で正の屈折力を有する接合レンズを有し、正レンズＬＰが以下の条件式（３）及び（４）を満足することを特徴とする、請求項１に記載の魚眼レンズ。
   （３）Ｖｄｐ＞６２．５
   （４）ＰｇＦｐ＞−０．００２Ｖｄｐ＋０．６６７５
   但し
   Ｖｄｐ：前記正レンズＬＰのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）のアッベ数
   ＰｇＦｐ：前記正レンズＬＰのｇ−Ｆ線間の部分分散比
3. 前記魚眼レンズの前記後群Ｇ２の前記正レンズＬｐと前記負レンズで構成される全体で正の屈折力を有する前記接合レンズの物体側もしくは像面側に正レンズを有する、請求項２に記載の魚眼レンズ。
4. 前記魚眼レンズの前記前群Ｇ１に含まれる、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｍ のｄ線の屈折率と、Ｌｍに後続する一枚の負単レンズのｄ線の屈折率とが、以下の条件式（ ５ ）を満足することを特徴とする、請求項１乃至３に記載の魚眼レンズ。
   （５）０．５２＜２／（Ｎｄ１＋Ｎｄ２）＜０．５６
   但し
   Ｎｄ１：前記負メニスカスレンズＬｍのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）の屈折率
   Ｎｄ２：前記負単レンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）の屈折率
   
   ことを特徴とする電子機器用蓋。