JP6907433B1 - レンズ系、撮像装置、及び移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】小型、高解像度で、倍率色収差が良好に補正された撮像レンズ系を提供する。【解決手段】レンズ系１００は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳＴと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とを備える。第１レンズ群は、物体側から順に、最も物体側に配置された物体側に凸面を向けた負レンズＬ１１と、負レンズに連続して配置された物体側に凸面を向けた負レンズＬ１２と、物体側から順に負レンズＣＬ１と、正レンズＣＬ２と、負レンズＣＬ３の、３枚のレンズを接合してなる３枚接合レンズＴＣとを備え、３枚接合レンズは、正の屈折力を有する。Ｌを最も物体側のレンズ面から結像位置までの光軸上の距離、Ｙを最大像高として、条件式３．６＜Ｌ／Ｙ＜５．５、を満足する。【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ系、撮像装置、及び移動体に関する。

比較的広角域を持つレンズ系には、良好な像を得るために像面へ入射する光線の角度を比較的小さくすることが必要とされるため、負先行のレンズタイプが採用されることが多い。例えば特許文献１、特許文献２及び特許文献３には、係る負先行のレンズ系が開示されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０１１−２２７３５１号公報
［特許文献２］特開２０１２−２７４５０号公報
［特許文献３］特開２０１６−１３３５号公報

本発明の一態様に係るレンズ系は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とを備える。第１レンズ群は、物体側から順に、最も物体側に配置された物体側に凸面を向けた負レンズと、負レンズに連続して配置された物体側に凸面を向けた負レンズと、物体側から順に負レンズと、正レンズと、負レンズとからなる３枚のレンズを接合してなる３枚接合レンズとを備えてよい。３枚接合レンズは、正の屈折力を有してよい。Ｌを最も物体側のレンズ面から結像位置までの光軸上の距離、Ｙを最大像高として、条件式３．６＜Ｌ／Ｙ＜５．５を満足してよい。

第２レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群と、無限遠物体から近距離物体への合焦時に光軸方向に沿って移動する正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群と、第２Ｃレンズ群とを備えてよい。

ｆを無限遠合焦時におけるレンズ系の全系の焦点距離、ｆＴＣを３枚接合レンズの焦点距離として、条件式１．５＜ｆＴＣ／ｆ＜５．０を満足してよい。

ＮＣＬ１を３枚接合レンズ内の最も物体側の負レンズのｄ線に対する屈折率、ＮＣＬ２を３枚接合レンズ内の正レンズのｄ線に対する屈折率として、条件式
−０．１５＜ＮＣＬ１−ＮＣＬ２＜０．０５を満足してよい。

θＣＬ１を３枚接合レンズ内の最も物体側の負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比、θＣＬ２を３枚接合レンズ内の正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比として、条件式０．０２＜θＣＬ１−θＣＬ２＜０．０５を満足してよい。

νＣＬ２を３枚接合レンズ内の正レンズのｄ線基準のアッベ数、νＣＬ３を３枚接合レンズ内の最も像側の負レンズのｄ線基準のアッベ数として、条件式−６８＜νＣＬ２−νＣＬ３＜−５０を満足してよい。

θＣＬ２を３枚接合レンズ内の正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比、θＣＬ３を３枚接合レンズ内の最も像側の負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比として、条件式−０．０５＜θＣＬ２−θＣＬ３＜−０．０２を満足してよい。

ｆＬ１１を最も物体側に配置された物体側に凸面を向けた負レンズの焦点距離として、条件式−３．２＜ｆＬ１１／ｆ＜−１．４を満足してよい。

ｆ２Ｂを第２Ｂレンズ群の焦点距離として、条件式３＜ｆ２Ｂ／ｆ＜８を満足してよい。

ωをレンズ系の最大半画角として、条件式−０．２５＜（Ｙ−ｆ・ｔａｎω）／（ｆ・ｔａｎω）＜−０．０５を満足してよい。

本発明の一態様に係る撮像装置は、上記のレンズ系を備える。撮像装置は、撮像素子を備える。

本発明の一態様に係る移動体は、上記のレンズ系を備えて移動する。

移動体は無人航空機であってよい。

上記のレンズ系によれば、広い画角を確保しながらも大口径で小型であり、良好な結像性能を確保したレンズ系を実現することができる。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

第１実施例におけるレンズ系１００のレンズ構成を、光学部材ＰＰ１及びＰＰ２並びに像面ＩＭとともに示す。 第１実施例のレンズ系１００の無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差、及び倍率色収差を示す。 第２実施例におけるレンズ系２００のレンズ構成を、光学部材ＰＰ１及びＰＰ２並びに像面ＩＭとともに示す。 第２施例のレンズ系２００の無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差、及び倍率色収差を示す。 第３実施例におけるレンズ系３００のレンズ構成を、光学部材ＰＰ１及びＰＰ２並びに像面ＩＭとともに示す。 第３施例のレンズ系３００の無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差、及び倍率色収差を示す。 第４実施例におけるレンズ系４００のレンズ構成を、光学部材ＰＰ１及びＰＰ２並びに像面ＩＭとともに示す。 第４施例のレンズ系４００の無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差、及び倍率色収差を示す。 第５実施例におけるレンズ系５００のレンズ構成を、光学部材ＰＰ１及びＰＰ２並びに像面ＩＭとともに示す。 第５施例のレンズ系５００の無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差、及び倍率色収差を示す。 無人航空機（ＵＡＶ）４０及びコントローラ５０を備える移動体システム１０の一例を概略的に示す。 ＵＡＶ４０の機能ブロックの一例を示す。 スタビライザ３０００の一例を示す外観斜視図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。以下の実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、図面、及び要約書には、著作権による保護の対象となる事項が含まれる。著作権者は、これらの書類の何人による複製に対しても、特許庁のファイルまたはレコードに表示される通りであれば異議を唱えない。ただし、それ以外の場合、一切の著作権を留保する。

図１から図１０に関連してレンズ系の実施例が開示されている。各実施例で開示されているように、一実施形態のレンズ系は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とを備える。第１レンズ群は、物体側から順に、最も物体側に配置された物体側に凸面を向けた負レンズと、負レンズに連続して配置された物体側に凸面を向けた負レンズと、物体側から順に負レンズと、正レンズと、負レンズとからなる３枚のレンズを接合してなる３枚接合レンズとを備える。３枚接合レンズは、正の屈折力を有する。Ｌを最も物体側のレンズ面から結像位置までの光軸上の距離、Ｙを最大像高として、条件式
３．６＜Ｌ／Ｙ＜５．５ ・・・（１）
を満足する。

上記構成により小型、高解像度で、倍率色収差が良好に補正された撮像光学系を実現することができる。条件式（１）は最も物体側のレンズ面から結像位置までの光軸上の距離と最大像高に関する条件である。条件式（１）の下限値以下にならないようにすることで、球面収差や像面湾曲の補正に有利となる。条件式（１）の上限値以上にならないようにすることで、小型化が容易となる。

最も物体側に物体側に凸面を向けた負レンズを配置することで、広角化が容易となるとともに、広画角化の際に発生しやすい非点収差の補正に有利となる。また第１レンズ群の径や重量が大きくなることを抑制することができる。さらに当該負レンズに連続して物体側に凸面を向けた負レンズを配置することで、強い負の屈折力をそれぞれの負レンズで分担することができ、周辺の入射光線角を緩やかに屈折させ、第１レンズ群で発生するコマ収差や非点収差の発生が抑えられるので、レンズ系全系における収差補正に有利となる。

３枚接合レンズは物体から順に負レンズと、正レンズと、負レンズを含む。このように構成することで、広角化が容易になるとともに、色収差の補正に有利となり、また高次の球面収差を抑制することができる。さらにレンズ間のゴーストの発生を抑制し、偏芯等の製造誤差による光学性能の劣化を抑制することができる。３枚接合レンズに含まれる正レンズを両凸形状にした場合は、球面収差をより良好に補正できる。３枚接合レンズが正の屈折力を有することで第１レンズ群に含まれる負レンズで発生するコマ収差や非点収差や倍率色収差を良好に補正することが容易となる。

更に、下記条件式（１−１）を満足することが望ましい。下記条件式（１−１）を満足することで、上述の効果がより顕著となる。
４．０＜Ｌ／Ｙ＜５．２ ・・・（１‐１）

第２レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群と、無限遠物体から近距離物体への合焦時に光軸方向に沿って移動する正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群と、第２Ｃレンズ群とを備える。

第２Ａレンズ群は、正の屈折力を有することで、第１レンズ群の負のレンズで発生した諸収差の補正が容易となる。第２Ｂレンズ群は、フォーカシングレンズ群であり、第１レンズ群で発散した光束を第２レンズ群で収束させることで、フォーカシングによる性能変化を小さくすることが可能となる。また、いわゆるインナーフォーカスタイプの構成とされることでフォーカシングレンズ群の軽量化を図ることが可能になり、フォーカシング動作の高速化と静音化、動画撮影時など連続的合焦精度の確保に有利となる。フォーカシング時に移動するレンズ群を一つのみとすることで枠構成をより簡略化でき、軽量化・小型化・低コスト化に有利となる。

ｆを無限遠合焦時におけるレンズ系の全系の焦点距離、ｆＴＣを３枚接合レンズの焦点距離として、条件式
１．５＜ｆＴＣ／ｆ＜５．０ ・・・（２）
を満足する。

条件式（２）は、結像光学系全系と３枚接合レンズとの屈折力のバランスに関する条件である。条件式（２）を満足することにより、小型で大画角を有しつつも高い結像性能を有する広角レンズを達成することができる。条件式（２）の下限値以下にならないようにすることで、小型化が容易となる。条件式（２）の上限値以上にならないようにすることで、相対的に、接合レンズ中の負レンズの屈折力を適切に設定でき、倍率色収差やコマ収差、非点収差の補正を容易となる。

更に、下記条件式（２−１）を満足することが望ましい。下記条件式（２−１）を満足することで上述の効果がより顕著となる。
２．１＜ｆＴＣ／ｆ＜４．３ ・・・（２‐１）

ＮＣＬ１を３枚接合レンズ内の最も物体側の負レンズのｄ線に対する屈折率、ＮＣＬ２を３枚接合レンズ内の正レンズのｄ線に対する屈折率として、条件式
−０．１５＜ＮＣＬ１−ＮＣＬ２＜０．０５ ・・・（３）
を満足する。

条件式（３）は、３枚接合レンズ内の最も物体側の負レンズの屈折率と３枚接合レンズの正レンズの屈折率の差を規定するものである。条件式（３）の下限値以下にならないようにすることで、ペッツバール和を０に近づけることが可能となり、像面湾曲の発生を抑えることができる。条件式（３）の上限値以上にならないようにすることで、球面収差の補正に有利となる。

θＣＬ１を３枚接合レンズ内の最も物体側の負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比、θＣＬ２を３枚接合レンズ内の正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比として、条件式
０．０２＜θＣＬ１−θＣＬ２＜０．０５ ・・・（４）
を満足する。

条件式（４）は、３枚接合レンズ内の最も物体側の負レンズの材質と３枚接合レンズの正レンズの材質とのｇ線とＦ線間の部分分散比との差を規定するものである。条件式（４）を満足することによって、２次色収差の発生を抑制することができる。

νＣＬ２を３枚接合レンズ内の正レンズのｄ線基準のアッベ数、νＣＬ３を３枚接合レンズ内の最も像側の負レンズのｄ線基準のアッベ数として、条件式
−６８＜νＣＬ２−νＣＬ３＜−５０ ・・・（５）
を満足する。

条件式（５）は、３枚接合レンズ内の正レンズのアッベ数と３枚接合レンズ内の最も像側の負レンズのアッベ数との差を規定するものである。条件式（５）を満足することにより、軸上色収差と倍率色収差を同時に良好に補正することができる。条件式（５）の下限値以下にならないようにすることで、軸上色収差及び倍率色収差の補正過剰を防ぐ。このため、収差補正に要するレンズ枚数が減少し、良好な結像性能を維持しつつ、当該光学系の小型化を図ることが容易となる。条件式（５）の上限値以上にならないようにすることで、軸上色収差及び倍率色収差を良好に補正することができる。このため、少ないレンズ枚数で結像性能の良好な光学系を得ることができる。

θＣＬ２を３枚接合レンズ内の正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比、θＣＬ３を３枚接合レンズ内の最も像側の負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比として、条件式
−０．０５＜θＣＬ２−θＣＬ３＜−０．０２ ・・・（６）
を満足する。

条件式（６）は、３枚接合レンズ内の正レンズの材質と３枚接合レンズ内の最も像側の負レンズの材質とのｇ線とＦ線間の部分分散比との差を規定するものである。条件式（６）を満足することによって、２次色収差の発生を抑制することができる。

ｆＬ１１を最も物体側に配置された物体側に凸面を向けた負レンズの焦点距離として、条件式
−３．２＜ｆＬ１１／ｆ＜−１．４ ・・・（７）
を満足する。

条件式（７）は最も物体側に配置された物体側に凸面を向けた負レンズの焦点距離と撮像光学系全系の焦点距離の関係に関する条件である。条件式（７）の下限値以下にならないようにして、負レンズの負の屈折力を十分に確保することで、広い画角の確保に有利になる。また、ペッツバール像面がプラスに強まる傾向を低減し、非点収差の低減に有利となる。条件式（７）の上限値以上にならないようにすることで、負レンズの屈折力を制限し、バックフォーカスを短くしやすくなり、光学系の全長の短縮化に有利となる。

ｆ２Ｂを第２Ｂレンズ群の焦点距離として、条件式
３＜ｆ２Ｂ／ｆ＜８ ・・・（８）
を満足する。

条件式（８）はフォーカシングを行う第３レンズ群と全系のパワー関係を規定する。条件式（８）の下限値以下にならないようにすることで、第２Ｂレンズ群の屈折力を適切に設定でき、フォーカシングストロークを短くできるので、レンズ系の小型化に有利となる。条件式（８）の上限値以上にならないようにすることで、無限遠から至近距離へ変化した時の像面湾曲と球面収差の変動を抑制することができる。

ωをレンズ系の最大半画角として、条件式
−０．２５＜（Ｙ−ｆ・ｔａｎω）／（ｆ・ｔａｎω）＜−０．０５ ・・・（９）
を満足する。

本レンズ系の構成においては、負の歪曲収差を発生させることで、小型化と高性能化に有利となる。光学的に発生させた歪曲収差を活用することで広い画角を得ることができる。一方、撮像素子の撮像面上に形成された光学的に発生した歪曲収差を含む像の信号を電気的な画像処理により補正し、記録、表示等を行うことも可能である。これにより光学系は負の歪曲収差を積極的に発生させて小型化と高性能化を達成し撮影した画像の歪みを低減することで小型化と高性能化の双方のメリットをいっそう活かすことが可能となる。

条件式（９）は、結像光学系の小型化のために上記基本構成の特性を十分に引き出すために好ましい条件である。条件式（９）の下限値以下にならないようにすることで、負の歪曲収差を意図的に発生させることで、広画角化と小型化の両立に有利となる。条件式（９）の上限値以上にならないようにすることで、像面湾曲を低減しやすくなり、像面湾曲の補正のための前側レンズ群の構成枚数の増加を抑え小型化につながる。また、撮像面中の最大像高へ入射する光線の入射角度の増大を抑えやすくなる。

更に、下記条件式（９−１）を満足することが望ましい。下記条件式（９−１）を満足することで上述の効果がより顕著となる。
−０．２２＜（Ｙ−ｆ・ｔａｎω）／（ｆ・ｔａｎω）＜−０．０８・・・（９−１）

以上説明したように、上記のレンズ系の構成によれば、広い画角を確保しながらも大口径で小型であり、良好な結像性能を持つレンズ系を実現することができる。例えば、上記のレンズ系の構成によれば、１００度以上の画角を確保しながら良好な結像性能を持つレンズ系を実現できる。レンズ系は、単焦点レンズ系として構成されてよい。

なお、本明細書等において「〜から構成され」、「〜からなり」、「〜からなる」という用語が用いられる場合、列挙された構成要素に加えて、実質的に屈折力を有さないレンズ、絞り、フィルタ及びカバーガラス等の、実質的に屈折力を有するレンズ以外の光学要素、及び／又は、レンズフランジ、撮像素子及び振れ補正機構等の機構要素を含み得る。例えば、「Ｘから構成され」、「Ｘからなり」、「Ｘからなる」という用語が用いられる場合、Ｘに加えて、実質的に屈折力を有するレンズ以外の光学要素、及び／又は、機構要素を含み得る。

次に、レンズ系の具体的な実施形態に具体的な数値を適用した実施例を説明する。まず、レンズ系の各実施例の説明で用いられる記号等の意味を説明する。

レンズデータとして面番号、曲率半径、面間隔、屈折率及びアッベ数を示す表が開示される。レンズデータの表において、面番号の欄には、最も物体側の面を第１面とし像側に向かうに従い１つずつ番号を増加させたときの面番号が示される。Ｒの欄には、各面の曲率半径が示される。Ｄの欄には、各面とその像側に隣接する面との光軸上の面間隔が示される。また、Ｎｄの欄には、各光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））に対する屈折率が示され、νｄの欄には、各光学要素のｄ線基準のアッベ数が示される。ここで、曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正とし、像面側に凸の場合を負とする。曲率半径における「∞」は、当該面が平面であることを示す。

レンズデータには、開口絞りＳＴも含めて示す。開口絞りＳＴに相当する面の面番号の欄には面番号とともに「（ＳＴＯ）」という語句を示す。フォーカシング時等に変化する面間隔を有するレンズ系のレンズデータについては、間隔が変化する面間隔の欄に「Ｄ[面番号]」と記載し、変化する面間隔データの表を付す。

レンズデータにおいて、非球面の面番号には＊印を付すとともに、曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を示す。また、非球面を有するレンズ系の実施例については、非球面の面番号と、各非球面に関する非球面係数、及び、円錐定数を含む非球面データの表を付す。非球面データの表において、非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：自然数）は１０を底とする指数表現である。すなわち、「Ｅ±ｎ」は、「×１０^±ｎ」を意味している。例えば、「０．１２３４５Ｅ−０５」は、「０．１２３４５×１０^−５」を意味している。非球面形状は、「ｚｄ」をレンズ面の頂点からの光軸方向における距離（サグ量）、「ｈ」を光軸方向に垂直な方向における距離（高さ）、「ｃ」をレンズの頂点における近軸曲率（曲率半径の逆数）、「κ」を円錐定数（コーニック定数）、「Ａｍ」をｍ次の非球面係数とすると、次の式によって定義される。
ｚｄ＝ｃｈ^２／（１＋（１−（１＋κ）ｃ^２ｈ^２）^１／２）＋ΣＡｍ*ｈ^ｍ
なお、Σはｍについての和を示す。

また、各実施例のレンズ系の諸元データの表を付す。諸元データの表において、「ｆ」は焦点距離を示す。「Ｆｎｏ」はＦナンバーを示す。「ω」は半画角（最大半画角）を示す。「Ｙ」は最大像高を示す。また、「ＩＮＦ」は無限遠合焦状態を示す。「ＭＯＤ」は、最至近合焦状態を示す。

レンズデータ、変化する面間隔データ、及びレンズ系の諸元データの表において、角度の単位としては「度」を用い、長さの単位としては「ｍｍ」を用いる。しかし、レンズ系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため、他の任意の単位を用いることもできる。

なお、レンズ系が撮像レンズとして撮像装置に搭載される際には、撮像装置の仕様に応じたローパスフィルタ等の各種フィルタ及び保護用のカバーガラスを備えることが好ましい。レンズ系の各実施例では、これらを想定した平行平面板状の光学部材ＰＰ１及びＰＰ２をレンズ系と像面ＩＭとの間に配置した例が示されている。しかし、光学部材ＰＰ１及びＰＰ２の位置は各実施例に示すものに限定されない。また、光学部材ＰＰ１及びＰＰ２の両方又は一方を省略した構成も採用できる。なお、レンズデータの表には、光学部材ＰＰ１及びＰＰ２を含める。

「Ｇｉ」はレンズ群を示す。「Ｇｉ」において文字Ｇに続くｉは、各実施例においてレンズ系が備えるレンズ群を識別することを目的とした自然数である。レンズ群は、１つ以上のレンズを備えて構成される。「Ｌｊ」は単レンズを示す。「Ｌｊ」において文字Ｌに続くｊは、各実施例においてレンズ系が備えるレンズを識別することを目的とした自然数である。各実施例の説明において、記号Ｌｊが割り当てられたレンズと、他の実施例における同じ記号Ｌｊが割り当てられたレンズとが同じレンズであることを意味するものではない。「ＴＣ」は、接合レンズを示す。記号ＴＣが割り当てられた接合レンズと、他の実施例における同じ記号ＴＣが割り当てられたレンズとが同じレンズであることを意味するものではない。「ＣＬｋ」は接合レンズＴＣを構成するレンズを示す。ＣＬに続くｋは、接合レンズを構成するレンズを識別することを目的とした自然数である。また、記号ＣＬｋが割り当てられたレンズと、他の実施例における同じ記号ＣＬｋが割り当てられたレンズとが同じレンズであることを意味するものではない。同様に、ある実施例で特定の記号が割り当てられたレンズ又はレンズ群と、他の実施例において同じ記号が割り当てられたレンズ又はレンズ群とが同じレンズ又はレンズ群であることを意味するものではない。

図１は、第１実施例におけるレンズ系１００のレンズ構成を、光学部材ＰＰ１及びＰＰ２並びに像面ＩＭとともに示す。

第１実施例のレンズ系１００は、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２とからなる２群構成のレンズ系である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負レンズＬ１２と、物体側から順に負レンズＣＬ１と正レンズＣＬ２と負レンズＣＬ３とからなる３枚のレンズを接合してなる３枚接合レンズＴＣからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと無限遠物体から近距離物体への合焦時に光軸方向に沿って移動する正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃとからなる。

表１は、第１実施例のレンズ系１００のレンズデータを示す。表２は、レンズ系１００の非球面データを示す表である。表３は、レンズ系１００において変化する面間隔データを示す表である。

表４は、第１実施例のレンズ系１００の無限遠合焦状態及び至近合焦状態における全系の焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ、半画角ω及び最大像高Ｙを示す諸元データの表である。

図２は、第１実施例のレンズ系１００の無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差、及び倍率色収差を示す。球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差の各収差図は、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図にはＣ線（波長６５６．３ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、及びｈ線（波長４０４．７ｎｍ）についての収差を、それぞれ長破線、実線、一点鎖線、短破線、及び二点鎖線で示す。

非点収差図にはサジタル方向（Ｓ）及びタンジェンシャル方向（Ｔ）の収差をそれぞれ実線及び短破線で示す。歪曲収差において実線はｄ線の値を示す。倍率色収差図にはＣ線（波長６５６．３ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、及びｈ線（波長４０４．７ｎｍ）についての収差をそれぞれ長破線、一点鎖線、短破線、及び二点鎖線で示す。なお、球面収差図の「Ｆｎｏ」はＦナンバーを意味する。球面収差図を除く収差図の「Ｙ」は最大像高を意味する。各収差図から、第１実施例のレンズ系１００は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

図３は、第２実施例におけるレンズ系２００のレンズ構成を、光学部材ＰＰ１及びＰＰ２並びに像面ＩＭとともに示す。

第２実施例のレンズ系２００は、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２とからなる２群構成のレンズ系である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負レンズＬ１２と、物体側から順に負レンズＣＬ１と正レンズＣＬ２と負レンズＣＬ３とからなる３枚のレンズを接合してなる３枚接合レンズＴＣからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと、無限遠物体から近距離物体への合焦時に光軸方向に沿って移動する正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃとからなる。

表５は、第２実施例のレンズ系２００のレンズデータを示す。表６は、レンズ系２００の非球面データを示す表である。表７は、レンズ系２００において変化する面間隔データを示す表である。

表８は、第２実施例のレンズ系２００の無限遠合焦状態及び最至近合焦状態における全系の焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ、半画角ω及び最大像高Ｙを示す諸元データの表である。

図４は、第２施例のレンズ系２００の無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差、及び倍率色収差を示す。球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差の各収差図は、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図にはＣ線（波長６５６．３ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、及びｈ線（波長４０４．７ｎｍ）についての収差を、それぞれ長破線、実線、一点鎖線、短破線、及び二点鎖線で示す。

非点収差図にはサジタル方向（Ｓ）及びタンジェンシャル方向（Ｔ）の収差をそれぞれ実線及び短破線で示す。歪曲収差において実線はｄ線の値を示す。倍率色収差図にはＣ線（波長６５６．３ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、及びｈ線（波長４０４．７ｎｍ）についての収差をそれぞれ長破線、一点鎖線、短破線、及び二点鎖線で示す。なお、球面収差図の「Ｆｎｏ」はＦナンバーを意味する。球面収差図を除く収差図の「Ｙ」は最大像高を意味する。各収差図から、第２実施例のレンズ系２００は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

図５は、第３実施例におけるレンズ系３００のレンズ構成を、光学部材ＰＰ１及びＰＰ２並びに像面ＩＭとともに示す。

第３実施例のレンズ系３００は、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２とからなる２群構成のレンズ系である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負レンズＬ１２と、物体側から順に負レンズＣＬ１と正レンズＣＬ２と負レンズＣＬ３とからなる３枚のレンズを接合してなる３枚接合レンズＴＣからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと、無限遠物体から近距離物体への合焦時に光軸方向に沿って移動する正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃとからなる。

表９は、第３実施例のレンズ系３００のレンズデータを示す。表１０は、レンズ系３００の非球面データを示す表である。表１１は、レンズ系３００において変化する面間隔データを示す表である。

表１２は、第３実施例のレンズ系３００の無限遠合焦状態及び最至近合焦状態における全系の焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ、半画角ω及び最大像高Ｙを示す諸元データの表である。

図６は、第３施例のレンズ系３００の無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差、及び倍率色収差を示す。球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差の各収差図は、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図にはＣ線（波長６５６．３ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、及びｈ線（波長４０４．７ｎｍ）についての収差を、それぞれ長破線、実線、一点鎖線、短破線、及び二点鎖線で示す。

非点収差図にはサジタル方向（Ｓ）及びタンジェンシャル方向（Ｔ）の収差をそれぞれ実線及び短破線で示す。歪曲収差において実線はｄ線の値を示す。倍率色収差図にはＣ線（波長６５６．３ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、及びｈ線（波長４０４．７ｎｍ）についての収差をそれぞれ長破線、一点鎖線、短破線、及び二点鎖線で示す。なお、球面収差図の「Ｆｎｏ」はＦナンバーを意味する。球面収差図を除く収差図の「Ｙ」は最大像高を意味する。各収差図から、第３実施例のレンズ系３００は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

図７は、第４実施例におけるレンズ系４００のレンズ構成を、光学部材ＰＰ１及びＰＰ２並びに像面ＩＭとともに示す。

第４実施例のレンズ系４００は、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２とからなる２群構成のレンズ系である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負レンズＬ１２と、物体側から順に負レンズＣＬ１と正レンズＣＬ２と負レンズＣＬ３とからなる３枚のレンズを接合してなる３枚接合レンズＴＣとからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと、無限遠物体から近距離物体への合焦時に光軸方向に沿って移動する正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃとからなる。

表１３は、第４実施例のレンズ系４００のレンズデータを示す。表１４は、レンズ系４００の非球面データを示す表である。表１５は、レンズ系４００において変化する面間隔データを示す表である。

表１６は、第４実施例のレンズ系４００の無限遠合焦状態及び最至近合焦状態における全系の焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ、半画角ω及び最大像高Ｙを示す諸元データの表である。

図８は、第４施例のレンズ系４００の無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差、及び倍率色収差を示す。球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差の各収差図は、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図にはＣ線（波長６５６．３ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、及びｈ線（波長４０４．７ｎｍ）についての収差を、それぞれ長破線、実線、一点鎖線、短破線、及び二点鎖線で示す。

非点収差図にはサジタル方向（Ｓ）及びタンジェンシャル方向（Ｔ）の収差をそれぞれ実線及び短破線で示す。歪曲収差において実線はｄ線の値を示す。倍率色収差図にはＣ線（波長６５６．３ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、及びｈ線（波長４０４．７ｎｍ）についての収差をそれぞれ長破線、一点鎖線、短破線、及び二点鎖線で示す。なお、球面収差図の「Ｆｎｏ」はＦナンバーを意味する。球面収差図を除く収差図の「Ｙ」は最大像高を意味する。各収差図から、第４実施例のレンズ系４００は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

図９は、第５実施例におけるレンズ系５００のレンズ構成を、光学部材ＰＰ１及びＰＰ２並びに像面ＩＭとともに示す。

第５実施例のレンズ系５００は、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２とからなる２群構成のレンズ系である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負レンズＬ１２と、物体側から順に負レンズＣＬ１と正レンズＣＬ２と負レンズＣＬ３とからなる３枚のレンズを接合してなる３枚接合レンズＴＣとからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと、無限遠物体から近距離物体への合焦時に光軸方向に沿って移動する正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃとからなる。

表１７は、第５実施例のレンズ系５００のレンズデータを示す。表１８は、レンズ系５００の非球面データを示す表である。表１９は、レンズ系５００において変化する面間隔データを示す表である。

表２０は、第５実施例のレンズ系５００の無限遠合焦状態及び最至近合焦状態における全系の焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ、半画角ω及び最大像高Ｙを示す諸元データの表である。

図１０は、第５施例のレンズ系５００の無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差、及び倍率色収差を示す。球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差の各収差図は、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図にはＣ線（波長６５６．３ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、及びｈ線（波長４０４．７ｎｍ）についての収差を、それぞれ長破線、実線、一点鎖線、短破線、及び二点鎖線で示す。

非点収差図にはサジタル方向（Ｓ）及びタンジェンシャル方向（Ｔ）の収差をそれぞれ実線及び短破線で示す。歪曲収差において実線はｄ線の値を示す。倍率色収差図にはＣ線（波長６５６．３ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、及びｈ線（波長４０４．７ｎｍ）についての収差をそれぞれ長破線、一点鎖線、短破線、及び二点鎖線で示す。なお、球面収差図の「Ｆｎｏ」はＦナンバーを意味する。球面収差図を除く収差図の「Ｙ」は最大像高を意味する。各収差図から、第５実施例のレンズ系５００は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

表２１は、第１実施例から第５実施例のレンズ系における条件式（１）〜（９）の対応値を示す。また、表２２、表２３及び表２４は、条件式（１）〜（９）に関連する各数値を示す。第１実施例から第５実施例はｄ線を基準波長としており、表２１、表２２、表２３及び表２４に示す値はこの基準波長に関するものである。

以上のデータからわかるように、第１実施例〜第５実施例のレンズ系は、大口径小型、小型、広角な単焦点レンズでありながら倍率色収差が良好に補正されて高い光学性能を有する。これにより、半画角が５０度以上と広角であり、Ｆナンバーが２．９未満と大口径であり、かつ、十分に小型で倍率色収差が良好に補正された広角レンズを提供することができる。第１実施例〜第５実施例のレンズ系によれば、レンズ系の全長を短縮することができるので、撮像装置の小型化、特に光軸方向の厚みの薄型化に対応することができる。また、近年、撮像素子の高画素化とともに倍率色収差の補正の要求レベルが高くなっている。第１実施例〜第５実施例のレンズ系によれば、倍率色収差を良好に補正することができるため、撮像素子の高画素化にも対応することができる。

なお、上述したレンズ系が備える構成は任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用され得る。例えば、本実施例によるレンズ系は条件式（１）〜（９）、（１−１）、（２−１）及び（９‐１）を満足するものとしているが、条件式（１）〜（９）、（１−１）、（２−１）及び（９‐１）のいずれか１つを満足するものであってもよく、これらの条件式の任意の組合せを満足するものであってもよい。

以上、実施形態及び実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、及びアッベ数は、上記各実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

本実施形態に係るレンズ系は、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置用のレンズ系に適用できる。本実施形態に係るレンズ系は、ズーム機構を有しないレンズ系に適用できる。本実施形態に係るレンズ系は、空撮用カメラ、監視用カメラ等のレンズ系に適用できる。本実施形態に係るレンズ系は、レンズ非交換式の撮像装置が備える撮像レンズに適用できる。本実施形態に係るレンズ系は、一眼レフレックスカメラ等のレンズ交換式カメラの交換レンズに適用できる。

次に、本実施形態に係るレンズ系を備えるシステムの一例としての移動体システムを説明する。

図１１は、無人航空機（ＵＡＶ）４０及びコントローラ５０を備える移動体システム１０の一例を概略的に示す。ＵＡＶ４０は、ＵＡＶ本体１１０１、ジンバル１１１０、複数の撮像装置１２３０、及び撮像装置１２２０を備える。撮像装置１２２０は、レンズ装置１１６０及び撮像部１１４０を備える。レンズ装置１１６０は、上述したレンズ系を備える。ＵＡＶ４０は、上述したレンズ系を有する撮像装置を備えて移動する移動体の一例である。移動体とは、ＵＡＶの他、空中を移動する他の航空機、地上を移動する車両、水上を移動する船舶等を含む概念である。

ＵＡＶ本体１１０１は、複数の回転翼を備える。ＵＡＶ本体１１０１は、複数の回転翼の回転を制御することでＵＡＶ４０を飛行させる。ＵＡＶ本体１１０１は、例えば、４つの回転翼を用いてＵＡＶ４０を飛行させる。回転翼の数は、４つには限定されない。ＵＡＶ４０は、回転翼を有さない固定翼機でもよい。

撮像装置１２３０は、所望の撮像範囲に含まれる被写体を撮像する撮像用のカメラである。複数の撮像装置１２３０は、ＵＡＶ４０の飛行を制御するためにＵＡＶ４０の周囲を撮像するセンシング用のカメラである。撮像装置１２３０は、ＵＡＶ本体１１０１に固定されていてよい。

２つの撮像装置１２３０が、ＵＡＶ４０の機首である正面に設けられてよい。さらに他の２つの撮像装置１２３０が、ＵＡＶ４０の底面に設けられてよい。正面側の２つの撮像装置１２３０はペアとなり、いわゆるステレオカメラとして機能してよい。底面側の２つの撮像装置１２３０もペアとなり、ステレオカメラとして機能してよい。複数の撮像装置１２３０により撮像された画像に基づいて、ＵＡＶ４０の周囲の３次元空間データが生成されてよい。複数の撮像装置１２３０により撮像された被写体までの距離は、複数の撮像装置１２３０によるステレオカメラにより特定され得る。

ＵＡＶ４０が備える撮像装置１２３０の数は４つには限定されない。ＵＡＶ４０は、少なくとも１つの撮像装置１２３０を備えていればよい。ＵＡＶ４０は、ＵＡＶ４０の機首、機尾、側面、底面、及び天井面のそれぞれに少なくとも１つの撮像装置１２３０を備えてもよい。撮像装置１２３０は、単焦点レンズ又は魚眼レンズを有してもよい。ＵＡＶ４０に係る説明において、複数の撮像装置１２３０を、単に撮像装置１２３０と総称する場合がある。

コントローラ５０は、表示部５４と操作部５２を備える。操作部５２は、ＵＡＶ４０の姿勢を制御するための入力操作をユーザから受け付ける。コントローラ５０は、操作部５２が受け付けたユーザの操作に基づいて、ＵＡＶ４０を制御するための信号を送信する。

コントローラ５０は、撮像装置１２３０及び撮像装置１２２０の少なくとも一方が撮像した画像を受信する。表示部５４は、コントローラ５０が受信した画像を表示する。表示部５４はタッチ式のパネルであってよい。コントローラ５０は、表示部５４を通じて、ユーザから入力操作を受け付けてよい。表示部５４は、撮像装置１２２０に撮像させるべき被写体の位置をユーザが指定するユーザ操作等を受け付けてよい。

撮像部１１４０は、レンズ装置１１６０により結像された光学像の画像データを生成して記録する。レンズ装置１１６０は、撮像部１１４０と一体的に設けられてよい。レンズ装置１１６０は、いわゆる交換レンズであってよい。レンズ装置１１６０は、撮像部１１４０に対して着脱可能に設けられてよい。

ジンバル１１１０は、撮像装置１２２０を可動に支持する支持機構を有する。撮像装置１２２０は、ジンバル１１１０を介してＵＡＶ本体１１０１に取り付けられる。ジンバル１１１０は、撮像装置１２２０を、ピッチ軸を中心に回転可能に支持する。ジンバル１１１０は、撮像装置１２２０を、ロール軸を中心に回転可能に支持する。ジンバル１１１０は、撮像装置１２２０を、ヨー軸を中心に回転可能に支持する。ジンバル１１１０は、ピッチ軸、ロール軸、及びヨー軸の少なくとも１つの軸を中心に、撮像装置１２２０を回転可能に支持してよい。ジンバル１１１０は、ピッチ軸、ロール軸、及びヨー軸のそれぞれを中心に、撮像装置１２２０を回転可能に支持してよい。ジンバル１１１０は、撮像部１１４０を保持してもよい。ジンバル１１１０は、レンズ装置１１６０を保持してもよい。ジンバル１１１０は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸の少なくとも１つを中心に撮像部１１４０及びレンズ装置１１６０を回転させることで、撮像装置１２２０の撮像方向を変更してよい。

図１２は、ＵＡＶ４０の機能ブロックの一例を示す。ＵＡＶ４０は、インタフェース１１０２、制御部１１０４、メモリ１１０６、ジンバル１１１０、撮像部１１４０、及びレンズ装置１１６０を備える。

インタフェース１１０２は、コントローラ５０と通信する。インタフェース１１０２は、コントローラ５０から各種の命令を受信する。制御部１１０４は、コントローラ５０から受信した命令に従って、ＵＡＶ４０の飛行を制御する。制御部１１０４は、ジンバル１１１０、撮像部１１４０、及びレンズ装置１１６０を制御する。制御部１１０４は、ＣＰＵ又はＭＰＵなどのマイクロプロセッサ、ＭＣＵなどのマイクロコントローラなどにより構成されてよい。メモリ１１０６は、制御部１１０４がジンバル１１１０、撮像部１１４０、及びレンズ装置１１６０を制御するのに必要なプログラムなどを格納する。

メモリ１１０６は、コンピュータが可読な記録媒体でよい。メモリ１１０６は、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びＵＳＢメモリなどのフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。メモリ１１０６は、ＵＡＶ４０の筐体に設けられてよい。ＵＡＶ４０の筐体から取り外し可能に設けられてよい。

ジンバル１１１０は、制御部１１１２、ドライバ１１１４、ドライバ１１１６、ドライバ１１１８、駆動部１１２４、駆動部１１２６、駆動部１１２８、及び支持機構１１３０を有する。駆動部１１２４、駆動部１１２６及び駆動部１１２８は、モータであってよい。

支持機構１１３０は、撮像装置１２２０を支持する。支持機構１１３０は、撮像装置１２２０の撮像方向を可動に支持する。支持機構１１３０は、撮像部１１４０及びレンズ装置１１６０をヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸を中心に回転可能に支持する。支持機構１１３０は、回転機構１１３４、回転機構１１３６、及び回転機構１１３８を含む。回転機構１１３４は、駆動部１１２４を用いてヨー軸を中心に撮像部１１４０及びレンズ装置１１６０を回転させる。回転機構１１３６は、駆動部１１２６を用いてピッチ軸を中心に撮像部１１４０及びレンズ装置１１６０を回転させる。回転機構１１３８は、駆動部１１２８を用いてロール軸を中心に撮像部１１４０及びレンズ装置１１６０を回転させる。

制御部１１１２は、制御部１１０４からのジンバル１１１０の動作命令に応じて、ドライバ１１１４、ドライバ１１１６、及びドライバ１１１８に対して、それぞれの回転角度を示す動作命令を出力する。ドライバ１１１４、ドライバ１１１６、及びドライバ１１１８は、回転角度を示す動作命令に従って駆動部１１２４、駆動部１１２６、及び駆動部１１２８を駆動させる。回転機構１１３４、回転機構１１３６、及び回転機構１１３８は、駆動部１１２４、駆動部１１２６、及び駆動部１１２８によりそれぞれ駆動されて回転し、撮像部１１４０及びレンズ装置１１６０の姿勢を変更する。

撮像部１１４０は、レンズ系１１６８を通過した光により撮像する。撮像部１１４０は、制御部１２２２、撮像素子１２２１及びメモリ１２２３を備える。制御部１２２２は、ＣＰＵ又はＭＰＵなどのマイクロプロセッサ、ＭＣＵなどのマイクロコントローラなどにより構成されてよい。制御部１２２２は、レンズ系１１６８の合焦制御を行う。制御部１２２２は、制御部１１０４からの撮像部１１４０及びレンズ装置１１６０に対する動作命令に応じて、撮像部１１４０及びレンズ装置１１６０を制御する。制御部１２２２は、コントローラ５０から受信した信号に基づいて、レンズ装置１１６０に対する制御命令をレンズ装置１１６０に出力する。制御命令は、フォーカシングを担うレンズ群を移動させる命令の他、レンズ系１１６８を振動させる命令、レンズ系１１６８の温度を検出する命令等を含んでよい。

メモリ１２２３は、コンピュータが可読な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びＵＳＢメモリなどのフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。メモリ１２２３は、撮像部１１４０の筐体の内部に設けられてよい。撮像部１１４０の筐体から取り外し可能に設けられてよい。

撮像素子１２２１は、撮像部１１４０の筐体の内部に保持され、レンズ装置１１６０を介して結像された光学像の画像データを生成して、制御部１２２２に出力する。撮像素子１２２１は、レンズ系１１６８により形成される光学像を電気信号に変換する。撮像素子１２２１は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等であってよい。撮像素子１２２１は、その撮像面がレンズ系１１６８の像面に一致するように配置される。レンズ系１１６８により撮像された像は撮像素子１２２１の撮像面上に結像し、撮像素子１２２１から画像データとして出力される。制御部１２２２は、撮像素子１２２１から出力された画像データに信号処理を施してメモリ１２２３に格納する。制御部１２２２は、画像データを、制御部１１０４を介してメモリ１１０６に出力して格納してもよい。

レンズ装置１１６０は、制御部１１６２、メモリ１１６３、駆動機構１１６１、及びレンズ系１１６８を備える。レンズ系１１６８として、上記の実施形態及び実施例に係るレンズ系を適用できる。

制御部１１６２は、制御部１２２２からの制御命令に従って、レンズ系１１６８を駆動してよい。駆動機構１１６１は、制御部１１６２からの制御命令に従って、レンズ系１１６８が備える１以上のレンズ群及び開口絞りを光軸方向に移動させることにより、レンズ系１１６８の焦点を調節してよい。駆動機構１１６１は、制御部１１６２からの制御命令に従って、レンズ系１１６８が備える開口絞りを制御してよい。駆動機構１１６１は、制御部１１６２からの制御命令に従って、レンズ系１１６８を振動させてよい。駆動機構１１６１は、例えばアクチュエータなどを備える。レンズ装置１１６０のレンズ系１１６８により結像された像は、撮像部１１４０により撮像される。

レンズ装置１１６０は、撮像部１１４０と一体的に設けられてよい。レンズ装置１１６０は、いわゆる交換レンズであってよい。レンズ装置１１６０は、撮像部１１４０に対して着脱可能に設けられてよい。

撮像装置１２３０は、制御部１２３２、制御部１２３４、撮像素子１２３１、メモリ１２３３、及びレンズ１２３５を備える。制御部１２３２は、ＣＰＵ又はＭＰＵなどのマイクロプロセッサ、ＭＣＵなどのマイクロコントローラなどにより構成されてよい。制御部１２３２は、制御部１１０４からの撮像素子１２３１の動作命令に応じて、撮像素子１２３１を制御する。

制御部１２３４は、ＣＰＵ又はＭＰＵなどのマイクロプロセッサ、ＭＣＵなどのマイクロコントローラなどにより構成されてよい。制御部１２３４は、レンズ１２３５に対する動作命令に応じて、レンズ１２３５の焦点を調節してよい。制御部１２３４は、レンズ１２３５に対する動作命令に応じて、レンズ１２３５が有する開口絞りを制御してよい。

メモリ１２３３は、コンピュータが可読な記録媒体であってよい。メモリ１２３３は、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びＵＳＢメモリなどのフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。

撮像素子１２３１は、レンズ１２３５を介して結像された光学像の画像データを生成して、制御部１２３２に出力する。制御部１２３２は、撮像素子１２３１から出力された画像データをメモリ１２３３に格納する。

本実施形態では、ＵＡＶ４０が、制御部１１０４、制御部１１１２、制御部１２２２、制御部１２３２、制御部１２３４、及び制御部１１６２を備える。しかし、制御部１１０４、制御部１１１２、制御部１２２２、制御部１２３２、制御部１２３４、及び制御部１１６２のうちの複数で実行される処理をいずれか１つの制御部が実行してよい。制御部１１０４、制御部１１１２、制御部１２２２、制御部１２３２、制御部１２３４、及び制御部１１６２で実行される処理を１つの制御部で実行してもよい。本実施形態では、ＵＡＶ４０が、メモリ１１０６、メモリ１２２３、及びメモリ１２３３を備える。メモリ１１０６、メモリ１２２３、及びメモリ１２３３のうちの少なくとも１つに記憶される情報は、メモリ１１０６、メモリ１２２３、及びメモリ１２３３のうちの他の１つ又は複数のメモリに記憶してよい。

撮像装置１２２０が上記の実施形態及び実施例に係るレンズ系を有するレンズ装置１１６０を備えることで、小型でありながら高画質で広角撮影が可能な無人航空機を提供することができる。

次に、上記の実施形態及び実施例に係るレンズ系を備えるシステムの一例としてのスタビライザを説明する。

図１３は、スタビライザ３０００の一例を示す外観斜視図である。スタビライザ３０００は、移動体の他の一例である。例えば、スタビライザ３０００が備えるカメラユニット３０１３が、撮像装置１２２０と同様の構成の撮像装置を備えてよい。カメラユニット３０１３が、レンズ装置１１６０と同様の構成のレンズ装置を備えてよい。

スタビライザ３０００は、カメラユニット３０１３、ジンバル３０２０、及び持ち手部３００３を備える。ジンバル３０２０は、カメラユニット３０１３を回転可能に支持する。ジンバル３０２０は、パン軸３００９、ロール軸３０１０、及びチルト軸３０１１を有する。ジンバル３０２０は、パン軸３００９、ロール軸３０１０、及びチルト軸３０１１を中心に、カメラユニット３０１３を回転可能に支持する。ジンバル３０２０は、支持機構の一例である。

カメラユニット３０１３は、撮像装置の一例である。カメラユニット３０１３は、メモリを挿入するためのスロット３０１４を有する。ジンバル３０２０は、ホルダ３００７を介して持ち手部３００３に固定される。

持ち手部３００３は、ジンバル３０２０、カメラユニット３０１３を操作するための各種ボタンを有する。持ち手部３００３は、シャッターボタン３００４、録画ボタン３００５、及び操作ボタン３００６を含む。シャッターボタン３００４が押下されることで、カメラユニット３０１３により静止画を記録することができる。録画ボタン３００５が押下されることで、カメラユニット３０１３により動画を記録することができる。

デバイスホルダ３００１が持ち手部３００３に固定されている。デバイスホルダ３００１は、スマートフォンなどのモバイルデバイス３００２を保持する。モバイルデバイス３００２は、ＷｉＦｉなどの無線ネットワークを介してスタビライザ３０００と通信可能に接続される。これにより、カメラユニット３０１３により撮像された画像をモバイルデバイス３００２の画面に表示させることができる。

スタビライザ３０００においても、カメラユニット３０１３が上記の実施形態に係るレンズ系を備えることで、小型でありながら高画質で広角撮影が可能なスタビライザを提供することができる。

以上、移動体の一例としてＵＡＶ４０及びスタビライザ３０００を取り上げて説明した。撮像装置１２２０と同様の構成を有する撮像装置は、ＵＡＶ４０及びスタビライザ３０００以外の移動体に取り付けられてよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ 移動体システム
４０ ＵＡＶ
５０ コントローラ
５２ 操作部
５４ 表示部
１１０１ ＵＡＶ本体
１１０２ インタフェース
１１０４ 制御部
１１０６ メモリ
１１１０ ジンバル
１１１２ 制御部
１１１４、１１１６、１１１８ ドライバ
１１２４、１１２６、１１２８ 駆動部
１１３０ 支持機構
１１３４、１１３６、１１３８ 回転機構
１１４０ 撮像部
１１６０ レンズ装置
１１６１ 駆動機構
１１６２ 制御部
１１６３ メモリ
１１６８ レンズ系
１２２０、１２３０ 撮像装置
１２２１ 撮像素子
１２２２ 制御部
１２２３ メモリ
１２３１ 撮像素子
１２３２ 制御部
１２３３ メモリ
１２３４ 制御部
１２３５ レンズ
１００、２００、３００、４００、５００ レンズ系
３０００ スタビライザ
３００１ デバイスホルダ
３００２ モバイルデバイス
３００３ 持ち手部
３００４ シャッターボタン
３００５ 録画ボタン
３００６ 操作ボタン
３００７ ホルダ
３００９ パン軸
３０１０ ロール軸
３０１１ チルト軸
３０１３ カメラユニット
３０１４ スロット
３０２０ ジンバル

Claims (13)

1. 物体側より順に、
   負の屈折力を有する第１レンズ群と、
   開口絞りと、
   正の屈折力を有する第２レンズ群と
   からなり、
   前記第１レンズ群は、物体側から順に、
   最も物体側に配置された物体側に凸面を向けた負レンズと、
   前記負レンズに連続して配置された物体側に凸面を向けた負レンズと、
   物体側から順に負レンズと、正レンズと、負レンズとからなる３枚のレンズを接合してなる３枚接合レンズと
   を備え、
   前記３枚接合レンズは、正の屈折力を有し、
   Ｌを最も物体側のレンズ面から結像位置までの光軸上の距離、Ｙを最大像高として、条件式
   ３．６＜Ｌ／Ｙ＜５．５
   を満足するレンズ系。
2. 前記第２レンズ群は、
   物体側から順に、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群と、
   無限遠物体から近距離物体への合焦時に光軸方向に沿って移動する正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群と、
   第２Ｃレンズ群と
   を備える請求項１に記載のレンズ系。
3. ｆを無限遠合焦時における前記レンズ系の全系の焦点距離、ｆＴＣを前記３枚接合レンズの焦点距離として、条件式
   １．５＜ｆＴＣ／ｆ＜５．０
   を満足する請求項１又は２に記載のレンズ系。
4. ＮＣＬ１を前記３枚接合レンズ内の最も物体側の前記負レンズのｄ線に対する屈折率、ＮＣＬ２を前記３枚接合レンズ内の前記正レンズのｄ線に対する屈折率として、条件式
   −０．１５＜ＮＣＬ１−ＮＣＬ２＜０．０５
   を満足する請求項１から３のいずれか一項に記載のレンズ系。
5. θＣＬ１を前記３枚接合レンズ内の最も物体側の前記負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比、θＣＬ２を前記３枚接合レンズ内の前記正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比として、条件式
   ０．０２＜θＣＬ１−θＣＬ２＜０．０５
   を満足する請求項１から４のいずれか一項に記載のレンズ系。
6. νＣＬ２を前記３枚接合レンズ内の前記正レンズのｄ線基準のアッベ数、νＣＬ３を前記３枚接合レンズ内の最も像側の前記負レンズのｄ線基準のアッベ数として、条件式
   −６８＜νＣＬ２−νＣＬ３＜−５０
   を満足する請求項１から５のいずれか一項に記載のレンズ系。
7. θＣＬ２を前記３枚接合レンズ内の前記正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比、θＣＬ３を前記３枚接合レンズ内の最も像側の前記負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比として、条件式
   −０．０５＜θＣＬ２−θＣＬ３＜−０．０２
   を満足する請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズ系。
8. ｆＬ１１を最も物体側に配置された物体側に凸面を向けた負レンズの焦点距離として、条件式
   −３．２＜ｆＬ１１／ｆ＜−１．４
   を満足する請求項１から７のいずれか一項に記載のレンズ系。
9. ｆ２Ｂを前記第２Ｂレンズ群の焦点距離として、条件式
   ３＜ｆ２Ｂ／ｆ＜８
   を満足する請求項２に記載のレンズ系。
10. ωを前記レンズ系の最大半画角として、条件式
    −０．２５＜（Ｙ−ｆ・ｔａｎω）／（ｆ・ｔａｎω）＜−０．０５
    を満足する請求項１から９のいずれか一項に記載のレンズ系。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のレンズ系と、
    撮像素子と
    を備える撮像装置。
12. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のレンズ系を備えて移動する移動体。
13. 前記移動体は無人航空機である
    請求項１２に記載の移動体。

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