RU2555203C1 - Широкоугольный объектив и устройство формирования изображений - Google Patents

Широкоугольный объектив и устройство формирования изображений Download PDF

Info

Publication number
RU2555203C1
RU2555203C1 RU2014106828/28A RU2014106828A RU2555203C1 RU 2555203 C1 RU2555203 C1 RU 2555203C1 RU 2014106828/28 A RU2014106828/28 A RU 2014106828/28A RU 2014106828 A RU2014106828 A RU 2014106828A RU 2555203 C1 RU2555203 C1 RU 2555203C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
wide
angle
lenses
group
Prior art date
Application number
RU2014106828/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Хироюки САТОХ
Нориюки ТЕРАО
Йосиаки ИРИНО
Томонори ТАНАКА
Нозоми ИМАЕ
Тору ХАРАДА
Хироказу ТАКЕНАКА
Хидеаки ЯМАМОТО
Кенсуке МАСУДА
Сатоси САВАГУТИ
Дайсуке БЕССО
Original Assignee
Рикох Компани, Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рикох Компани, Лтд. filed Critical Рикох Компани, Лтд.
Application granted granted Critical
Publication of RU2555203C1 publication Critical patent/RU2555203C1/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/0065—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element having a beam-folding prism or mirror
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0076—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a detector
    • G02B19/008—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a detector adapted to collect light from a complete hemisphere or a plane extending 360 degrees around the detector
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/1066—Beam splitting or combining systems for enhancing image performance, like resolution, pixel numbers, dual magnifications or dynamic range, by tiling, slicing or overlapping fields of view
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/698—Control of cameras or camera modules for achieving an enlarged field of view, e.g. panoramic image capture

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

Объектив имеет угол поля зрения более 180 градусов и содержит переднюю группу, отражающую поверхность и заднюю группу. Передняя группа содержит три отрицательные линзы, отражающая поверхность изменяет направление оптической оси на угол 90 градусов, задняя группа содержит четыре положительные линзы. Передняя главная точка расположена между второй и третьей линзами в передней группе. Фокусное расстояние f объектива и расстояние d между пересечением отражающей поверхности и оптической оси и передней главной точкой удовлетворяют условию 7,0<d/f<9,0. Устройство формирования изображений содержит две оптические системы формирования изображений, содержащие широкоугольный объектив и датчик формирования изображений и объединенные так, что линзы расположены напротив друг друга, а изображения синтезируются для получения изображения в телесном угле 4π радиан. Расстояние d1 и d2 между пересечением отражающей поверхности и оптической оси и передней главной точкой в широкоугольных объективах систем формирования изображений и фокусное расстояние f широкоугольного объектива удовлетворяют условию 16≤(d1+d2)/f<21. Технический результат - уменьшение диспропорции изображения и повышение качества изображения. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
По настоящей заявке испрашивается приоритет заявки на патент Японии № 2011-162213, зарегистрированной 25 июля 2011 г., полное содержание которой включено в настоящий документ в виде данной ссылки на нее, и основывается на ней.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к широкоугольному объективу для использования в устройстве формирования изображений и к устройству формирования изображений.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно устройство формирования изображений, в котором две оптические системы формирования изображений, каждая из которых содержит широкоугольный объектив, имеющий угол поля зрения более 180 градусов, и датчик формирования изображений для формирования изображения с помощью широкоугольного объектива объединены таким образом, что соответствующие линзы пространства предметов расположены напротив друг друга, а изображения, получаемые с помощью соответствующих оптических систем формирования изображений, синтезируются для получения изображения в телесном угле 4π радиан (см. публикацию патента Японии № 3290993).
Такое устройство формирования изображений может одновременно получать видеоинформацию по всем направлениям; таким образом, оно может эффективно использоваться, например, для камеры охранной сигнализации или установленной в автомобиле камеры. В последнее время требуется уменьшать габариты такого устройства формирования изображений для использования его в качестве портативного устройства формирования изображений.
Чрезвычайно точная и достоверная информация может быть получена, например, при использовании малогабаритного устройства формирования изображений в переносном режиме для передачи новостного репортажа.
Предпочтительно отклонять излучение от изображения максимальной высоты в стороне от оптической оси в широкоугольном объективе, имеющем угол поля зрения 180 градусов или более, для использования в таком устройстве формирования изображений без использования острого угла для формирования на поверхности формирования изображений.
Однако если общая длина широкоугольного объектива, имеющего угол поля зрения 180 градусов или более, уменьшается, становится необходимым существенно отклонять световой луч от оси в периферийной области. В связи с этим разрешение в периферийной области поверхности формирования изображений снижается из-за различных аберраций.
Для сохранения высокого разрешения в периферийной области поверхности формирования изображений необходимо незначительно отклонять световой луч в периферийной области. В связи с этим общая длина объектива увеличивается, и такое устройство формирования изображений не пригодно для использования в переносном режиме.
В частности, в публикации патента Японии № 3290993 широкоугольный объектив не описан.
Известно, что предлагались различные широкоугольные объективы, имеющие широкий угол поля зрения и приемлемые характеристики. В частности, среди них широкоугольные объективы, описанные в публикациях заявок на патенты Японии №№ 2007-155977 и 2010-256627, имеют приемлемые характеристики.
Однако сложно уменьшить общую длину широкоугольного объектива, описанного в заявках на патенты Японии №№ 2007-155977 и 2010-256627. При использовании таких широкоугольных объективов в качестве двух широкоугольных объективов для применения в устройствах формирования изображений размер устройства увеличивается.
При использовании двух широкоугольных объективов, описанных в заявках на патенты Японии №№ 2007-155977 и 2010-256627, сложно уменьшить расстояние между оптическими осями двух широкоугольных объективов, при этом перекрывающиеся части изображений в периферийных областях соответствующих двух широкоугольных объективов смещены относительно друг друга из-за расхождения. Таким образом, в объединенной области синтезированного изображения может проявляться заметное ухудшение качества изображения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение сделано с учетом вышеуказанных обстоятельств. Целью настоящего изобретения является создание широкоугольного объектива для использования в устройстве формирования изображений, которое может получать синтезированное изображение, имеющее меньшее расхождение, и может обеспечивать оптические характеристики.
Целью настоящего изобретения также является создание малогабаритного устройства формирования изображений с использованием вышеуказанных двух широкоугольных объективов.
Чтобы достичь вышеуказанной цели, в одном варианте осуществления настоящего изобретения предлагается широкоугольный объектив, имеющий угол поля зрения более 180 градусов, содержащий в порядке следования от пространства предметов к пространству изображений переднюю группу, отражающую поверхность, и заднюю группу, причем передняя группа содержит три линзы, имеющие отрицательную преломляющую способность, отражающая поверхность выполнена с возможностью искривления оптической оси передней группы под углом 90 градусов в направлении задней группы, задняя группа содержит четыре линзы, имеющие положительную преломляющую способность, передняя главная точка установлена между второй линзой и третьей линзой от пространства предметов в передней группе, а фокусное расстояние f системы в целом и расстояние d между пересечением отражающей поверхности и оптической оси передней группы и передней главной точкой удовлетворяют нижеследующему условию (1):
(1) 7,0<d/f<9,0.
Предпочтительно расстояние DA от крайней поверхности пространства предметов передней группы до отражающей поверхности и расстояние DB от отражающей поверхности до крайней поверхности пространства изображений задней группы удовлетворяют нижеследующему условию (2):
(2) DA<DB.
Предпочтительно отражающая поверхность, расположенная между передней группой и задней группой, является наклонной поверхностью прямоугольной призмы и выполнена с возможностью внутреннего отражения светового луча от передней группы в направлении задней группы, при этом коэффициент отражения nd относительно линии d материала прямоугольной призмы удовлетворяет нижеследующему условию (3):
(3) nd≥1,8.
Предпочтительно передняя группа содержит - в порядке следования от пространства предметов - отрицательную менисковую линзу, отрицательную линзу, изготовленную из пластического материала, и отрицательную менисковую линзу, задняя группа содержит - в порядке следования от пространства предметов - двояковыпуклую линзу, склеенную линзу из двояковыпуклой линзы и двояковогнутой линзы и двояковыпуклую линзу, изготовленную из пластического материала, апертурная диафрагма размещается между прямоугольной призмой и задней группой, отрицательная линза, изготовленная из пластического материала, в передней группе и двояковыпуклая линза, изготовленная из пластического материала, в задней группе имеют асферические поверхности на обеих поверхностях, а остальные линзы за исключением линз, изготовленных из пластического материала, являются сферическими линзами соответственно.
Чтобы достичь вышеуказанной цели, в одном варианте осуществления настоящего изобретения также предлагается устройство формирования изображений, включающее в себя две оптические системы формирования изображений, содержащие широкоугольный объектив, имеющий угол поля зрения более 180 градусов, и датчик формирования изображений, который формирует изображение с помощью широкоугольного объектива, при этом указанные две оптические системы формирования изображений объединены таким образом, что линзы пространства предметов расположены напротив друг друга, а изображения, получаемые с помощью соответствующих оптических систем формирования изображений, синтезируются для получения изображения в телесном угле 4π радиан, причем широкоугольный объектив для использования в каждой из указанных двух оптических систем формирования изображений является широкоугольным объективом по любому из пп. 1-4, а расстояние d1 между пересечением отражающей поверхности и оптической оси передней группы и передней главной точкой в широкоугольном объективе одной оптической системы формирования изображений, расстояние d2 между пересечением отражающей поверхности и оптической оси передней группы и передней главной точкой в широкоугольном объективе другой оптической системы формирования изображений и фокусное расстояние f широкоугольного объектива каждой оптической системы формирования изображений удовлетворяют нижеследующему условию (4):
(4) 16≤(d1+d2)/f<21.
Предпочтительно у широкоугольных объективов для использования в указанных двух оптических системах формирования изображений d1=d2.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые чертежи включены для обеспечения более полного понимания настоящего изобретения, при этом они входят в состав данного описания и составляют его часть. Чертежи иллюстрируют некоторый вариант осуществления изобретения и вместе с описанием служат для объяснения принципа изобретения.
Фиг. 1 является видом, описывающим оптическую конструкцию устройства формирования изображений в соответствии с некоторым вариантом осуществления.
Фиг. 2 является видом, иллюстрирующим сферическую аберрацию примера.
Фиг. 3 является видом, иллюстрирующим кривизну поля примера.
Фиг. 4 является видом, иллюстрирующим кому примера.
Фиг. 5 является видом, иллюстрирующим особенность оптической передаточной функции (ОПФ) примера.
Фиг. 6 является видом, иллюстрирующим особенность оптической передаточной функции (ОПФ) примера.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Далее описывается вариант осуществления.
Фиг. 1 является видом, иллюстрирующим основной узел устройства формирования изображений.
На фиг. 1 ссылочными позициями А, В обозначены оптические системы формирования изображений соответственно.
Каждая из двух оптических систем А, В формирования изображений содержит широкоугольный объектив, имеющий угол поля зрения более 180 градусов, и датчик формирования изображений, который формирует изображение с помощью широкоугольного объектива.
Оптическая система А формирования изображений содержит переднюю группу, включающую в себя линзы LA1-LA3, прямоугольную призму РА, образующую отражающую поверхность, и заднюю группу, включающую в себя линзы LA4-LA7. Апертурная диафрагма SA размещается в пространстве предметов линзы LA4.
Оптическая система В формирования изображений содержит переднюю группу, включающую в себя линзы LB1-LB3, прямоугольную призму PB, образующую отражающую поверхность, и заднюю группу, включающую в себя линзы LB4-LB7. Апертурная диафрагма SB размещается в пространстве предметов линзы LB4.
Линзы LA1-LA3, составляющие переднюю группу оптической системы А формирования изображений, включают в себя в порядке следования от пространства предметов отрицательную менисковую линзу (LA1), изготовленную из стеклянного материала, отрицательную линзу (LA2), изготовленную из пластического материала, и отрицательную менисковую линзу (LA3), изготовленную из стеклянного материала.
Линзы LA4-LA7, составляющие заднюю группу, включают в себя в порядке следования от пространства предметов двояковыпуклую линзу (LA4), изготовленную из стеклянного материала, склеенную линзу из двояковыпуклой линзы (LA5) и двояковогнутой линзы (LA6), изготовленных из стеклянного материала, и двояковыпуклую линзу (LA7), изготовленную из пластического материала.
Линзы LB1-LB3, составляющие переднюю группу оптической системы B формирования изображений, включают в себя в порядке следования от пространства предметов отрицательную менисковую линзу (LB1), изготовленную из стеклянного материала, отрицательную линзу (LB2), изготовленную из пластического материала, и отрицательную менисковую линзу (LB3), изготовленную из стеклянного материала.
Линзы LB4-LB7, составляющие заднюю группу, включают в себя в порядке следования от пространства предметов двояковыпуклую линзу (LB4), изготовленную из стеклянного материала, склеенную линзу из двояковыпуклой линзы (LB5) и двояковогнутой линзы (LB6), изготовленных из стеклянного материала, и двояковыпуклую линзу (LB7), изготовленную из пластического материала.
В этих оптических системах А, В формирования изображений отрицательные линзы LA2, LB2 передней группы, изготовленные из пластического материала, и двояковыпуклые линзы LA7, LB7 задней группы, изготовленные из пластического материала, имеют асферическую поверхность на обеих своих поверхностях. Остальные линзы, изготовленные из стеклянного материала, являются соответственно сферическими линзами.
Передняя главная точка в каждом широкоугольном объективе установлена между второй линзой LA2, LB2 и третьей линзой LA3, LB3.
Расстояние между пересечением отражающей поверхности и оптической оси передней группы и передней главной точкой составляет d1 на фиг. 1 в широкоугольном объективе оптической системы А формирования изображений, а расстояние между пересечением отражающей поверхности и оптической оси передней группы и передней главной точкой составляет d2 в широкоугольном объективе оптической системы В формирования изображений.
Эти расстояния d1, d2 являются расстоянием d в широкоугольном объективе, при этом удовлетворяется условие (1) 7,0<d/f<9,0.
Уменьшение параметра d/f в условии (1) означает увеличение фокусного расстояния f системы в целом или уменьшение расстояния d между пересечением отражающей поверхности и оптической оси передней группы и передней главной точкой.
При увеличении фокусного расстояния f увеличивается общая длина широкоугольного объектива по оптической оси. Следовательно, если устанавливается соответствующая величина фокусного расстояния с учетом уменьшения габаритов, расстояние d в этом случае снижается.
После уменьшения d расстояние между линзой LA3 (LB3) и призмой РА (РВ) сокращается, поэтому ограничение по толщине линзы LA3 (LB3) для обеспечения требуемой преломляющей способности становится жестким. Если нижнее граничное значение условия (1) понижается, требуемая толщина и форма линзы LA3 (LB3) не могут быть обеспечены, и становится сложным обрабатывать линзу LA3 (LB3).
Для уменьшения габаритов устройства формирования изображений предпочтительно, чтобы оптические системы А, В формирования изображений на фиг. 1 были как можно ближе друг к другу в направлении вправо и влево на фиг. 1. Поскольку отражающие поверхности являются наклонными поверхностями прямоугольной призмы РА, РВ, для уменьшения габаритов целесообразно, чтобы наклонные поверхности были как можно ближе друг к другу.
Увеличение параметра d/f в условии (1) означает увеличение расстояния d между пересечением отражающей поверхности и оптической оси передней группы и передней главной точкой. Это означает увеличение размера передней группы.
Такое увеличение размера передней группы усложняет снижение габаритов устройства формирования изображений. В этом случае в качестве способа предотвращения увеличения размера устройства формирования изображений из-за увеличения передней группы оптические системы А, В формирования изображений располагаются смещенными в направлении вверх и вниз на фиг. 1 в состоянии, в котором наклонные поверхности призм РА, РВ расположены вблизи друг друга.
Однако при такой конструкции оптические оси передних групп широкоугольных объективов оптических систем формирования изображений смещены в направлении вверх и вниз на фиг. 1 таким образом, что влияние вышеуказанного расхождения возрастает, если такое смещение превышает определенный уровень.
Если параметр d/f меньше, чем верхняя граница в условии (1), в пределах допустимого диапазона может обеспечиваться увеличение размера передней группы при одновременном эффективном управлении влиянием расхождения.
Условие (4) 16≤(d10+d2)/f<21 состоит в управлении соотношением d/f - отношением расстояния d и фокусного расстояния f - применительно к устройству формирования изображений. Если данный параметр превышает нижнюю границу условия (4) при одновременном управлении влиянием расхождения, отражающие поверхности призм РА, РВ мешают друг другу. Если данный параметр превышает верхнюю границу, влиянием расхождения нельзя пренебрегать.
Условие (3) nd≥1,8 устанавливает, что в качестве материала призм РА, РВ используется материал, коэффициент nd преломления которого относительно линии d больше 1,8.
Призмы РА, РВ осуществляют внутреннее отражение излучения от передней группы в направлении задней группы таким образом, что световой путь формирующего светового луча проходит в призме. Если материал призмы имеет высокий коэффициент преломления, удовлетворяющий условию (3), длина светового пути в призме становится больше, чем реальная длина светового пути, и расстояние, по которому изгибается световой луч, может увеличиться.
Длина светового пути между передней группой и задней группой в передней группе, призме и задней группе может стать больше, чем механическая длина светового пути; таким образом, габариты широкоугольного объектива могут быть уменьшены.
Благодаря размещению призм РА, РВ вблизи апертурных диафрагм SA, SB может использоваться малогабаритная призма, при этом расстояние между широкоугольными объективами может быть уменьшено.
Призмы РА, РВ размещаются между передней группой и задней группой. Роль передней группы широкоугольного объектива состоит в получении светового луча, имеющего угол поля зрения более 180 градусов, а задняя группа эффективно выполняет коррекцию аберраций при формировании изображений.
Влияние производственных отклонений и погрешностей размещения может быть предотвращено при размещении призм, как описано выше.
Как описано выше, угол широкого поля зрения включает в себя отражающую поверхность между передней группой и задней группой, при этом передняя группа и задняя группа выполнены таким образом, что образуют прямой угол. При использовании такой конструкции обеспечивается общая длина, требуемая для получения широкоугольного объектива с высокими характеристиками.
При использовании указанных двух широкоугольных объективов для устройства формирования изображений участки отражающих поверхностей размещаются вблизи друг друга в направлении, перпендикулярном оптической оси передней группы, при этом влияние расхождения может быть существенно уменьшено.
Кроме того, поскольку передняя главная точка установлена между второй линзой и третьей линзой в передней группе, размер отражающей поверхности может быть существенно уменьшен.
В связи с этим благодаря использованию указанных двух широкоугольных объективов для устройства формирования изображений может быть получено предпочтительное устройство формирования изображений, имеющее существенно уменьшенное расхождение.
Пример
Ниже описывается конкретный пример широкоугольного объектива.
Данный пример иллюстрирует широкоугольный объектив для использования в оптических системах А, В формирования изображений устройства формирования изображений, приведенного на фиг. 1. А именно указанные два широкоугольных объектива для использования в оптических системах А, В формирования изображений являются одинаковыми, d1=d2.
В нижеследующем примере f обозначает фокусное расстояние системы в целом, No обозначает F-число, а ω обозначает угол полуполя.
Поверхности имеют номера 1-23 в порядке следования от пространства предметов. Номера обозначают поверхность линзы, поверхности падения и излучения и отражающую поверхность призмы, поверхность апертурной диафрагмы, поверхность фильтра и принимающую излучение поверхность датчика формирования изображений.
R обозначает радиус кривизны каждой поверхности и обозначает радиус кривизны для параксиальных лучей на асферической поверхности.
D обозначает расстояние между поверхностями, nd обозначает коэффициент преломления линии d, а υd обозначает число Аббе. Расстояние до предмета - бесконечность. Единица длины - мм.
Пример
f=0,75, No=2,14, ω=190 градусов
НОМЕР ПОВЕРХНОСТИ R D Nd υd
1 17,1 1,2 1,834807 42,725324
2 7,4 2,27    
3 -1809 0,8 1,531131 55,753858
4* 4,58 2    
5* 17,1 0,7 1,639999 60,078127
6 2,5 1,6    
7 ∞ 0,3    
8 ∞ 5 1,834000 37,160487
9 ∞ 1,92    
10 ∞ (АПЕРТУРНАЯ ДИАФРАГМА) 0,15    
11 93,2 1,06 1,922860 18,896912
12 -6,56 1,0    
13 3,37 1,86 1,754998 52,321434
14 -3 0,7 1,922860 18,896912
15 3 0,3    
16* 2,7 1,97 1,531131 55,753858
17* -2,19 0,8    
18 ∞ 0,4 1,516330 64,142022
19 ∞ 0    
20 ∞ 0,3 1,516330 64,142022
21 ∞ 0,3    
22 ПОВЕРХНОСТЬ ОТОБРАЖЕНИЯ      
Поверхности, содержащие * (обе поверхности второй линзы в передней группе и обе поверхности последней линзы в задней группе), в приведенных выше данных являются асферическими поверхностями.
Форма асферической поверхности задается нижеследующим известным уравнением с помощью обратной величины радиуса кривизны для параксиальных лучей (параксиальной кривизны) С, высоты Н относительно оптической оси, конической постоянной К и асферического коэффициента каждого порядка, при этом Х является величиной асферичности поверхности в направлении оптической оси.
X=CH2/[1+√(1-(1+K)C2H2)]+A4·H4+A6·H6+A8·H8+A10·H10+A12·H12+A14·H14
Форма задается путем применения радиуса кривизны для параксиальных лучей, конической постоянной и коэффициента асферичности поверхности.
Ниже перечислены данные асферической поверхности из приведенного выше примера.
ТРЕТЬЯ ПОВЕРХНОСТЬ
4-й: 0,001612
6-й: -5,66534е-6
8-й: -1,99066е-7
10-й: 3,69959е-10
12-й: 6,47915е-12
ЧЕТВЕРТАЯ ПОВЕРХНОСТЬ
4-й: -0,00211
6-й: 1,66793е-4
8-й: 9,34249е-6
10-й: -4,44101е-7
12-й: -2,96463е-10
ШЕСТНАДЦАТАЯ ПОВЕРХНОСТЬ
4-й: -0,006934
6-й: -1,10559е-3
8-й: 5,33603е-4
10-й: -1,09372е-4
12-й: 1,80753е-5
14-й: -1,52252е-7
СЕМНАДЦАТАЯ ПОВЕРХНОСТЬ
4-й: 0,041954
6-й: -2,99841е-3
8-й: -4,27219е-4
10-й: 3,426519е-4
12-й: -7,19338е-6
14-й: -1,69417е-7
В вышеуказанных асферических поверхностях, например, -1,69417е-7 означает -1,69417×10-7. Кроме того, 4-14-й означают А4-А14 соответственно.
Значения параметров соответствующих условий приведены ниже.
Значение параметра условия (1)
d=d1=d2=6
f=0,75
d/f=8
Значение параметра условия (2)
DA=8,87
DB=14,76
Значение параметра условия (3)
nd=1,834000
Значение параметра условия (4)
(d1+d2)/f=16
В связи с этим широкоугольный объектив и устройство формирования изображений в данном примере удовлетворяют условиям (1)-(4).
Расстояние между оптическими осями (расстояние между передними главными точками в направлении вверх и вниз на фиг. 1) может быть уменьшено на 14 мм по сравнению с широкоугольным объективом с использованием параллельных световых путей без искривления их.
Как описано выше, длины световых путей световых лучей, проходящих через периферию и центр широкоугольного объектива, имеющего угол поля зрения 180 градусов или более, изменяются в соответствии с разностью толщин линз, вызывая ухудшение качества изображения. Среди трех линз передней группы в широкоугольном объективе в данном примере вторая линза часто имеет разность толщин между частью вблизи оптической оси и периферией линзы. Поэтому асферические поверхности применяются к обеим поверхностям второй линзы в качестве пластической линзы, чтобы скорректировать вторую линзу.
Кроме того, благодаря использованию асферических поверхностей на обеих поверхностях последней линзы задней группы в качестве пластической линзы предпочтительно корректируются аберрации, создаваемые в пространстве предметов этой линзы.
У четырех линз задней группы хроматическая аберрация предпочтительно корректируется путем склеивания второй двояковыпуклой линзы и третьей двояковогнутой линзы.
Фиг. 2 иллюстрирует сферическую аберрацию широкоугольного объектива из данного примера.
Фиг. 3 иллюстрирует кривизну поля широкоугольного объектива из данного примера.
Фиг. 4 иллюстрирует кому широкоугольного объектива из данного примера.
Фиг. 5 и фиг. 6 являются видами, каждый из которых иллюстрирует особенность ОПФ. Горизонтальная ось отображает пространственную частоту на фиг. 5 и угол полуполя в градусах на фиг. 6.
Как ясно из этих чертежей, характеристики широкоугольного объектива из данного примера чрезвычайно высоки.
Устройство формирования изображений, к которому применимо устройство формирования изображений в соответствии с настоящим изобретением, включает в себя устройство формирования изображений, фотографирующее панорамное изображение. В частности, такое панорамное изображение пригодно для формирования изображения в угле 360 градусов по горизонтали, изображения в сферическом теле с углом 360 градусов, то есть сфотографированного по всем направлениям изображения, и т. п.
Такое устройство формирования изображений, фотографирующее панорамное изображение, может называться всенаправленным устройством формирования изображений или устройством формирования изображений полной небесной сферы. Изображение, сфотографированное устройством формирования изображений в соответствии с настоящим изобретением, может являться неподвижным изображением или динамическим изображением.
Несмотря на то что выше описан вариант осуществления, включающий в себя пример настоящего изобретения, настоящее изобретение этим не ограничивается. Следует учесть, что в описанный вариант осуществления специалистом могут вноситься изменения в пределах объема настоящего изобретения.

Claims (6)

1. Широкоугольный объектив, имеющий угол поля зрения более 180 градусов, содержащий:
в порядке следования от пространства предметов к пространству изображений переднюю группу;
отражающую поверхность; и
заднюю группу, в котором
передняя группа содержит три линзы, имеющие отрицательную преломляющую способность,
отражающая поверхность выполнена с возможностью искривления оптической оси передней группы под углом 90 градусов в направлении задней группы,
задняя группа содержит четыре линзы, имеющие положительную преломляющую способность,
передняя главная точка установлена между второй линзой и третьей линзой от пространства предметов в передней группе, а
фокусное расстояние f системы в целом и расстояние d между пересечением отражающей поверхности и оптической оси передней группы и передней главной точкой удовлетворяют нижеследующему условию (1):
(1) 7,0<d/f<9,0.
2. Широкоугольный объектив по п. 1, в котором
расстояние DA от крайней поверхности пространства предметов передней группы до отражающей поверхности и расстояние DB от отражающей поверхности до крайней поверхности пространства изображений задней группы удовлетворяют нижеследующему условию (2):
(2) DA<DB.
3. Широкоугольный объектив по п. 1 или 2, в котором отражающая поверхность, расположенная между передней группой и задней группой, является наклонной поверхностью прямоугольной призмы и выполнена с возможностью внутреннего отражения светового луча от передней группы в направлении задней группы, при этом
коэффициент отражения nd относительно линии d материала прямоугольной призмы удовлетворяет нижеследующему условию (3):
(3) nd≥1,8.
4. Широкоугольный объектив по п. 3, в котором
передняя группа содержит - в порядке следования от пространства предметов - отрицательную менисковую линзу, отрицательную линзу, изготовленную из пластического материала, и отрицательную менисковую линзу,
задняя группа содержит - в порядке следования от пространства предметов - двояковыпуклую линзу, склеенную линзу из двояковыпуклой линзы и двояковогнутой линзы, и двояковыпуклую линзу, изготовленную из пластического материала,
апертурная диафрагма размещается между прямоугольной призмой и задней группой,
отрицательная линза, изготовленная из пластического материала, в передней группе и двояковыпуклая линза, изготовленная из пластического материала, в задней группе имеют асферические поверхности на обеих поверхностях, а остальные линзы за исключением линз, изготовленных из пластического материала, являются сферическими линзами соответственно.
5. Устройство формирования изображений, содержащее две оптические системы формирования изображений, содержащие широкоугольный объектив, имеющий угол поля зрения более 180 градусов, и датчик формирования изображений, который формирует изображение с помощью широкоугольного объектива, при этом указанные две оптические системы формирования изображений объединены таким образом, что линзы пространства предметов расположены напротив друг друга, а изображения, получаемые с помощью соответствующих оптических систем формирования изображений, синтезируются для получения изображения в телесном угле 4π радиан, в котором
широкоугольный объектив для использования в каждой из указанных двух оптических систем формирования изображений является широкоугольным объективом по любому из пп. 1-4, а
расстояние d1 между пересечением отражающей поверхности и оптической оси передней группы и передней главной точкой в широкоугольном объективе одной оптической системы формирования изображений, расстояние d2 между пересечением отражающей поверхности и оптической оси передней группы и передней главной точкой в широкоугольном объективе другой оптической системы формирования изображений и фокусное расстояние f широкоугольного объектива каждой оптической системы формирования изображений удовлетворяют нижеследующему условию (4):
(4) 16≤(d1+d2)/f<21.
6. Устройство формирования изображений по п. 5, в котором
у широкоугольных объективов для использования в указанных двух оптических системах формирования изображений d1=d2.
RU2014106828/28A 2011-07-25 2012-07-23 Широкоугольный объектив и устройство формирования изображений RU2555203C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-162213 2011-07-25
JP2011162213A JP5652349B2 (ja) 2011-07-25 2011-07-25 広角レンズおよび全天球型撮像装置
PCT/JP2012/069267 WO2013015431A1 (en) 2011-07-25 2012-07-23 Wide-angle lens and imaging device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2555203C1 true RU2555203C1 (ru) 2015-07-10

Family

ID=47601260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014106828/28A RU2555203C1 (ru) 2011-07-25 2012-07-23 Широкоугольный объектив и устройство формирования изображений

Country Status (7)

Country Link
US (2) US9019342B2 (ru)
EP (2) EP2737354B1 (ru)
JP (1) JP5652349B2 (ru)
CN (2) CN105319673A (ru)
BR (1) BR112014001643A2 (ru)
RU (1) RU2555203C1 (ru)
WO (1) WO2013015431A1 (ru)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5652349B2 (ja) 2011-07-25 2015-01-14 株式会社リコー 広角レンズおよび全天球型撮像装置
JP6019970B2 (ja) 2012-09-11 2016-11-02 株式会社リコー 全天球型の撮像システムおよび撮像光学系
JP2015149600A (ja) 2014-02-06 2015-08-20 ソニー株式会社 画像処理装置、画像処理方法、およびプログラム
JP2015212480A (ja) * 2014-05-02 2015-11-26 清水建設株式会社 コンクリート充てん管理方法および装置
JP5884857B2 (ja) * 2014-06-26 2016-03-15 株式会社リコー 広角レンズおよび撮像装置
JP5846283B2 (ja) * 2014-11-19 2016-01-20 株式会社リコー 広角レンズ
JP5896061B1 (ja) 2015-03-13 2016-03-30 株式会社リコー 光学系および撮像システム
JP6736262B2 (ja) * 2015-05-25 2020-08-05 株式会社リコー 光学系および撮像システム
WO2016194113A1 (ja) * 2015-06-01 2016-12-08 オリンパス株式会社 単焦点光学系及びそれを備えた光学装置
JPWO2016194111A1 (ja) * 2015-06-01 2018-03-22 オリンパス株式会社 単焦点光学系及びそれを備えた光学装置
WO2016194110A1 (ja) * 2015-06-01 2016-12-08 オリンパス株式会社 単焦点光学系及びそれを備えた光学装置
WO2016194112A1 (ja) * 2015-06-01 2016-12-08 オリンパス株式会社 単焦点光学系及びそれを備えた光学装置
WO2016194109A1 (ja) * 2015-06-01 2016-12-08 オリンパス株式会社 単焦点光学系及びそれを備えた光学装置
CN105049569A (zh) * 2015-08-20 2015-11-11 擎亚国际贸易（上海）有限公司 基于手机前后摄像头的全景照片合成方法
CN105467560B (zh) * 2016-01-20 2017-12-12 北京疯景科技有限公司 一种镜头和成像装置
CN105527695B (zh) * 2016-01-20 2018-11-20 北京疯景科技有限公司 一种镜头和成像装置
CN105759404B (zh) 2016-05-04 2020-06-16 北京疯景科技有限公司 一种镜头和成像装置
CN107346058B (zh) * 2016-05-06 2022-02-22 信泰光学(深圳)有限公司 环景镜头
CN105866931B (zh) * 2016-05-26 2017-08-25 深圳市保千里电子有限公司 一种双镜头全景成像装置
KR102710801B1 (ko) 2016-08-03 2024-09-27 삼성전자주식회사 옵티칼 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치
KR20180064179A (ko) 2016-12-05 2018-06-14 삼성전기주식회사 촬상 광학계
JP6848136B2 (ja) * 2016-12-05 2021-03-24 日精テクノロジー株式会社 撮像光学系及びそれを有する撮像装置
US10462363B2 (en) 2017-02-23 2019-10-29 Canon Kabushiki Kaisha Optical apparatus
WO2018189818A1 (ja) * 2017-04-11 2018-10-18 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッド レンズ系、撮像装置、移動体及びシステム
CN107219615A (zh) * 2017-07-31 2017-09-29 武汉赫天光电股份有限公司 全景光学系统和电子设备
JP6933072B2 (ja) 2017-09-22 2021-09-08 富士通株式会社 カメラ制御方法、カメラ制御装置およびカメラ制御プログラム
JP6809433B2 (ja) 2017-10-19 2021-01-06 新東工業株式会社 抜枠造型機で造型され、型合せされた上下鋳型の型ずれの発生を低減する方法および抜枠造型ライン
JP7081473B2 (ja) 2018-03-02 2022-06-07 株式会社リコー 撮像光学系、撮像システム及び撮像装置
CN110231694A (zh) 2018-03-05 2019-09-13 株式会社理光 摄像光学系、摄像系统以及摄像装置
JP7124366B2 (ja) 2018-03-20 2022-08-24 株式会社リコー 撮像素子固定構造及び撮像装置
CN111886542B (zh) 2018-03-20 2022-08-30 株式会社理光 光学系统和成像装置
US10852503B2 (en) 2018-03-20 2020-12-01 Ricoh Company, Ltd. Joint structure
JP2019164303A (ja) 2018-03-20 2019-09-26 株式会社リコー 光学システム及び撮像装置
CN109164557B (zh) * 2018-09-30 2020-01-21 江西联创电子有限公司 广角镜头及全景摄像系统
JP7293698B2 (ja) * 2019-02-07 2023-06-20 株式会社リコー 光学システム、撮像システム及び撮像装置
JP7415324B2 (ja) * 2019-02-22 2024-01-17 株式会社リコー 撮像光学系及び撮像装置
JP7207038B2 (ja) 2019-03-14 2023-01-18 株式会社リコー 撮像装置、撮像光学系及び移動体
JP2020153796A (ja) 2019-03-19 2020-09-24 株式会社リコー 測距装置、及び測距方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6144503A (en) * 1998-04-24 2000-11-07 Sony Corporation Projection lens and focus adjusting method for projection lens

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HU192125B (en) * 1983-02-08 1987-05-28 Budapesti Mueszaki Egyetem Block of forming image for centre theory projection adn reproduction of spaces
JPH0259735A (ja) * 1988-08-25 1990-02-28 Canon Inc 一眼レフレックスカメラの光学系
JPH03290993A (ja) 1990-04-06 1991-12-20 Mitsubishi Electric Corp 多層プリント配線板の製造方法
US5990941A (en) 1991-05-13 1999-11-23 Interactive Pictures Corporation Method and apparatus for the interactive display of any portion of a spherical image
JPH05273459A (ja) 1992-03-26 1993-10-22 Nikon Corp 近距離補正機能を備えた魚眼レンズ
US6459451B2 (en) * 1996-06-24 2002-10-01 Be Here Corporation Method and apparatus for a panoramic camera to capture a 360 degree image
US6356296B1 (en) * 1997-05-08 2002-03-12 Behere Corporation Method and apparatus for implementing a panoptic camera system
US6304285B1 (en) * 1998-06-16 2001-10-16 Zheng Jason Geng Method and apparatus for omnidirectional imaging
WO2000041024A1 (en) * 1999-01-04 2000-07-13 Cyclovision Technologies, Inc. Panoramic imaging apparatus
JP3847506B2 (ja) * 1999-12-21 2006-11-22 オリンパス株式会社 ズームレンズ
WO2001068540A2 (en) 2000-03-16 2001-09-20 Lee Scott Friend Imaging apparatus
CA2363775C (en) * 2001-11-26 2010-09-14 Vr Interactive International, Inc. A symmetric, high vertical field of view 360 degree reflector using cubic transformations and method
AU2003274532A1 (en) * 2002-11-11 2004-06-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Zoom lens
JP4059145B2 (ja) * 2003-05-30 2008-03-12 ソニー株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
FR2861525B1 (fr) * 2003-10-24 2006-04-28 Winlight System Finance Procede et dispositif de capture d'une image grand champ et d'une region d'interet de celle-ci
JP2005266173A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置
WO2005110186A2 (en) * 2004-05-14 2005-11-24 G.I. View Ltd. Omnidirectional and forward-looking imaging device
EP1637913B1 (en) * 2004-09-16 2013-10-23 Konica Minolta Opto, Inc. Zoom lens and image pickup apparatus
US7023628B1 (en) * 2005-04-05 2006-04-04 Alex Ning Compact fisheye objective lens
JP4744969B2 (ja) * 2005-07-28 2011-08-10 富士フイルム株式会社 変倍光学系
JP4683213B2 (ja) 2005-12-02 2011-05-18 株式会社ニコン 魚眼レンズ及び撮像装置
EP1956405A4 (en) 2005-12-02 2010-02-24 Nikon Corp FISH-EYE OBJECTIVE AND IMAGING DEVICE
JP2007164079A (ja) * 2005-12-16 2007-06-28 Elmo Co Ltd 魚眼レンズユニット
JP2007206544A (ja) * 2006-02-03 2007-08-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd ズームレンズ系、レンズ鏡筒、撮像装置及びカメラ
WO2007120370A1 (en) * 2006-04-10 2007-10-25 Alex Ning Ultra-wide angle objective lens
TWI284747B (en) 2006-05-18 2007-08-01 Young Optics Inc Fixed-focus lens
TW200813614A (en) * 2006-09-08 2008-03-16 Asia Optical Co Inc Micro-type image capturing wide-angle lens
JP4814746B2 (ja) 2006-09-27 2011-11-16 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡対物光学系
KR100849797B1 (ko) * 2007-06-26 2008-07-31 삼성전기주식회사 광각 렌즈 시스템
US7869141B2 (en) * 2007-09-25 2011-01-11 Alex Ning Compact fisheye objective lens
JP2010020086A (ja) 2008-07-10 2010-01-28 Panasonic Corp 広角レンズ及びこれを用いたプロジェクター
KR100932850B1 (ko) * 2008-12-29 2009-12-21 주식회사 나노포토닉스 어안 렌즈
JP2010243711A (ja) 2009-04-03 2010-10-28 Ricoh Co Ltd 広角レンズ及び撮像装置
CN102057311B (zh) * 2009-04-06 2014-05-28 松下电器产业株式会社 光学系统以及摄像装置
JP5369867B2 (ja) * 2009-04-24 2013-12-18 株式会社リコー 広角レンズおよび撮像装置
KR100934719B1 (ko) * 2009-05-28 2009-12-30 주식회사 아이뉴정보통신 전방위 광학시스템 및 그 전방위 광학시스템을 갖는 전방위 카메라
JP5544834B2 (ja) * 2009-11-18 2014-07-09 株式会社ニコン 広角レンズ、及び、この広角レンズを有する光学機器
JP2012013769A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Canon Inc 撮像装置
JP5652349B2 (ja) 2011-07-25 2015-01-14 株式会社リコー 広角レンズおよび全天球型撮像装置
JP6142467B2 (ja) * 2011-08-31 2017-06-07 株式会社リコー 撮像光学系および全天球型撮像装置および撮像システム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6144503A (en) * 1998-04-24 2000-11-07 Sony Corporation Projection lens and focus adjusting method for projection lens

Also Published As

Publication number Publication date
CN103703403A (zh) 2014-04-02
WO2013015431A1 (en) 2013-01-31
EP2737354A1 (en) 2014-06-04
CN105319673A (zh) 2016-02-10
US9453991B2 (en) 2016-09-27
EP2737354A4 (en) 2015-02-25
EP2983028A1 (en) 2016-02-10
JP5652349B2 (ja) 2015-01-14
EP2737354B1 (en) 2016-01-06
US9019342B2 (en) 2015-04-28
CN103703403B (zh) 2015-10-07
EP2983028B1 (en) 2018-06-06
JP2013025255A (ja) 2013-02-04
US20150192762A1 (en) 2015-07-09
US20140132709A1 (en) 2014-05-15
BR112014001643A2 (pt) 2017-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2555203C1 (ru) Широкоугольный объектив и устройство формирования изображений
US11947088B2 (en) Imaging optical lens assembly including nine lenses of -++-++-, ++-++--+-, -+-++--+-, -+-++-++-, +--++--+- or +--++-++-++—refractive powers, image capturing unit and electronic device
JP5724755B2 (ja) 撮像システム
US10310230B2 (en) Photographing lens system, image capturing unit and electronic device
US10901183B2 (en) Optical photographing lens assembly, image capturing unit and electronic device
US11822056B2 (en) Imaging optical lens assembly, image capturing unit and electronic device
US10698178B2 (en) Imaging optical lens assembly, image capturing unit and electronic device
JP2004177435A (ja) 広角レンズ、カメラおよび投写型表示装置
JP5921287B2 (ja) 撮像装置
JP2002162562A (ja) 撮影レンズ
JP2004325975A (ja) ズームレンズおよび撮像装置
US20220196971A1 (en) Imaging optical lens system, image capturing unit and electronic device
JP6004073B2 (ja) 光学系及び撮像装置
JP5839135B2 (ja) 全天球型光学系及び撮像装置
JP5783314B2 (ja) 全天球型光学系および撮像システム
JP2004252101A (ja) 超広角レンズ
US20240168261A1 (en) Photographing system lens assembly, image capturing unit and electronic device
US11892708B2 (en) Stereoscopic optical system and image pickup apparatus
US20230305277A1 (en) Zoom lens and image capturing apparatus including the same
JPH09329739A (ja) 結像光学系
JPH11305121A (ja) コンパクトズームレンズ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200724