JP2011141364A5 - - Google Patents
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- JP2011141364A5 JP2011141364A5 JP2010001095A JP2010001095A JP2011141364A5 JP 2011141364 A5 JP2011141364 A5 JP 2011141364A5 JP 2010001095 A JP2010001095 A JP 2010001095A JP 2010001095 A JP2010001095 A JP 2010001095A JP 2011141364 A5 JP2011141364 A5 JP 2011141364A5
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本発明の光学系は、物体側から像側へ順に、第1レンズ群、絞り、第2レンズ群を有する光学系であって、前記第1レンズ群は最も物体側にメニスカス形状の負の屈折力の第1レンズを有し、前記第1レンズ群は前記第1レンズの像側に少なくとも1枚の負レンズGnを有し、前記第2レンズ群は少なくとも1枚の正レンズGpを有し、材料のアッベ数をνd、g線とF線の部分分散比をθg,Fとするとき、前記負レンズGnと前記正レンズGpの各材料は、
θg,F−(−0.001682・νd+0.6438)≧0.01
なる条件を満足し、任意の像高yに入射する軸外主光線が前記第1レンズの物体側のレンズ面に入射するときに前記光学系の光軸となす角度をθ、全系の焦点距離をfとするとき(但し、光学系がズーム機能を有するときは広角端における全系の焦点距離をfとする)、
1.8≦(y/fsin(θ/2))≦2.1
なる条件を満足することを特徴としている。
θg,F−(−0.001682・νd+0.6438)≧0.01
なる条件を満足し、任意の像高yに入射する軸外主光線が前記第1レンズの物体側のレンズ面に入射するときに前記光学系の光軸となす角度をθ、全系の焦点距離をfとするとき(但し、光学系がズーム機能を有するときは広角端における全系の焦点距離をfとする)、
1.8≦(y/fsin(θ/2))≦2.1
なる条件を満足することを特徴としている。
図1、図3、図5、図7の光学系は単一焦点距離の広角レンズ系(魚眼レンズ、魚眼光学系)である。図1、図3、図5、図7においてL1は負の屈折力の第1レンズ群、SPは開口絞り、L2は正の屈折力の第2レンズ群である。図9、図13の光学系は広画角のズームレンズ(魚眼ズームレンズ)である。図9、図13のズームレンズLAにおいて、L1は負の屈折力(光学的パワー=焦点距離の逆数)の第1レンズ群、SPは開口絞り、SSPは副絞り、L2は正の屈折力の第2レンズ群である。
本発明の光学系LAでは、最も物体側に位置するメニスカス形状の負の屈折力の第1負レンズ(第1レンズ)の材料の屈折率、アッベ数、第1負レンズのレンズ形状、そして第1レンズ群L1と第2レンズ群L2内のレンズに用いる材料を適切に設定している。本発明の光学系LAにおいて、軸上色収差、倍率色収差を良好に補正するには正レンズに異常分散性の強い材料を用いることが有効である。更に、第1レンズ群L1の負の屈折力が強いと、第1レンズ群L1での軸上光束の入射高と軸外光束の入射高の差が大きくなるため、第1レンズ群L1中の負レンズに異常分散性の強い材料を用いることで倍率色収差を効果的に補正している。
各実施例では、第1レンズ群L1は最も物体側にメニスカス形状の負の屈折力の第1負レンズ(第1レンズ)G1を有している。第1レンズ群L1は第1負レンズG1より像側に少なくとも1枚の負の屈折力の第Gn負レンズ(負レンズGn)を有している。第2レンズ群L2は少なくとも1枚の正の屈折力の第Gp正レンズ(正レンズGp)を有している。材料のアッベ数をνd、g線とF線の部分分散比をθg,Fとする。このとき、第Gn負レンズと第Gp正レンズの材料は、いずれも
θg,F−(−0.001682・νd+0.6438)≧0.01 ‥‥(1)
なる条件を満足している。
θg,F−(−0.001682・νd+0.6438)≧0.01 ‥‥(1)
なる条件を満足している。
更に任意の像高yに入射する軸外主光線が第1負レンズG1の物体側のレンズ面に入射する際の光軸とのなす角度をθ、全系の焦点距離をfとする。但し、焦点距離fは光学系がズーム機能を有するときは広角端における焦点距離である。このとき、
1.8≦(y/fsin(θ/2))≦2.1 ‥‥‥(2)
なる条件を満足している。なお、アッベ数νd、部分分散比θgFはそれぞれ以下の式で定義される。
1.8≦(y/fsin(θ/2))≦2.1 ‥‥‥(2)
なる条件を満足している。なお、アッベ数νd、部分分散比θgFはそれぞれ以下の式で定義される。
条件式(2)は、光学系を(ズームレンズのときは広角端)魚眼レンズ(魚眼光学系)として用いたときに必要な歪曲収差に関する条件式である。上限を超えると魚眼光学系としての画角を確保することが難しくなる。また、下限を超えると必要以上に歪曲を発生させているために、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の屈折力が強くなり諸収差(特に倍率色収差)の補正が難しくなる。また光学系がズームレンズのときは広角端又は望遠端における全系の焦点距離をfaとするとき、
y≦1500・fa・sin(θ/2)/(750−2・fa・sin(θ/2))
‥‥‥(2x)
なる条件を満足するのが良い。条件式(2x)は魚眼光学系として必要な歪曲を効果的に得るためのものである。条件式(2x)を外れると歪曲収差を発生しつつ、倍率色収差を良好に補正するのが難しくなる。尚、各実施例において、更に好ましくは条件式(1)、(2)の数値を次の如く設定するのが良い。
y≦1500・fa・sin(θ/2)/(750−2・fa・sin(θ/2))
‥‥‥(2x)
なる条件を満足するのが良い。条件式(2x)は魚眼光学系として必要な歪曲を効果的に得るためのものである。条件式(2x)を外れると歪曲収差を発生しつつ、倍率色収差を良好に補正するのが難しくなる。尚、各実施例において、更に好ましくは条件式(1)、(2)の数値を次の如く設定するのが良い。
0.055≧θg,F−(−0.001682・νd+0.6438)≧0.015
‥‥‥(1a)
1.95≦(y/fsin(θ/2))≦2.1 ‥‥‥(2a)
各実施例において、更に好ましくは次の条件のうちの1以上を満足するのが良い。第1負レンズG1の焦点距離をf1、全系の焦点距離をfとする。但し、焦点距離fは光学系がズーム機能を有するときは広角端における焦点距離である。第Gn負レンズの焦点距離をfex、第1負レンズG1の焦点距離をf1とする。第1負レンズG1の物体側の面の曲率半径をr1、像側の面の曲率半径をr2とし、形状因子SH1を
SH1=(r1−r2)/(r1+r2)
とおく。
‥‥‥(1a)
1.95≦(y/fsin(θ/2))≦2.1 ‥‥‥(2a)
各実施例において、更に好ましくは次の条件のうちの1以上を満足するのが良い。第1負レンズG1の焦点距離をf1、全系の焦点距離をfとする。但し、焦点距離fは光学系がズーム機能を有するときは広角端における焦点距離である。第Gn負レンズの焦点距離をfex、第1負レンズG1の焦点距離をf1とする。第1負レンズG1の物体側の面の曲率半径をr1、像側の面の曲率半径をr2とし、形状因子SH1を
SH1=(r1−r2)/(r1+r2)
とおく。
第1負レンズG1の材料の屈折率をNd1、アッベ数をνd1とする。第1レンズ群L1は負の屈折力の第GCn負レンズ(負レンズGCn)と正の屈折力の第GCp正レンズ(正レンズGCp)とを接合した接合レンズを少なくとも1つ有している。第GCn負レンズの材料のアッベ数をνdn、g線とF線の部分分散比をθg,Fnとする。第GCp正レンズの材料のアッベ数をνdp、g線とF線の部分分散比をθg,Fpとする。このとき、
−4.5≦f1/f≦−1.8 ‥‥‥(3)
0.3≦fex/f1≦2.1 ‥‥‥(4)
0.4≦SH1≦1.0 ‥‥‥(5)
1.63≦Nd1≦1.89 ‥‥‥(6)
40≦νd1≦61 ‥‥‥(7)
θg,Fn−(−0.001682・νdn+0.6438)≧0.01‥(8)
θg,Fp≦−0.001682・νdp+0.6438 ‥‥‥(9)
なる条件のうち1以上を満足すると更に好ましい。
−4.5≦f1/f≦−1.8 ‥‥‥(3)
0.3≦fex/f1≦2.1 ‥‥‥(4)
0.4≦SH1≦1.0 ‥‥‥(5)
1.63≦Nd1≦1.89 ‥‥‥(6)
40≦νd1≦61 ‥‥‥(7)
θg,Fn−(−0.001682・νdn+0.6438)≧0.01‥(8)
θg,Fp≦−0.001682・νdp+0.6438 ‥‥‥(9)
なる条件のうち1以上を満足すると更に好ましい。
−4.0≦f1/f≦−2.0 ‥‥‥(3a)
0.5≦fex/f1≦2.0 ‥‥‥(4a)
0.45≦SH1≦0.80 ‥‥‥(5a)
1.70≦Nd1≦1.89 ‥‥‥(6a)
40≦νd1≦50 ‥‥‥(7a)
θg,Fn−(−0.001682・νdn+0.6438)≧0.015
‥‥‥(8a)
フォーカシング方式として魚眼光学系の多くは、全体繰り出し方式、一群繰り出し方式が一般的である。速いオートフォーカスを行うには小型軽量のレンズ群をフォーカスレンズ群とするインナーフォーカス方式とすることが好ましい。また、魚眼光学系は被写体に近づいて撮影することが多いため、前玉を固定とする方式を用いることで汚れや傷が付くのを防ぐことができるためインナーフォーカス方式を採用することが好ましい。そこで各実施例においては第1レンズ群L1の第1負レンズ以外の一部のレンズ群でフォーカスを行うようにしている。
0.5≦fex/f1≦2.0 ‥‥‥(4a)
0.45≦SH1≦0.80 ‥‥‥(5a)
1.70≦Nd1≦1.89 ‥‥‥(6a)
40≦νd1≦50 ‥‥‥(7a)
θg,Fn−(−0.001682・νdn+0.6438)≧0.015
‥‥‥(8a)
フォーカシング方式として魚眼光学系の多くは、全体繰り出し方式、一群繰り出し方式が一般的である。速いオートフォーカスを行うには小型軽量のレンズ群をフォーカスレンズ群とするインナーフォーカス方式とすることが好ましい。また、魚眼光学系は被写体に近づいて撮影することが多いため、前玉を固定とする方式を用いることで汚れや傷が付くのを防ぐことができるためインナーフォーカス方式を採用することが好ましい。そこで各実施例においては第1レンズ群L1の第1負レンズ以外の一部のレンズ群でフォーカスを行うようにしている。
[実施例1]
実施例1の光学系LAは物体側から像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群L1、開口絞りSP、正の屈折力の第2レンズ群L2からなる。第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第1負レンズG1、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第2負レンズG2を有する。更に第3負レンズG3と第4正レンズG4とを接合した接合レンズGC34、第5負レンズG5と第6正レンズG6とを接合した接合レンズGC56からなる。第2レンズ群L2は、物体側から像側へ順に、第7正レンズG7、第8負レンズG8と第9正レンズG9とを接合した接合レンズGC89、第10正レンズG10と第11負レンズG11とを接合した接合レンズGC1011からなる。本実施例においてフォーカシングは、第1レンズ群L1内の一部のレンズ群を光軸方向に動かして行っている。
実施例1の光学系LAは物体側から像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群L1、開口絞りSP、正の屈折力の第2レンズ群L2からなる。第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第1負レンズG1、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第2負レンズG2を有する。更に第3負レンズG3と第4正レンズG4とを接合した接合レンズGC34、第5負レンズG5と第6正レンズG6とを接合した接合レンズGC56からなる。第2レンズ群L2は、物体側から像側へ順に、第7正レンズG7、第8負レンズG8と第9正レンズG9とを接合した接合レンズGC89、第10正レンズG10と第11負レンズG11とを接合した接合レンズGC1011からなる。本実施例においてフォーカシングは、第1レンズ群L1内の一部のレンズ群を光軸方向に動かして行っている。
(数値実施例1)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 64.500 2.70 1.80400 46.6
2 18.500 10.03
3 38.354 2.30 1.48749 70.2
4 12.731 6.06
5 -270.974 1.20 1.49700 81.5
6 24.738 4.68 1.80610 33.3
7 -39.277 0.50
8 -42.382 2.72 1.53667 48.8
9 -14.485 3.03 1.83510 42.0
10 72.840 6.97
11 ∞ 0.33
12 30.793 7.10 1.63570 35.6
13 -41.641 3.34
14 -250.083 1.20 1.83400 37.2
15 26.924 4.37 1.49700 81.5
16 -23.334 0.12
17 38.196 5.75 1.49700 81.5
18 -15.351 2.10 1.80610 33.3
19 -39.005
像面 ∞
焦点距離 15.50
Fナンバー 2.80
画角 177.8°
像高 21.30
レンズ全長 106.60
BF 42.12
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 64.500 2.70 1.80400 46.6
2 18.500 10.03
3 38.354 2.30 1.48749 70.2
4 12.731 6.06
5 -270.974 1.20 1.49700 81.5
6 24.738 4.68 1.80610 33.3
7 -39.277 0.50
8 -42.382 2.72 1.53667 48.8
9 -14.485 3.03 1.83510 42.0
10 72.840 6.97
11 ∞ 0.33
12 30.793 7.10 1.63570 35.6
13 -41.641 3.34
14 -250.083 1.20 1.83400 37.2
15 26.924 4.37 1.49700 81.5
16 -23.334 0.12
17 38.196 5.75 1.49700 81.5
18 -15.351 2.10 1.80610 33.3
19 -39.005
像面 ∞
焦点距離 15.50
Fナンバー 2.80
画角 177.8°
像高 21.30
レンズ全長 106.60
BF 42.12
(数値実施例2)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 64.500 2.70 1.83481 42.7
2 18.800 10.03
3 83.550 2.30 1.48749 70.2
4 12.582 5.08
5 527.335 1.20 1.43875 95.0
6 26.822 4.49 1.80610 33.3
7 -35.181 0.50
8 -36.979 2.47 1.56219 44.5
9 -15.301 3.36 1.83495 42.7
10 76.940 6.97
11 ∞ 0.33
12 30.748 7.12 1.62401 41.5
13 -40.990 4.37
14 324.265 1.20 1.83400 37.2
15 26.924 4.11 1.49700 81.5
16 -25.385 0.11
17 43.156 5.75 1.43875 95.0
18 -14.973 2.40 1.80610 33.3
19 -33.655
像面 ∞
焦点距離 15.50
Fナンバー 2.80
画角 174°
像高 21.30
レンズ全長 105.25
BF 40.78
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 64.500 2.70 1.83481 42.7
2 18.800 10.03
3 83.550 2.30 1.48749 70.2
4 12.582 5.08
5 527.335 1.20 1.43875 95.0
6 26.822 4.49 1.80610 33.3
7 -35.181 0.50
8 -36.979 2.47 1.56219 44.5
9 -15.301 3.36 1.83495 42.7
10 76.940 6.97
11 ∞ 0.33
12 30.748 7.12 1.62401 41.5
13 -40.990 4.37
14 324.265 1.20 1.83400 37.2
15 26.924 4.11 1.49700 81.5
16 -25.385 0.11
17 43.156 5.75 1.43875 95.0
18 -14.973 2.40 1.80610 33.3
19 -33.655
像面 ∞
焦点距離 15.50
Fナンバー 2.80
画角 174°
像高 21.30
レンズ全長 105.25
BF 40.78
Claims (12)
- 物体側から像側へ順に、第1レンズ群、絞り、第2レンズ群を有する光学系であって、前記第1レンズ群は最も物体側にメニスカス形状の負の屈折力の第1レンズを有し、前記第1レンズ群は前記第1レンズの像側に少なくとも1枚の負レンズGnを有し、前記第2レンズ群は少なくとも1枚の正レンズGpを有し、材料のアッベ数をνd、g線とF線の部分分散比をθg,Fとするとき、前記負レンズGnと前記正レンズGpの各材料は、
θg,F−(−0.001682・νd+0.6438)≧0.01
なる条件を満足し、任意の像高yに入射する軸外主光線が前記第1レンズの物体側のレンズ面に入射するときに前記光学系の光軸となす角度をθ、全系の焦点距離をfとするとき(但し、光学系がズーム機能を有するときは広角端における全系の焦点距離をfとする)、
1.8≦(y/fsin(θ/2))≦2.1
なる条件を満足することを特徴とする光学系。 - 前記第1レンズの焦点距離をf1、全系の焦点距離をfとするとき、
−4.5≦f1/f≦−1.8
なる条件を満足することを特徴とする請求項1の光学系。 - 前記負レンズGnの焦点距離をfex、前記第1レンズの焦点距離をf1とするとき、
0.3≦fex/f1≦2.1
なる条件を満足することを特徴とする請求項1又は2の光学系。 - 前記第1レンズの物体側の面の曲率半径をr1、像側の面の曲率半径をr2とし、形状因子SH1を
SH1=(r1−r2)/(r1+r2)
とおくとき、
0.4≦SH1≦1.0
なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項の光学系。 - 前記第1レンズの材料の屈折率をNd1、アッベ数をνd1とするとき、
1.63≦Nd1≦1.89
40≦νd1≦61
なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項の光学系。 - 第1レンズ群の一部のレンズ群は、フォーカシングの際に光軸方向に移動することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項の光学系。
- 前記第1レンズ群は負レンズGCnと正レンズGCpとを接合した接合レンズを少なくとも1つ有し、前記負レンズGCnの材料のアッベ数をνdn、g線とF線の部分分散比をθg,Fnとするとき、
θg,Fn−(−0.001682・νdn+0.6438)≧0.01
なる条件を満足することを特徴する請求項1乃至6のいずれか1項の光学系。 - 前記正レンズGCpの材料のアッベ数をνdp、g線とF線の部分分散比をθg,Fpとするとき、
θg,Fp≦−0.001682・νdp+0.6438
なる条件を満足することを特徴とする請求項7の光学系。 - 前記第2レンズ群の最も像側には、レンズ中心からレンズ周辺にいくに従って正の屈折力が強くなる非球面形状の面を含む正レンズが配置されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項の光学系。
- 前記光学系は、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間隔が狭まるように前記第1レンズ群と前記第2レンズ群が物体側へ移動するズームレンズであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項の光学系。
- 広角端における全系の焦点距離をfa、任意の像高yに入射する軸外主光線が前記第1レンズの物体側のレンズ面に入射するときに前記光学系の光軸となす角度をθとするとき、
y≦1500・fa・sin(θ/2)/(750−2・fa・sin(θ/2))
なる条件を満足することを特徴とする請求項10の光学系。 - 請求項1乃至11のいずれか1項の光学系を有することを特徴とする撮像装置。
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