JP5846283B2 - Wide angle lens - Google Patents
Wide angle lens Download PDFInfo
- Publication number
- JP5846283B2 JP5846283B2 JP2014234599A JP2014234599A JP5846283B2 JP 5846283 B2 JP5846283 B2 JP 5846283B2 JP 2014234599 A JP2014234599 A JP 2014234599A JP 2014234599 A JP2014234599 A JP 2014234599A JP 5846283 B2 JP5846283 B2 JP 5846283B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- wide
- angle
- group
- front group
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
Description
この発明は、広角レンズに関する。 The present invention relates to a wide-angle lens.
１８０度より広い画角を持つ広角レンズと、この広角レンズによる像を撮像する撮像センサとによる撮像光学系を２つ、物体側レンズが互いに逆向きになるように組み合わせ、各撮像光学系により撮像された像を合成して「４πラジアンの立体角内の像」を得る全天球型撮像装置が知られている（特許文献１）。 Combines two imaging optical systems with a wide-angle lens having an angle of view larger than 180 degrees and an imaging sensor that captures an image with this wide-angle lens, and the object-side lenses are opposite to each other. There is known an omnidirectional image pickup device that synthesizes the obtained images to obtain an “image within a solid angle of 4π radians” (Patent Document 1).
このような全天球型撮像装置は、同時に全方位の画像情報を取得できるので、例えば、防犯用監視カメラや車載カメラ等に有効に利用できる。近来、全天球型撮像装置を携帯用にもできるように、その小型化が求められている。 Such an omnidirectional imaging device can acquire image information in all directions at the same time, and thus can be effectively used for, for example, a surveillance camera for security or an in-vehicle camera. Recently, there has been a demand for miniaturization so that the omnidirectional imaging device can be made portable.
例えば、ニュースの取材などの際に、小型の全天球型撮像装置を「手持ち状態」で使用すれば、極めて正確且つ公平な画像情報を撮像できる。 For example, when using a small omnidirectional imaging device in a “hand-held state” for news gathering or the like, extremely accurate and fair image information can be captured.
このような全天球型撮像装置に用いられる「画角１８０度以上の広角レンズ」では「光軸から離れた最大像高の光」は、急激な角度をつけずに屈折させ、結像面に結像させるのが好ましい。 In a “wide-angle lens with an angle of view of 180 degrees or more” used in such an omnidirectional imaging device, “the light with the maximum image height away from the optical axis” is refracted without an abrupt angle, and is formed on the image plane. It is preferable to form an image.
しかし、画角１８０度以上の広角レンズの場合「レンズ全長の短縮化」を優先すると、光軸から離れた周辺の光線を急激に屈折させねばならず、各収差の影響で「結像画面周辺部」で解像度が低下してしまう。
結像面の周辺まで高解像度を維持しようとすると、周辺の光線をゆっくり屈折させる必要があるため、レンズ全長が大きくなり、携帯や手持ち状態での使用には適さない。
However, in the case of a wide-angle lens with an angle of view of 180 degrees or more, if priority is given to “shortening the overall length of the lens”, peripheral rays away from the optical axis must be rapidly refracted. The resolution decreases at “Part”.
In order to maintain high resolution up to the periphery of the image plane, it is necessary to slowly refract the surrounding light rays, so the total length of the lens becomes large and it is not suitable for use in a portable or handheld state.
特許文献１には、広角レンズに関しては具体的な開示がない。 Patent Document 1 does not specifically disclose a wide-angle lens.
画角が広く、性能も良好な広角レンズは、従来から種々提案されており、中でも、特許文献２、３に記載されたものは性能良好である。
Various wide-angle lenses having a wide angle of view and good performance have been proposed in the past, and among them, those described in
しかしながら、これら特許文献２、３記載の広角レンズは、全長の短縮化が困難であり、全天球型撮像装置に用いられる２個の広角レンズとして用いた場合には、装置の大型化を招きやすい。
However, it is difficult to reduce the overall length of the wide-angle lenses described in
また、特許文献２、３記載の広角レンズを２個用いる場合、２つの広角レンズの光軸間距離を短くすることが難しく、「視差」により、各広角レンズの周辺部の画像の重なり部分が相互にずれて、合成画像の継ぎ目部分に「画像の乱れ」が顕著に発生しやすい。
In addition, when two wide-angle lenses described in
この発明は、物体側に配されて負の屈折力を有する前群の光学系から、像側に配されて正の屈折力を有する後群の光学系へ向かって、光軸を折り曲げる反射面を含む新規な広角レンズの提供を課題とする。 The present invention provides a reflecting surface that bends the optical axis from a front group optical system that is disposed on the object side and has negative refractive power to a rear group optical system that is disposed on the image side and has positive refractive power. It is an object to provide a novel wide-angle lens including
この発明の広角レンズは、３枚のレンズにより構成され、物体側に配されて負の屈折力を有する前群と、４枚のレンズにより構成され、像側に配されて正の屈折力を持つ後群と、
前記前群と前記後群との間に配置され、前記前群から前記後群へ向かう光軸を内部反射によって折り曲げる反射面と、を配してなり、１８０度より広い画角を持ち、前側主点が前記前群内において、物体側から数えて第２レンズと第３レンズとの間に設定され、全系の焦点距離：ｆ、前記前群の光軸と前記反射面との交点から、前記前側主点までの距離：ｄが、条件：
（１） ７．０＜ｄ/ｆ＜９．０
を満足する。
The wide-angle lens of the present invention is composed of three lenses and is arranged on the object side and has a negative refractive power. The wide-angle lens is composed of four lenses and is arranged on the image side and has a positive refractive power. A rear group with
A reflective surface that is disposed between the front group and the rear group and that bends the optical axis from the front group toward the rear group by internal reflection, and has a field angle wider than 180 degrees, A principal point is set between the second lens and the third lens in the front group, counting from the object side, and the focal length of the entire system: f, from the intersection of the optical axis of the front group and the reflecting surface The distance to the front principal point: d is the condition:
(1) 7.0 <d / f <9.0
Satisfied.
上記のように、この発明によれば、物体側に配されて負の屈折力を有する前群の光学系から、像側に配されて正の屈折力を有する後群の光学系へ向かって、光軸を折り曲げる反射面を含む新規な広角レンズを実現できる。 As described above, according to the present invention, from the front group optical system disposed on the object side and having negative refractive power toward the rear group optical system disposed on the image side and having positive refractive power. A novel wide-angle lens including a reflecting surface that bends the optical axis can be realized.
以下、実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments will be described.
図１は、全天球型撮像装置の要部を説明図的に示す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating an essential part of an omnidirectional imaging apparatus.
図１において、符号Ａ、Ｂで示す部分は「撮像光学系」を示している。 In FIG. 1, the portions indicated by reference signs A and B indicate “imaging optical systems”.
２個の撮像光学系Ａ、Ｂは何れも「１８０度より広い画角を持つ広角レンズと、この広角レンズによる像を撮像する撮像センサと」により構成されている。
「広角レンズ」は、この発明の「広角レンズ」の実施の１形態である。
Each of the two imaging optical systems A and B is configured by “a wide-angle lens having an angle of view wider than 180 degrees and an imaging sensor that captures an image by the wide-angle lens”.
The “wide-angle lens” is one embodiment of the “ wide- angle lens” of the present invention.
即ち、撮像光学系Ａの広角レンズは、レンズＬＡ１〜ＬＡ３により構成される「前群」、反射面を構成する直角プリズムＰＡ、レンズＬＡ４〜ＬＡ７により構成される「後群」により構成されている。そして、レンズＬＡ４の物体側に開口絞りＳＡが配置されている。 That is, the wide-angle lens of the imaging optical system A is configured by a “front group” configured by lenses LA1 to LA3, a right-angle prism PA that configures a reflecting surface, and a “rear group” configured by lenses LA4 to LA7. . An aperture stop SA is disposed on the object side of the lens LA4.
撮像光学系Ｂの広角レンズは、レンズＬＢ１〜ＬＢ３により構成される「前群」、反射面を構成する直角プリズムＰＢ、レンズＬＢ４〜ＬＢ７により構成される「後群」により構成されている。そして、レンズＬＢ４の物体側に開口絞りＳＢが配置されている。 The wide-angle lens of the imaging optical system B includes a “front group” configured by lenses LB1 to LB3, a right angle prism PB that forms a reflecting surface, and a “rear group” configured by lenses LB4 to LB7. An aperture stop SB is disposed on the object side of the lens LB4.
撮像光学系Ａの広角レンズの前群を構成する、レンズＬＡ１〜ＬＡ３は、物体側から順に、ガラス材料による負メニスカスレンズ（ＬＡ１）、プラスチック材料による負レンズ（ＬＡ２）、ガラス材料による負のメニスカスレンズ（ＬＡ３）により構成されている。 The lenses LA1 to LA3 constituting the front group of the wide-angle lens of the imaging optical system A are, in order from the object side, a negative meniscus lens (LA1) made of a glass material, a negative lens (LA2) made of a plastic material, and a negative meniscus made of a glass material. It is configured by a lens (LA3).
後群を構成するレンズＬＡ４〜ＬＡ７は、物体側から順に、ガラス材料による両凸レンズ（ＬＡ４）、ガラス材料による両凸レンズ（ＬＡ５）と両凹レンズ（ＬＡ６）の張り合わせレンズ、プラスチック材料による両凸レンズ（ＬＡ７）により構成されている。 The lenses LA4 to LA7 constituting the rear group are, in order from the object side, a biconvex lens (LA4) made of a glass material, a cemented lens of a biconvex lens (LA5) and a biconcave lens (LA6) made of a glass material, and a biconvex lens (LA7 made of a plastic material). ).
撮像光学系Ｂの広角レンズの前群を構成する、レンズＬＢ１〜ＬＢ３は、物体側から順に、ガラス材料による負メニスカスレンズ（ＬＢ１）、プラスチック材料による負レンズ（ＬＢ２）、ガラス材料による負のメニスカスレンズ（ＬＢ３）により構成されている。 The lenses LB1 to LB3 constituting the front group of the wide-angle lens of the imaging optical system B are, in order from the object side, a negative meniscus lens (LB1) made of a glass material, a negative lens (LB2) made of a plastic material, and a negative meniscus made of a glass material. It is configured by a lens (LB3).
後群を構成するレンズＬＢ４〜ＬＢ７は、物体側から順に、ガラス材料による両凸レンズ（ＬＢ４）、ガラス材料による両凸レンズ（ＬＢ５）と両凹レンズ（ＬＢ６）の張り合わせレンズ、プラスチック材料による両凸レンズ（ＬＢ７）により構成されている。 The lenses LB4 to LB7 constituting the rear group are, in order from the object side, a biconvex lens (LB4) made of a glass material, a cemented lens of a biconvex lens (LB5) and a biconcave lens (LB6) made of a glass material, and a biconvex lens (LB7 made of a plastic material). ).
これら撮像光学系Ａ、Ｂの広角レンズにおいて、前群のプラスチック材料による負レンズＬＡ２、ＬＢ２、後群のプラスチック材料による両凸レンズＬＡ７、ＬＢ７は「両面が非球面」であり、他のガラス材料による各レンズは球面レンズである。 In the wide-angle lenses of the imaging optical systems A and B, the negative lenses LA2 and LB2 made of the front group plastic material, and the biconvex lenses LA7 and LB7 made of the rear group plastic material are “aspheric on both sides” and are made of other glass materials. Each lens is a spherical lens.
各広角レンズにおける前側主点の位置は、第２レンズＬＡ２、ＬＢ２と第３レンズＬＡ３、ＬＢ３との間に設定される。 The position of the front principal point in each wide-angle lens is set between the second lenses LA2 and LB2 and the third lenses LA3 and LB3.
撮像光学系Ａの広角レンズにおける、前群の光軸と反射面との交点と前側主点との距離が図１における「ｄ１」であり、撮像光学系Ｂの広角レンズにおける、前群の光軸と反射面との交点と前側主点との距離が「ｄ２」である。 In the wide-angle lens of the imaging optical system A, the distance between the intersection between the optical axis of the front group and the reflecting surface and the front principal point is “d1” in FIG. 1, and the front-group light in the wide-angle lens of the imaging optical system B The distance between the intersection of the axis and the reflecting surface and the front principal point is “d2”.
これらの距離「ｄ１」、「ｄ２」は、請求項１の広角レンズにおける距離「ｄ」であって、前述の条件
（１） ７．０＜ｄ／ｆ＜９．０
を満足する。
These distances “d1” and “d2” are the distance “d” in the wide-angle lens according to claim 1,
(1) 7.0 <d / f <9.0
Satisfied.
条件（１）の意義について説明すると、条件（１）のパラメータ：ｄ／ｆが小さくなることは、全系の焦点距離：ｆが長くなるか、前群の光軸と反射面との交点と前側主点との距離：ｄが小さくなることを意味する。 The significance of the condition (1) will be described. A decrease in the parameter (d / f) in the condition (1) indicates that the focal length of the entire system: f becomes longer or the intersection of the optical axis of the front group and the reflecting surface. Distance from the front principal point: It means that d becomes small.
焦点距離：ｆが大きくなれば、広角レンズの「光軸上のレンズ全長」が長くなるので、コンパクト化の観点からこれを適当な値に設定すると、その条件においては距離：ｄが小さくなることを意味する。 If the focal length: f increases, the “lens total length on the optical axis” of the wide-angle lens becomes longer. Therefore, if this is set to an appropriate value from the viewpoint of compactness, the distance: d will decrease under the conditions. Means.
ｄが小さくなると、レンズＬＡ３（ＬＢ３）とプリズムＰＡ（ＰＢ）との間隔が狭くなり、レンズＬＡ３（ＬＢ３）に必要な屈折力を確保するためのレンズ肉厚に対する制限が厳しくなる。そして、条件（１）の下限値を下回ると、レンズＬＡ３（ＬＢ３）の所望の肉厚、形状を加工できなくなったり、加工が難しくなったりする。 As d decreases, the distance between the lens LA3 (LB3) and the prism PA (PB) becomes narrow, and the restriction on the lens thickness for securing the refractive power necessary for the lens LA3 (LB3) becomes severe. If the lower limit of the condition (1) is not reached, the desired thickness and shape of the lens LA3 (LB3) cannot be processed, or the processing becomes difficult.
図１において、撮像光学系Ａ、Ｂは、図における左右方向において、なるべく近接させることが「全天球型撮像装置の小型化」の目的に沿う。反射面は直角プリズムＰＡ、ＰＢの斜面であるので、この「斜面」同士をなるべく近接させることが、上記小型化に有効である。 In FIG. 1, the imaging optical systems A and B meet the purpose of “miniaturization of the omnidirectional imaging device” to be as close as possible in the horizontal direction in the drawing. Since the reflecting surfaces are inclined surfaces of the right-angle prisms PA and PB, it is effective for the above-mentioned miniaturization to bring these “inclined surfaces” as close as possible.
条件（１）において、パラメータ：ｄ／ｆが大きくなることは、前群の光軸と反射面との交点と前側主点との距離：ｄが大きくなることを意味し、これは「前群」が大型化することを意味する。 In the condition (1), an increase in the parameter: d / f means that the distance: d between the intersection of the optical axis of the front group and the reflecting surface and the front principal point becomes large. "Means an increase in size.
このような「前群の大型化」は、全天球型撮像装置の小型化を困難にする。この場合、前群の大きさの増大による「全天球型撮像装置の大型化」を吸収する方法として、プリズムＰＡ、ＰＢの斜面同士を近接させた状態で、撮像光学系ＡとＢとを図１の上下方向へずらして配置することが考えられる。 Such “upsizing of the front group” makes it difficult to reduce the size of the omnidirectional imaging device. In this case, as a method of absorbing the “enlargement of the omnidirectional imaging device” due to the increase in the size of the front group, the imaging optical systems A and B are connected with the inclined surfaces of the prisms PA and PB close to each other. It is conceivable to arrange them in the vertical direction of FIG.
しかしこのようにすると、各撮像光学系の広角レンズの前群の光軸同士が、図１で上下方向にずれるので、このズレ量が程度を超えれば前述の「視差」の影響が大きくなる。 However, if this is done, the optical axes of the front group of the wide-angle lens of each imaging optical system are shifted in the vertical direction in FIG. 1, so that if the amount of deviation exceeds a certain degree, the influence of the above-mentioned “parallax” becomes large.
視差の影響を有効に抑えつつ、前群の大型化を許容できるのは、パラメータ：ｄ／ｆが条件（１）の上限より小さい場合である。 It is when the parameter d / f is smaller than the upper limit of the condition (1) that the enlargement of the front group can be allowed while effectively suppressing the influence of parallax.
図１の全天球型撮像装置において「視差の影響」を適正に抑制するためには、以下の条件（４）を満足するのが好ましい。
（４） １６≦（ｄ１＋ｄ２）／ｆ＜２１
視差の影響を抑えつつ、条件（４）の下限を超えると、プリズムＰＡとＰＢの反射面同士が「干渉」してしまうし、上限を超えると「視差の影響」を無視できなくなる。
In order to appropriately suppress the “influence of parallax” in the omnidirectional imaging apparatus of FIG. 1, it is preferable that the following condition (4) is satisfied.
(4) 16 ≦ (d1 + d2) / f <21
If the lower limit of condition (4) is exceeded while suppressing the influence of parallax, the reflecting surfaces of the prisms PA and PB will “interfere” with each other, and if the upper limit is exceeded, the “influence of parallax” cannot be ignored.
また、広角レンズの、前群の最も物体側から反射面までの距離：ＤＡ、該反射面から後群の最も像側の面までの距離：ＤＢは、条件：
（２） ＤＡ＜ＤＢ
を満足することが好ましい。
また、広角レンズのプリズムのｄ線に対する屈折率：ｎｄは、条件：
（３） ｎｄ≧１．８
を満足することが好ましい。
条件（３）ｎｄ≧１．８は、図１のプリズムＰＡ、ＰＢの材質として、ｄ線に対する屈折率：ｎｄが１．８より大きいものを用いるべきことを定めている。
Further, the distance of the wide-angle lens from the most object side of the front group to the reflecting surface: DA, and the distance from the reflecting surface to the most image side surface of the rear group: DB are the conditions:
(2) DA <DB
Is preferably satisfied.
Further, the refractive index nd for the d-line of the prism of the wide-angle lens is the condition:
(3) nd ≧ 1.8
Is preferably satisfied.
Condition (3) nd ≧ 1.8 stipulates that the material of the prisms PA and PB in FIG. 1 should have a refractive index with respect to d-line: nd greater than 1.8.
プリズムＰＡ、ＰＢは、前群からの光を後群に向かって「内部反射」させるので、結像光束の光路はプリズム内を通る。プリズムの材料が条件（３）を満足するような高屈折率であると、プリズム内の「光学的な光路長」が、実際の光路長より長くなり、光線を屈曲させる距離を広げることが出来る。
前群・プリズム・後群における「前群と後群の間の光路長」を機械的な光路長よりも長く出来、広角レンズをコンパクトに構成できる。
Since the prisms PA and PB “internally reflect” light from the front group toward the rear group, the optical path of the imaging light beam passes through the prism. If the material of the prism has a high refractive index that satisfies the condition (3), the “optical path length” in the prism becomes longer than the actual path length, and the distance for bending the light beam can be increased. .
The “optical path length between the front group and the rear group” in the front group, the prism, and the rear group can be made longer than the mechanical optical path length, and a wide-angle lens can be configured compactly.
また、開口絞りＳＡ、ＳＢの近くにプリズムＰＡ、ＰＢを配置することにより、小さいプリズムを用いるができ、広角レンズ相互の間隔を小さくできる。 Further, by arranging the prisms PA and PB near the aperture stops SA and SB, a small prism can be used, and the distance between the wide-angle lenses can be reduced.
プリズムＰＡ、ＰＢは、前群と後群の間に配置される。広角レンズの前群は、１８０度以上の広画角の光線を取り込む機能をもち、後群は収差補正の結像に効果的に機能する。 The prisms PA and PB are disposed between the front group and the rear group. The front group of the wide-angle lens has a function of taking in light rays having a wide angle of view of 180 degrees or more, and the rear group effectively functions for image formation for aberration correction.
プリズムを上記の如く配置することにより、プリズムの配置ずれや製造公差の影響を受けにくい。 By arranging the prisms as described above, they are less susceptible to prism misalignment and manufacturing tolerances.
以下、広角レンズの具体的な実施例を挙げる。
実施例は、図１に示す全天球型撮像装置の撮像光学系Ａ、Ｂに用いられる広角レンズであり、撮像光学系Ａ、Ｂに共に用いられる。即ち、撮像光学系Ａ、Ｂに用いられる２つの広角レンズは「同一仕様」であり、前記ｄ１＝ｄ２である。
Hereinafter, specific examples of the wide-angle lens will be given.
The embodiment is a wide-angle lens used for the imaging optical systems A and B of the omnidirectional imaging apparatus shown in FIG. 1 and is used for both the imaging optical systems A and B. That is, the two wide-angle lenses used in the imaging optical systems A and B have “same specifications ”, and d1 = d2.
以下において、ｆは全系の焦点距離、ＮｏはＦナンバ、ωは半画角である。 In the following, f is the focal length of the entire system, No is the F number, and ω is the half field angle.
また「面番号」は、物体側から順次１〜２３とし、これらはレンズ面、プリズムの入・射出面および反射面、絞りの面、撮像センサのフィルタの面や受光面を示す。 “Surface numbers” are sequentially 1 to 23 from the object side, and indicate a lens surface, a prism entrance / exit surface, a reflecting surface, a diaphragm surface, a filter surface and a light receiving surface of an image sensor.
「Ｒ」は、各面の曲率半径であり、非球面に合っては「近軸曲率半径」である。 “R” is the radius of curvature of each surface, and “paraxial radius of curvature” for an aspherical surface.
「Ｄ」は面間隔、「Ｎｄ」はｄ線の屈折率、「νd」はアッベ数である。また物体距離は無限遠である。長さの次元を持つ量の単位は「ｍｍ」である。 “D” is the surface separation, “Nd” is the refractive index of the d-line, and “νd” is the Abbe number. The object distance is infinite. The unit of the quantity having the dimension of length is “mm”.
「実施例」
ｆ＝０．７５、Ｎｏ＝２．１４、ω＝１９０度
面番号 Ｒ Ｄ Ｎｄ νｄ
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 ∞(開口絞り) 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 撮像面 。
"Example"
f = 0.75, No = 2.14, ω = 190 degrees Face number R D Nd νd
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 60.78127
6 2.5 1.6
7 ∞ 0.3
8 ∞ 5 1.834000 37.160487
9 ∞ 1.92
10 ∞ (aperture stop) 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 64.142202
19 ∞ 0
20 ∞ 0.3 1.516330 64.142202
21 ∞ 0.3
22 Imaging surface.
非球面
上のデータで「＊」印を付した面（前群の第２レンズの両面および後群の最終レンズの両面）は非球面である。
Aspherical
The surfaces marked with “*” in the above data (both surfaces of the second lens in the front group and both surfaces of the final lens in the rear group) are aspherical surfaces.
非球面形状は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)：Ｃ、光軸からの高さ：Ｈ、円錐定数：Ｋ、上記各次数の非球面係数を用い、Ｘを光軸方向における非球面量として、周知の式
Ｘ＝ＣＨ２／[１＋√{１−(１＋Ｋ)Ｃ２Ｈ２}]
＋Ａ４・Ｈ4＋Ａ６・Ｈ6＋Ａ８・Ｈ8＋Ａ１０・Ｈ10＋Ａ１２・Ｈ12＋Ａ１４・Ｈ14
で表されるものであり、近軸曲率半径と円錐定数、非球面係数を与えて形状を特定する。
The aspherical shape is a reciprocal of the paraxial radius of curvature (paraxial curvature): C, height from the optical axis: H, conic constant: K, and the non-spherical coefficients of the above orders, where X is the non-axis in the optical axis direction. As a spherical quantity, the well-known formula X = CH 2 / [1 + √ {1− (1 + K) C 2 H 2 }]
+ A4 ・ H 4 + A6 ・ H 6 + A8 ・ H 8 + A10 ・ H 10 + A12 ・ H 12 + A14 ・ H 14
The shape is specified by giving a paraxial radius of curvature, a conic constant, and an aspherical coefficient.
上記実施例の非球面データを以下に挙げる。 The aspherical data of the above example is given below.
第３面
4ｔｈ：0.001612
6ｔｈ：-5.66534e-6
8ｔｈ：-1.99066e-7
10ｔｈ：3.69959e-10
12ｔｈ：6.47915e-12
第４面
4ｔｈ：-0.00211
6ｔｈ：1.66793e-4
8ｔｈ：9.34249e-6
10ｔｈ：-4.44101e-7
12ｔｈ：-2.96463e-10
第１６面
4ｔｈ：-0.006934
6ｔｈ：-1.10559e-3
8ｔｈ：5.33603e-4
10ｔｈ：-1.09372e-4
12ｔｈ：1.80753-5
14ｔｈ：-1.52252e-7
第１７面
4ｔｈ：0.041954
6ｔｈ：-2.99841e-3
8ｔｈ：-4.27219e-4
10ｔｈ：3.426519e-4
12ｔｈ：-7.19338e-6
14ｔｈ：-1.69417e-7
上記非球面の表記において例えば「-1.69417e-7」は「-1.69417×10-7」を意味する。
また、「４ｔｈ〜１４ｔｈ」は、それぞれ「Ａ４〜Ａ１４」である。
Third side
4th: 0.001612
6th: -5.66534e-6
8th: -1.99066e-7
10th: 3.69959e-10
12th: 6.47915e-12
4th page
4th: -0.00211
6th: 1.66793e-4
8th: 9.34249e-6
10th: -4.44101e-7
12th: -2.96463e-10
16th page
4th: -0.006934
6th: -1.10559e-3
8th: 5.33603e-4
10th: -1.09372e-4
12th: 1.80753-5
14th: -1.52252e-7
17th page
4th: 0.041954
6th: -2.99841e-3
8th: -4.227219e-4
10th: 3.426519e-4
12th: -7.19338e-6
14th: -1.69417e-7
In the above aspherical notation, for example, “-1.69417e-7” means “-1.69417 × 10 −7 ”.
“4th to 14th” is “A4 to A14”, respectively.
各条件のパラメータの値は、以下の通りである。
条件（１）のパラメータの値
ｄ＝ｄ１＝ｄ２＝６ ｆ＝０．７５
ｄ／ｆ＝８
条件（２）のパラメータの値
ＤＡ＝１１．３７
ＤＢ＝１４．７６
条件（３）のパラメータの値
Ｎｄ＝１．８３４０００
条件（４）のパラメータの値
（ｄ１＋ｄ２）／ｆ＝１６
従って、実施例の広角レンズおよび全天球型撮像装置は、条件（１）〜（３）を満足している。
The parameter values for each condition are as follows.
Parameter value of condition (1) d = d1 = d2 = 6 f = 0.75
d / f = 8
Parameter value for condition (2)
DA = 11.37
DB = 14.76
Parameter value for condition (3)
Nd = 1.834000
Parameter value of condition (4) (d1 + d2) / f = 16
Therefore, the wide-angle lens and the omnidirectional imaging device of the example satisfy the conditions (1) to (3).
なお、広角レンズとして「光路を折り曲げないもの」を平行に用いる場合に比して、光軸間の間隔（図１における前側主点相互の、図１の上下方向の間隔）を１４ｍｍ短くすることが出来た。 Note that the distance between the optical axes (the distance between the front principal points in FIG. 1 in the vertical direction in FIG. 1) is shortened by 14 mm, compared to the case where a “wide-angle lens” that does not bend the optical path is used in parallel. Was made.
上記の如く、画角１８０度を超える広角レンズでは、レンズの中心を通る光線と周辺を通る光線では、レンズ肉厚の差で光路長が変わり、性能劣化につながる。実施例の広角レンズでは、前群の３枚のレンズのうち、第２レンズに「光軸近傍と周辺とのレンズ肉厚の差」が出やすい。それで、該第２レンズをプラスチックレンズとして両面を非球面とすることにより補正を行っている。 As described above, in a wide-angle lens having an angle of view exceeding 180 degrees, the optical path length changes due to the difference in lens thickness between the light beam passing through the center of the lens and the light beam passing through the periphery, leading to performance degradation. In the wide-angle lens of the example, among the three lenses in the front group, the “second lens difference in the lens thickness between the vicinity of the optical axis and the periphery” tends to appear in the second lens. Therefore, correction is performed by using the second lens as a plastic lens and making both surfaces aspherical.
また、後群の最終レンズをプラスチックレンズとし、その両面を非球面とすることにより「このレンズよりも物体側で発生する諸収差」を良好に補正するようにしている。 Further, the last lens in the rear group is a plastic lens, and both surfaces thereof are aspherical so that “various aberrations occurring on the object side of this lens” can be corrected satisfactorily.
また、後群の４枚のレンズのうち、２番目の両凸レンズと３番目の両凹レンズを接合することにより「色収差」を良好に補正している。 Further, among the four lenses in the rear group, “chromatic aberration” is favorably corrected by cementing the second biconvex lens and the third biconcave lens.
実施例の広角レンズの球面収差図を、図２に示す。また、像面湾曲の図を図３に示す。 FIG. 2 shows a spherical aberration diagram of the wide-angle lens of the example. Further, FIG. 3 shows a view of the field curvature.
図４には、コマ収差図を示す。 FIG. 4 shows a coma aberration diagram.
図５、図６は、ＯＴＦ特性を示す図であり、横軸は、図５が「空間周波数」、図６が半画角を「度」で表している。 5 and 6 are diagrams showing the OTF characteristics. In FIG. 5, the horizontal axis represents “spatial frequency” in FIG. 5 and FIG. 6 represents the half angle of view in “degrees”.
これらの図から明らかなように、実施例の広角レンズは性能が極めて高い。 As is clear from these figures, the wide-angle lens of the example has extremely high performance.
Ａ 撮像光学系
Ｂ 撮像光学系
ＬＡ１〜ＬＡ７ レンズ
ＬＢ１〜ＬＢ７ レンズ
ＰＡ、ＰＢ プリズム
ＳＡ、ＳＢ 開口絞り
A Imaging optical system
B Imaging optical system
LA1-LA7 lens
LB1-LB7 lens
PA, PB prism
SA, SB Aperture stop
Claims (3)
４枚のレンズにより構成され、像側に配されて正の屈折力を持つ後群と、
前記前群と前記後群との間に配置され、前記前群から前記後群へ向かう光軸を内部反射によって折り曲げる反射面と、を配してなり、
１８０度より広い画角を持ち、
前側主点が前記前群内において、物体側から数えて第２レンズと第３レンズとの間に設定され、
全系の焦点距離：ｆ、前記前群の光軸と前記反射面との交点から、前記前側主点までの距離：ｄが、条件：
（１） ７．０＜ｄ/ｆ＜９．０
を満足する広角レンズ。 A front group composed of three lenses, arranged on the object side and having negative refractive power;
A rear group composed of four lenses, arranged on the image side and having a positive refractive power;
A reflective surface disposed between the front group and the rear group, and bending the optical axis from the front group toward the rear group by internal reflection ; and
Has a wider angle of view than 180 degrees,
A front principal point is set between the second lens and the third lens in the front group, counting from the object side;
Focal length of entire system: f, distance from the intersection of the optical axis of the front group and the reflecting surface to the front principal point: d is a condition:
(1) 7.0 <d / f <9.0
Wide-angle lens that satisfies the requirements.
前群の最も物体側のレンズ面から反射面までの距離：ＤＡ、該反射面から後群の最も像側のレンズ面までの距離：ＤＢが、条件：
（２） ＤＡ＜ＤＢ
を満足する広角レンズ。 The wide-angle lens according to claim 1,
Distance from the lens surface closest to the object side to the reflecting surface in the front group: DA, distance from the reflecting surface to the lens surface closest to the image side in the rear group: DB, conditions:
(2) DA <DB
Wide-angle lens that satisfies the requirements.
前群と後群の間に配置される反射面は、直角プリズムの斜面であって、前群からの光束を後群に向かって内部反射させるものであり、上記直角プリズムの材質のｄ線に対する屈折率：ｎｄが、条件：
（３） ｎｄ≧１．８
を満足する広角レンズ。 The wide-angle lens according to claim 1 or 2,
The reflecting surface disposed between the front group and the rear group is an inclined surface of a right-angle prism, and internally reflects a light beam from the front group toward the rear group. Refractive index: nd, conditions:
(3) nd ≧ 1.8
Wide-angle lens that satisfies the requirements.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014234599A JP5846283B2 (en) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Wide angle lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014234599A JP5846283B2 (en) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Wide angle lens |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011162213A Division JP5652349B2 (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Wide-angle lens and omnidirectional imaging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015043108A JP2015043108A (en) | 2015-03-05 |
| JP5846283B2 true JP5846283B2 (en) | 2016-01-20 |
Family
ID=52696622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014234599A Active JP5846283B2 (en) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Wide angle lens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5846283B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5850191B1 (en) * | 2015-03-13 | 2016-02-03 | 株式会社リコー | Optical system and imaging system |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI284747B (en) * | 2006-05-18 | 2007-08-01 | Young Optics Inc | Fixed-focus lens |
| JP4814746B2 (en) * | 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 | Endoscope objective optical system |
| JP2010020086A (en) * | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Panasonic Corp | Wide angle lens and projector using the same |
| JP5652349B2 (en) * | 2011-07-25 | 2015-01-14 | 株式会社リコー | Wide-angle lens and omnidirectional imaging device |
-
2014
- 2014-11-19 JP JP2014234599A patent/JP5846283B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2015043108A (en) | 2015-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5652349B2 (en) | Wide-angle lens and omnidirectional imaging device | |
| JP3938143B2 (en) | Super wide-angle optical system | |
| JP4747645B2 (en) | Wide angle lens and imaging device | |
| US20180259744A1 (en) | Optical lens | |
| JP4556382B2 (en) | Wide angle lens | |
| US7113346B1 (en) | Variable magnification optical system | |
| US7304807B2 (en) | Taking lens system | |
| US10698178B2 (en) | Imaging optical lens assembly, image capturing unit and electronic device | |
| US7170689B2 (en) | Front converter lens | |
| JP2009216941A (en) | Bending variable power optical system | |
| US7458737B2 (en) | Taking lens system | |
| CN110687660B (en) | Lens apparatus and imaging apparatus including the same | |
| JP2002082284A (en) | Imaging lens device | |
| JP2016206223A (en) | Image capturing lens, lens unit, image capturing device, digital still camera, and mobile terminal | |
| US7031079B2 (en) | Taking lens system | |
| JP2004037966A (en) | Image pickup lens device | |
| JP2007072263A (en) | Variable power optical system | |
| JP2010128100A (en) | Wide-angle lens and imaging module | |
| US20050013016A1 (en) | Imaging lens device | |
| US9568715B2 (en) | Zoom lens and imaging apparatus | |
| JP2004037967A (en) | Image pickup lens device | |
| JP5957990B2 (en) | Wide angle lens, imaging lens unit, and imaging apparatus | |
| JP2021144151A (en) | Image capturing lens system and image capturing device | |
| US7050241B2 (en) | Image-taking lens apparatus | |
| JP4442184B2 (en) | Imaging lens |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20150724 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150729 |
|
| A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20150730 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150804 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150903 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151006 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151007 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151027 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151109 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5846283 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |