JPH0862494A - アナモルフィックレンズを用いた結像光学系 - Google Patents
アナモルフィックレンズを用いた結像光学系Info
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- JPH0862494A JPH0862494A JP3020895A JP3020895A JPH0862494A JP H0862494 A JPH0862494 A JP H0862494A JP 3020895 A JP3020895 A JP 3020895A JP 3020895 A JP3020895 A JP 3020895A JP H0862494 A JPH0862494 A JP H0862494A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、横長あるいは縦長の範囲を撮像
する光学系で、より小型で細径化された結像光学系を提
供することを目的とする。 【構成】 本発明の結像光学系は、少なくとも1面ア
ナモフィック面を有し、このアナモフィック面のx軸方
向の近軸曲率半径をRDX、y軸方向の近軸曲率半径を
RDYとする時下記の条件を満足することを特徴として
いる。 RDX≠RDY
する光学系で、より小型で細径化された結像光学系を提
供することを目的とする。 【構成】 本発明の結像光学系は、少なくとも1面ア
ナモフィック面を有し、このアナモフィック面のx軸方
向の近軸曲率半径をRDX、y軸方向の近軸曲率半径を
RDYとする時下記の条件を満足することを特徴として
いる。 RDX≠RDY
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、縦横比の異なる範囲を
撮像する撮像装置中の結像光学系に関するもので、例え
ば、電子内視鏡、ファイバースコープ、硬性鏡等の内視
鏡用対物光学系や、小型テレビカメラ用のように小型
化、細径化を必要とする結像光学系に関するものであ
る。
撮像する撮像装置中の結像光学系に関するもので、例え
ば、電子内視鏡、ファイバースコープ、硬性鏡等の内視
鏡用対物光学系や、小型テレビカメラ用のように小型
化、細径化を必要とする結像光学系に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】結像光学系により形成された像を撮像す
る素子や、撮像した像を表示する装置として、例えばC
CDやテレビモニター等が知られている。そしてこれら
の素子および装置は、一般に長方形である。例えばNT
SC方式では、縦横比が3:4であり、HDTV等のハ
イビジョンの方式では、縦横比が9:16である。一
方、一般の光学系は、光軸に対して回転対称であり、レ
ンズ外径も円形であるために、結像する像および物体側
の撮像可能な範囲も円形である。又結像性能も、光軸に
対して回転対称になるので、収差が良好に補正されてい
る範囲も円形である。そのために、光学系により結像さ
れる円形の像のうち長方形の撮像素子により撮像できる
のは、内接する長方形の範囲にとどまり、それ以外の部
分の画像は利用出来ない。そのため、光学系を通る光束
は、絞りの近傍を除いては縦横で大きさの異なる形状に
なり、円形の光学系の有効面積を効率よく使うことが出
来ず、結像光学系の細径化の妨げになっていた。
る素子や、撮像した像を表示する装置として、例えばC
CDやテレビモニター等が知られている。そしてこれら
の素子および装置は、一般に長方形である。例えばNT
SC方式では、縦横比が3:4であり、HDTV等のハ
イビジョンの方式では、縦横比が9:16である。一
方、一般の光学系は、光軸に対して回転対称であり、レ
ンズ外径も円形であるために、結像する像および物体側
の撮像可能な範囲も円形である。又結像性能も、光軸に
対して回転対称になるので、収差が良好に補正されてい
る範囲も円形である。そのために、光学系により結像さ
れる円形の像のうち長方形の撮像素子により撮像できる
のは、内接する長方形の範囲にとどまり、それ以外の部
分の画像は利用出来ない。そのため、光学系を通る光束
は、絞りの近傍を除いては縦横で大きさの異なる形状に
なり、円形の光学系の有効面積を効率よく使うことが出
来ず、結像光学系の細径化の妨げになっていた。
【0003】また従来の電子内視鏡では、ほぼ正方形の
範囲を円形の結像光学系によってほぼ正方形のCCDに
結像し、テレビモニター上にほぼ正方形の画像を表示し
ていた。上記のようにテレビモニターは、一般に横長で
ある。したがって、テレビ画面表示部の多くが無駄にな
っていた。ハイビジョン方式の電子内視鏡を考えた場合
は、テレビ画面表示部の無駄はさらに多くなる。この問
題は、ほぼ長方形の撮像範囲を円形の結像光学系によっ
て長方形のCCDに結像させることで解決できるが、こ
の場合は円形の結像光学系の有効面積を効率良く使うこ
とができず、内視鏡の径が太くなり好ましくないという
問題があった。
範囲を円形の結像光学系によってほぼ正方形のCCDに
結像し、テレビモニター上にほぼ正方形の画像を表示し
ていた。上記のようにテレビモニターは、一般に横長で
ある。したがって、テレビ画面表示部の多くが無駄にな
っていた。ハイビジョン方式の電子内視鏡を考えた場合
は、テレビ画面表示部の無駄はさらに多くなる。この問
題は、ほぼ長方形の撮像範囲を円形の結像光学系によっ
て長方形のCCDに結像させることで解決できるが、こ
の場合は円形の結像光学系の有効面積を効率良く使うこ
とができず、内視鏡の径が太くなり好ましくないという
問題があった。
【0004】上記の問題を解決するために、特開平5−
103271号公報に記載されているように、屈折力が
光軸に対して回転非対称な光学素子、いわゆるアナモル
フィックレンズを使用することにより縦横の結像倍率を
変えて、形成する像の縦横比がほぼ1になるようにする
ことが提案されている。しかし、この特開平5−103
271号公報に記載されている光学系で使用しているア
ナモルフィック面は、近軸曲率半径が光軸に対して回転
対称であるかあるいは軸の方向に曲率をもたないアナモ
ルフィック面である。近軸曲率半径が回転対称である面
は、縦横の近軸量を変化させることが不可能になり、そ
のためこの従来例のアナモルフィック面では、近軸設計
の自由度を著しく制限し、十分な収差補正が出来ない。
また、ある特定の軸の方向に曲率を持たないアナモルフ
ィック面は、その軸方向には屈折力をもたないため他に
曲率をもった面が必要になり、レンズの枚数が多くなり
光学系を小型に出来ない。
103271号公報に記載されているように、屈折力が
光軸に対して回転非対称な光学素子、いわゆるアナモル
フィックレンズを使用することにより縦横の結像倍率を
変えて、形成する像の縦横比がほぼ1になるようにする
ことが提案されている。しかし、この特開平5−103
271号公報に記載されている光学系で使用しているア
ナモルフィック面は、近軸曲率半径が光軸に対して回転
対称であるかあるいは軸の方向に曲率をもたないアナモ
ルフィック面である。近軸曲率半径が回転対称である面
は、縦横の近軸量を変化させることが不可能になり、そ
のためこの従来例のアナモルフィック面では、近軸設計
の自由度を著しく制限し、十分な収差補正が出来ない。
また、ある特定の軸の方向に曲率を持たないアナモルフ
ィック面は、その軸方向には屈折力をもたないため他に
曲率をもった面が必要になり、レンズの枚数が多くなり
光学系を小型に出来ない。
【0005】更にこの従来例は、絞りより像側にアナモ
ルフィック面を用いているため最も像側のアナモルフィ
ック面までの光束は、絞りの近傍を除いて楕円ないし長
方形である。そのためにレンズの有効面積を効率的に使
えず、結像光学系を更に細くすることが困難であった。
又この従来例は、方向により有効Fナンバーが異なるた
め、被写界深度が方向により異なるという不自然な現象
が生じ観察像が不自然になる。その上、同じ画角であっ
ても表示装置上での歪曲収差の発生量が縦方向と横方向
とで大きく異なり、像が光軸に対して非対称に歪み、こ
れによっても観察像が不自然なものになる。
ルフィック面を用いているため最も像側のアナモルフィ
ック面までの光束は、絞りの近傍を除いて楕円ないし長
方形である。そのためにレンズの有効面積を効率的に使
えず、結像光学系を更に細くすることが困難であった。
又この従来例は、方向により有効Fナンバーが異なるた
め、被写界深度が方向により異なるという不自然な現象
が生じ観察像が不自然になる。その上、同じ画角であっ
ても表示装置上での歪曲収差の発生量が縦方向と横方向
とで大きく異なり、像が光軸に対して非対称に歪み、こ
れによっても観察像が不自然なものになる。
【0006】また、この従来例は、2面のアナモルフィ
ック面を異なる2枚のレンズの面に設けている。現在の
技術では、アナモルフィックレンズは、プレス成形によ
り作成され、研削研磨により作成される球面レンズより
コスト高になる。また、2枚以上のアナモルフィックレ
ンズを組立てるには、アナモルフィックレンズ同士の回
転偏芯を考慮しなければならない。つまりアナモルフィ
ック面上の軸を他のアナモルフィック面の軸と一致させ
る必要があり、組立てに注意する必要があり、組立て工
数が多くなる。
ック面を異なる2枚のレンズの面に設けている。現在の
技術では、アナモルフィックレンズは、プレス成形によ
り作成され、研削研磨により作成される球面レンズより
コスト高になる。また、2枚以上のアナモルフィックレ
ンズを組立てるには、アナモルフィックレンズ同士の回
転偏芯を考慮しなければならない。つまりアナモルフィ
ック面上の軸を他のアナモルフィック面の軸と一致させ
る必要があり、組立てに注意する必要があり、組立て工
数が多くなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、横長あるい
は縦長の範囲を撮像する撮像装置中の光学系において、
より小型で、細径化された結像光学系を提供することを
目的とする。
は縦長の範囲を撮像する撮像装置中の光学系において、
より小型で、細径化された結像光学系を提供することを
目的とする。
【0008】また、本発明は、横長又は縦長の範囲を撮
像する撮像装置中の光学系において、方向による歪みの
ない自然な像で、被写界深度が方向により変わらない自
然な像を観察できる結像光学系を提供することを目的と
する。
像する撮像装置中の光学系において、方向による歪みの
ない自然な像で、被写界深度が方向により変わらない自
然な像を観察できる結像光学系を提供することを目的と
する。
【0009】また、本発明は、横長または縦長の範囲を
撮像する撮像装置中の光学系において、X軸方向とY軸
方向の近軸結像位置を一致させ、ボケの少ない像を観察
できる結像光学系を提供することを目的とする。
撮像する撮像装置中の光学系において、X軸方向とY軸
方向の近軸結像位置を一致させ、ボケの少ない像を観察
できる結像光学系を提供することを目的とする。
【0010】さらに、本発明は、横長または縦長の範囲
を撮像する撮像装置中の光学系において、収差が良好に
補正された結像光学系を提供することを目的とする。
を撮像する撮像装置中の光学系において、収差が良好に
補正された結像光学系を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の結像光学系は、
光学系中に少なくとも1面のアナモルフィック面を設け
たもので、アナモルフィック面のX軸方向の近軸曲率半
径をRDX、Y軸方向の近軸曲率半径をRDYとする
時、下記条件(1)を満足することを特徴とする。
光学系中に少なくとも1面のアナモルフィック面を設け
たもので、アナモルフィック面のX軸方向の近軸曲率半
径をRDX、Y軸方向の近軸曲率半径をRDYとする
時、下記条件(1)を満足することを特徴とする。
【0012】RDX≠RDY (1) 本発明の結像光学系は、例えば図1に示すような構成
で、(A)はY方向の又(B)はX方向の断面図であ
る。この図において、1は結像光学系、2は撮像範囲、
3は像で結像光学系1のうち4はアナモルフィック面、
5は絞りである。この結像光学系1のアナモルフィック
面4の形状は式(2)にて表わされる形状で、図2に示
す通りであり、RDX≠RDYである。
で、(A)はY方向の又(B)はX方向の断面図であ
る。この図において、1は結像光学系、2は撮像範囲、
3は像で結像光学系1のうち4はアナモルフィック面、
5は絞りである。この結像光学系1のアナモルフィック
面4の形状は式(2)にて表わされる形状で、図2に示
す通りであり、RDX≠RDYである。
【0013】ここで、光軸方向で像側が正にz軸をと
り、z軸と直交し結像倍率の最も小さい方向をX軸、z
軸とX軸とに直交する方向をY軸とした時、KXはX方
向の円錐係数、KYはY方向の円錐係数、ARn は非球
面成分のうちz軸に対して回転対称な成分の非球面係
数、APn は非球面成分のうちz軸に対して回転非対称
な非球面係数である。
り、z軸と直交し結像倍率の最も小さい方向をX軸、z
軸とX軸とに直交する方向をY軸とした時、KXはX方
向の円錐係数、KYはY方向の円錐係数、ARn は非球
面成分のうちz軸に対して回転対称な成分の非球面係
数、APn は非球面成分のうちz軸に対して回転非対称
な非球面係数である。
【0014】このアナモルフィック面は、上記の通りの
形状であり、そのためX軸方向とY軸方向のパワーが異
なり、撮像範囲2の縦横比と像3の縦横比を変えること
が出来る。これによって、光軸に対して回転対称な光学
系を用いた同じ撮像範囲を撮像する光学系と比べて径を
より細くすることが出来る。しかもRDXの値とRDY
の値は夫々独立な値をとることが出来るので設計の自由
度が大になり収差を良好に補正することが出来る。
形状であり、そのためX軸方向とY軸方向のパワーが異
なり、撮像範囲2の縦横比と像3の縦横比を変えること
が出来る。これによって、光軸に対して回転対称な光学
系を用いた同じ撮像範囲を撮像する光学系と比べて径を
より細くすることが出来る。しかもRDXの値とRDY
の値は夫々独立な値をとることが出来るので設計の自由
度が大になり収差を良好に補正することが出来る。
【0015】ただし、本発明においては、RDX=RD
Yで1次の非球面項又は3次以上の非球面項等によって
X軸方向とY軸方向の面形状が異なるような面もアナモ
ルフィック面と呼ぶことにする。
Yで1次の非球面項又は3次以上の非球面項等によって
X軸方向とY軸方向の面形状が異なるような面もアナモ
ルフィック面と呼ぶことにする。
【0016】さらに本発明の結像光学系は、光学系中の
アナモルフィック面が、下記の式(3)を満たすことを
特徴とする。
アナモルフィック面が、下記の式(3)を満たすことを
特徴とする。
【0017】 RDY=RDX かつ AP2=0 (3) ここでAP2はアナモルフィック面形状を表わす(2)
式における2次の回転非対称非球面係数である。上記の
式(3)を満足することにより、X軸方向とY軸方向の
近軸結像位置を一致させることができる。
式における2次の回転非対称非球面係数である。上記の
式(3)を満足することにより、X軸方向とY軸方向の
近軸結像位置を一致させることができる。
【0018】更に、結像光学系1のうちのアナモルフィ
ック面のRDX,RDYの値を下記式(16)に示すよ
うにRDX≠∞かつRDY≠∞にすると、近軸量を満足
させるために又は収差を補正するために、曲率を持つ他
の面を設ける必要はなくレンズ枚数の削減が可能にな
る。 RDX≠∞かつRDY≠∞ (16)
ック面のRDX,RDYの値を下記式(16)に示すよ
うにRDX≠∞かつRDY≠∞にすると、近軸量を満足
させるために又は収差を補正するために、曲率を持つ他
の面を設ける必要はなくレンズ枚数の削減が可能にな
る。 RDX≠∞かつRDY≠∞ (16)
【0019】又、結像光学系において、広角な方向と狭
角な方向で被写界深度を等くして自然な観察像を得るた
めの方法として二つの方法がある。
角な方向で被写界深度を等くして自然な観察像を得るた
めの方法として二つの方法がある。
【0020】第1の方法は、アナモルフィック面を絞り
よりも物体側に設けるものである。通常、光学系の絞り
は、例えば円形であって、縦横で開口の径がほぼ等し
い。アナモルフィック面を持つ光学系の場合も、アナモ
ルフィック面を絞りよりも物体側に設けると、有効Fナ
ンバーをX軸方向とY軸方向とでほぼ等しくすることが
可能になる。これにより、結像光学系の被写界深度をX
軸方向とY軸方向とでほぼ等しくすることが出来、自然
な観察像を得ることが出来る。
よりも物体側に設けるものである。通常、光学系の絞り
は、例えば円形であって、縦横で開口の径がほぼ等し
い。アナモルフィック面を持つ光学系の場合も、アナモ
ルフィック面を絞りよりも物体側に設けると、有効Fナ
ンバーをX軸方向とY軸方向とでほぼ等しくすることが
可能になる。これにより、結像光学系の被写界深度をX
軸方向とY軸方向とでほぼ等しくすることが出来、自然
な観察像を得ることが出来る。
【0021】第2の方法は、開口の大きさが広角な方向
と狭角な方向とで異なる絞りを用いる方法である。例え
ば絞りの形状を楕円形にすればよい。また、絞りよりも
像側にアナモルフィック面があると広角な方向と狭角な
方向とで有効Fナンバーを独立に設定出来るため望まし
い。この場合、絞りの開口の大きさの大きな軸の方向よ
りも小さい軸の方向の方がアナモルフィック面の有する
屈折力がより正の方向に大きいと有効Fナンバーの方向
による変化を小さくすることが出来る。
と狭角な方向とで異なる絞りを用いる方法である。例え
ば絞りの形状を楕円形にすればよい。また、絞りよりも
像側にアナモルフィック面があると広角な方向と狭角な
方向とで有効Fナンバーを独立に設定出来るため望まし
い。この場合、絞りの開口の大きさの大きな軸の方向よ
りも小さい軸の方向の方がアナモルフィック面の有する
屈折力がより正の方向に大きいと有効Fナンバーの方向
による変化を小さくすることが出来る。
【0022】また、一般に結像光学系にて形成される像
を固体撮像素子にて撮像することが多い。このように像
を固体撮像素子により撮像するときは、被写界深度は固
体撮像素子の画素ピッチに比例する。そのため、X軸方
向とY軸方向の被写界深度が等しくなるようにするため
には、結像光学系の有効Fナンバーと固体撮像素子の画
素のピッチとの間に下記式(4)が成立つようにすれば
よい。
を固体撮像素子にて撮像することが多い。このように像
を固体撮像素子により撮像するときは、被写界深度は固
体撮像素子の画素ピッチに比例する。そのため、X軸方
向とY軸方向の被写界深度が等しくなるようにするため
には、結像光学系の有効Fナンバーと固体撮像素子の画
素のピッチとの間に下記式(4)が成立つようにすれば
よい。
【0023】 (FNOY ・PY )/(FNOX ・PX )=1 (4) ただしFNOX はX軸方向の有効Fナンバー、FNOY はY
軸方向の有効Fナンバー、PX は固体撮像素子のX軸方
向の画素ピッチ、PY は固体撮像素子のY軸方向の画素
ピッチである。
軸方向の有効Fナンバー、PX は固体撮像素子のX軸方
向の画素ピッチ、PY は固体撮像素子のY軸方向の画素
ピッチである。
【0024】上記式(4)は、X軸方向の被写界深度と
Y軸方向の被写界深度を厳密に一致させるための条件で
あるが、実用上は式(4)を正確に満足させる必要はな
い。例えば通常の観察光学系の場合、ある程度の被写界
深度のずれは許容出来、下記条件(5)を満足すればよ
い。
Y軸方向の被写界深度を厳密に一致させるための条件で
あるが、実用上は式(4)を正確に満足させる必要はな
い。例えば通常の観察光学系の場合、ある程度の被写界
深度のずれは許容出来、下記条件(5)を満足すればよ
い。
【0025】 0.15<(FNOY ・PY )/(FNOX ・PX )<2.0 (5) 又、計測等に用いられる結像光学系等のように被写界深
度のずれに対する許容の厳しい光学系の場合、以下の条
件(6)を満足すればよい。
度のずれに対する許容の厳しい光学系の場合、以下の条
件(6)を満足すればよい。
【0026】 0.75<(FNOY ・PY )/(FNOX ・PX )<1.25 (6) ここで、固体撮像素子の画素ピッチがX軸方向とY軸方
向とで等しい場合つまりPX =PY の時には、条件
(4),(5),(6)は夫々下記の(4’),
(5’),(6’)のようになる。
向とで等しい場合つまりPX =PY の時には、条件
(4),(5),(6)は夫々下記の(4’),
(5’),(6’)のようになる。
【0027】 FNOY /FNOX =1 (4’) 0.5<FNOY /FNOX <2.0 (5’) 0.9<FNOY /FNOX <1.1 (6’) つまり、結像光学系中の絞りの開口の大きさをX軸方向
つまり撮像画角の広角な軸の方向よりもY軸方向つまり
撮像画角の狭角な軸の方向の方が大になるようにすれば
よい。
つまり撮像画角の広角な軸の方向よりもY軸方向つまり
撮像画角の狭角な軸の方向の方が大になるようにすれば
よい。
【0028】又、結像光学系1の歪曲収差の発生量は、
一般的に同じ画角の像であってもX軸方向とY軸方向と
で異なり、像の歪みは光軸に対して等方的ではなく、不
自然な観察像になる。そのため歪曲収差の発生量を等方
的にする必要がある。
一般的に同じ画角の像であってもX軸方向とY軸方向と
で異なり、像の歪みは光軸に対して等方的ではなく、不
自然な観察像になる。そのため歪曲収差の発生量を等方
的にする必要がある。
【0029】光学系において、撮像範囲を広角にすると
負の歪曲収差が発生しやすくなる。そのために縦横の撮
像範囲が異なる結像光学系は、一般に広角な方向の歪曲
収差の方が狭角な方向の歪曲収差よりも負の側に大きく
発生する。そのため、縦横の撮像範囲の異なる結像光学
系において、歪曲収差の発生量が方向により変化のない
観察像を得るためには、例えば絞りよりも物体側にアナ
モルフィック面を設けた場合、アナモルフィック面の非
球面量が次の条件(7)を満足することが望ましい。
又、絞りよりも像側にアナモルフィック面を設けた場
合、アナモルフィック面の非球面の非球面量が条件
(8)を満足することが望ましい。
負の歪曲収差が発生しやすくなる。そのために縦横の撮
像範囲が異なる結像光学系は、一般に広角な方向の歪曲
収差の方が狭角な方向の歪曲収差よりも負の側に大きく
発生する。そのため、縦横の撮像範囲の異なる結像光学
系において、歪曲収差の発生量が方向により変化のない
観察像を得るためには、例えば絞りよりも物体側にアナ
モルフィック面を設けた場合、アナモルフィック面の非
球面量が次の条件(7)を満足することが望ましい。
又、絞りよりも像側にアナモルフィック面を設けた場
合、アナモルフィック面の非球面の非球面量が条件
(8)を満足することが望ましい。
【0030】 (n−n’)ARi ・APi >0 (7) (n−n’)ARi・APi<0 (8) ただしnは前記のアナモルフィック面の物体側の媒質の
屈折率、n’は前記アナモルフィック面の像側の媒質の
屈折率、ARi ,APi はアナモルフィック面の形状を
表わす式(2)のARn ≠0となる項のうち最低次の項
の非球面係数である。
屈折率、n’は前記アナモルフィック面の像側の媒質の
屈折率、ARi ,APi はアナモルフィック面の形状を
表わす式(2)のARn ≠0となる項のうち最低次の項
の非球面係数である。
【0031】絞りより物体側のアナモルフィック面が式
(7)を満足すると、負の屈折力を持った面における広
角方向の屈折力の中心付近と周辺とでの変化と狭角方向
の屈折力の中心付近と周辺とでの変化を比較すると、広
角方向の周辺の方がより負の屈折力を弱くするはたらき
をもつ。また正の屈折力を持った面の場合、広角方向の
屈折力の中心付近と周辺とでの変化と狭角方向の屈折力
の中心付近と周辺とでの変化とを比較すると、広角方向
の周辺の方がより正の屈折力を強くするはたらきをも
つ。
(7)を満足すると、負の屈折力を持った面における広
角方向の屈折力の中心付近と周辺とでの変化と狭角方向
の屈折力の中心付近と周辺とでの変化を比較すると、広
角方向の周辺の方がより負の屈折力を弱くするはたらき
をもつ。また正の屈折力を持った面の場合、広角方向の
屈折力の中心付近と周辺とでの変化と狭角方向の屈折力
の中心付近と周辺とでの変化とを比較すると、広角方向
の周辺の方がより正の屈折力を強くするはたらきをも
つ。
【0032】また、絞りより像側のアナモルフィック面
が式(8)を満足すると、負の屈折力を持った面の場
合、広角方向の屈折力の中心付近と周辺とでの変化と狭
角方向の屈折力の中心付近と周辺とでの変化とを比較す
ると、広角方向の周辺の方がより負の屈折力を強くする
はたらきをもつ。また、正の屈折力をもった面の場合、
広角方向の屈折力の中心付近と周辺とでの変化と狭角方
向の屈折力の中心付近と周辺とでの変化とを比較する
と、広角方向の周辺の方がより正の屈折力を弱くするは
たらきをもつ。
が式(8)を満足すると、負の屈折力を持った面の場
合、広角方向の屈折力の中心付近と周辺とでの変化と狭
角方向の屈折力の中心付近と周辺とでの変化とを比較す
ると、広角方向の周辺の方がより負の屈折力を強くする
はたらきをもつ。また、正の屈折力をもった面の場合、
広角方向の屈折力の中心付近と周辺とでの変化と狭角方
向の屈折力の中心付近と周辺とでの変化とを比較する
と、広角方向の周辺の方がより正の屈折力を弱くするは
たらきをもつ。
【0033】上記のいずれの場合も、広角方向の負の歪
曲収差を狭角方向の負の歪曲収差よりも少なくする効果
を持つので、同じ画角の像の歪曲収差の発生量がX軸方
向とY軸方向とで等しくなり、像の歪が光軸に対し等方
的になる。
曲収差を狭角方向の負の歪曲収差よりも少なくする効果
を持つので、同じ画角の像の歪曲収差の発生量がX軸方
向とY軸方向とで等しくなり、像の歪が光軸に対し等方
的になる。
【0034】X軸方向とY軸方向とで撮影画角の異なる
結像光学系中に、1面のみアナモルフィック面を用いた
場合、一般にX軸方向とY軸方向とで近軸結像位置が異
なる。この結像位置のずれ量が許容量を越える時、近軸
結像位置を一致させるためにもう1面アナモルフィック
面を設ける必要がある。その場合、X軸方向とY軸方向
とで、近軸量の要求を満足させるためには、少なくとも
2面のアナモルフィック面が必要になる。この場合、ア
ナモルフィック面として、正の屈折力を持つアナモルフ
ィック面と負の屈折力を持つアナモルフィック面を設け
ると、設計の自由度が増加し、X軸方向とY軸方向とに
独立して発生した収差を良好に補正することが出来る。
結像光学系中に、1面のみアナモルフィック面を用いた
場合、一般にX軸方向とY軸方向とで近軸結像位置が異
なる。この結像位置のずれ量が許容量を越える時、近軸
結像位置を一致させるためにもう1面アナモルフィック
面を設ける必要がある。その場合、X軸方向とY軸方向
とで、近軸量の要求を満足させるためには、少なくとも
2面のアナモルフィック面が必要になる。この場合、ア
ナモルフィック面として、正の屈折力を持つアナモルフ
ィック面と負の屈折力を持つアナモルフィック面を設け
ると、設計の自由度が増加し、X軸方向とY軸方向とに
独立して発生した収差を良好に補正することが出来る。
【0035】また、結像光学系中に2面以上のアナモル
フィック面を設ける場合、一つのレンズの両面にアナモ
ルフィック面を設けると、アナモルフィックレンズの枚
数を減らすことが出来、また組立てが容易になりコスト
の軽減になる。
フィック面を設ける場合、一つのレンズの両面にアナモ
ルフィック面を設けると、アナモルフィックレンズの枚
数を減らすことが出来、また組立てが容易になりコスト
の軽減になる。
【0036】更に縦横比の異なる範囲を撮像する結像光
学系にアナモルフィック面を2面設ける場合、アナモル
フィック面の内、少なくとも1面は、絞り面からなるべ
く離れていて、軸外主光線高が高く、面への光線入射角
が大きい面に設けると効率良く撮像範囲の縦横比と像の
縦横比を変え、かつ、収差を良好に補正することができ
る。その理由は以下の通りである。
学系にアナモルフィック面を2面設ける場合、アナモル
フィック面の内、少なくとも1面は、絞り面からなるべ
く離れていて、軸外主光線高が高く、面への光線入射角
が大きい面に設けると効率良く撮像範囲の縦横比と像の
縦横比を変え、かつ、収差を良好に補正することができ
る。その理由は以下の通りである。
【0037】絞り面からなるべく離れていて、軸外主光
線高が高い面では、面への光線入射角が大きいので画角
を変えやすい。したがって、絞り面からなるべく離れて
いて、軸外主光線高が高く、面への光線入射角が大きい
面にアナモルフィック面を設ければ、X軸方向の面形状
とY軸方向の面形状との差異が僅かであってもX軸方向
とY軸方向の画角比を容易に変えることができる。ま
た、絞り面からなるべく離れていて、軸外主光線高が高
く、面への光線入射角が大きい面は、歪曲収差が発生し
やすく、歪曲収差によってX軸方向とY軸方向の画角比
を変えることも出来るためアナモルフィック面を設ける
のに適している。また、絞り面からなるべく離れていて
軸外主光線高が高く、面への光線入射角が大きい面をア
ナモルフィック面にすると、X軸方向の面形状とY軸方
向の面形状との差異が僅かでもX軸方向とY軸方向の画
角比を容易に変えることができるため、歪曲収差以外の
収差に与える影響を少なくすることができ、収差を良好
に補正することができる。
線高が高い面では、面への光線入射角が大きいので画角
を変えやすい。したがって、絞り面からなるべく離れて
いて、軸外主光線高が高く、面への光線入射角が大きい
面にアナモルフィック面を設ければ、X軸方向の面形状
とY軸方向の面形状との差異が僅かであってもX軸方向
とY軸方向の画角比を容易に変えることができる。ま
た、絞り面からなるべく離れていて、軸外主光線高が高
く、面への光線入射角が大きい面は、歪曲収差が発生し
やすく、歪曲収差によってX軸方向とY軸方向の画角比
を変えることも出来るためアナモルフィック面を設ける
のに適している。また、絞り面からなるべく離れていて
軸外主光線高が高く、面への光線入射角が大きい面をア
ナモルフィック面にすると、X軸方向の面形状とY軸方
向の面形状との差異が僅かでもX軸方向とY軸方向の画
角比を容易に変えることができるため、歪曲収差以外の
収差に与える影響を少なくすることができ、収差を良好
に補正することができる。
【0038】又、アナモルフィック面を2面設ける場
合、絞りよりも物体側の2面をアナモルフィック面にし
ても良いし、絞りよりも像側の2面をアナモルフィック
面にしても良いし、又絞りよりも物体側の1面と絞りよ
りも像側の一面をアナモルフィック面にしても良い。
合、絞りよりも物体側の2面をアナモルフィック面にし
ても良いし、絞りよりも像側の2面をアナモルフィック
面にしても良いし、又絞りよりも物体側の1面と絞りよ
りも像側の一面をアナモルフィック面にしても良い。
【0039】アナモルフィック面を絞り面よりも物体側
の2面又は絞り面よりも像側の2面に設ける場合、1面
は絞り面からなるべく離れていて、軸外主光線高が高
く、面へ光線入射角の大きい面に設け、1面は、絞り面
の近くで、軸外主光線高が低い面に設けることが好まし
い。その理由は次の通りである。
の2面又は絞り面よりも像側の2面に設ける場合、1面
は絞り面からなるべく離れていて、軸外主光線高が高
く、面へ光線入射角の大きい面に設け、1面は、絞り面
の近くで、軸外主光線高が低い面に設けることが好まし
い。その理由は次の通りである。
【0040】前述のようにX軸方向とY軸方向の画角比
を変える作用をするアナモルフィック面を、軸外主光線
高が高く、面へ光線入射角の大きい面に設けると、X軸
方向とY軸方向の画角比を容易に変えることができ、歪
曲収差以外の収差に与える影響を少なくすることができ
る。一方、X軸方向の近軸結像位置とY軸方向の近軸結
像位置のズレ量を小さくする作用を有するアナモルフィ
ック面の屈折力すなわちパワーは、X軸方向とY軸方向
の画角比を変える作用をするアナモルフィック面のパワ
ーとは、逆符号のパワーでなければならない。このた
め、近軸結像位置のズレ量を小さくする作用を有するア
ナモルフィック面は、画角に与える影響が少ない面、す
なわち、絞り面の近くで、軸外主光線高が低い面に設け
るのが良い。
を変える作用をするアナモルフィック面を、軸外主光線
高が高く、面へ光線入射角の大きい面に設けると、X軸
方向とY軸方向の画角比を容易に変えることができ、歪
曲収差以外の収差に与える影響を少なくすることができ
る。一方、X軸方向の近軸結像位置とY軸方向の近軸結
像位置のズレ量を小さくする作用を有するアナモルフィ
ック面の屈折力すなわちパワーは、X軸方向とY軸方向
の画角比を変える作用をするアナモルフィック面のパワ
ーとは、逆符号のパワーでなければならない。このた
め、近軸結像位置のズレ量を小さくする作用を有するア
ナモルフィック面は、画角に与える影響が少ない面、す
なわち、絞り面の近くで、軸外主光線高が低い面に設け
るのが良い。
【0041】絞り面よりも物体側の2面にアナモルフィ
ック面を設けると、円形の絞りでもX軸方向の有効Fナ
ンバーとY軸方向の有効Fナンバーを等しくすることが
できる。また、このように絞りより物体側の2面にアナ
モルフィック面に設けるのはビハインド絞り方式の光学
系の場合に特に有効である。逆にフロント絞り方式の光
学系の場合は、絞りよりも像側の2面にアナモルフィッ
ク面を設けることが望ましい。
ック面を設けると、円形の絞りでもX軸方向の有効Fナ
ンバーとY軸方向の有効Fナンバーを等しくすることが
できる。また、このように絞りより物体側の2面にアナ
モルフィック面に設けるのはビハインド絞り方式の光学
系の場合に特に有効である。逆にフロント絞り方式の光
学系の場合は、絞りよりも像側の2面にアナモルフィッ
ク面を設けることが望ましい。
【0042】アナモルフィック面を絞り面よりも物体側
の1面と絞り面よりも像側の1面に設ける場合、絞り面
よりも物体側のアナモルフィック面と絞り面よりも像側
のアナモルフィック面の両方とも、絞り面からなるべく
離れていて軸外主光線高がなるべく高く、面への光線入
射角の大きい面に設けるのが望ましい。その理由は、次
の通りである。
の1面と絞り面よりも像側の1面に設ける場合、絞り面
よりも物体側のアナモルフィック面と絞り面よりも像側
のアナモルフィック面の両方とも、絞り面からなるべく
離れていて軸外主光線高がなるべく高く、面への光線入
射角の大きい面に設けるのが望ましい。その理由は、次
の通りである。
【0043】絞り面よりも物体側の面でX軸方向とY軸
方向の画角比を変えるためにアナモルフィック面を設け
る場合、その面が負のパワーを持つ面では、広角方向が
狭角方向より強い負のパワーを持つ必要がある。又その
面が正のパワーを持つ面では、広角方向の方が狭角方向
よりも弱い正のパワーを持つ必要がある。このようにす
れば近軸結像位置は、広角方向のほうが狭角方向よりも
像側に位置することになる。これに対し、絞り面よりも
像側の面をアナモルフィック面にしてX軸方向とY軸方
向の画角比を変える場合は、その面が正のパワーを持つ
面である時は、広角方向のほうが狭角方向よりも強い正
のパワーを持つ必要があり、負のパワーを持つ面である
時には、広角方向の方が狭角方向よりも弱い負のパワー
を持つ必要がある。このようにすれば近軸結像位置は、
広角方向のほうが狭角方向よりも物体側に位置する。し
たがって、絞り面よりも物体側の面と絞り面よりも像側
の面に1面ずつX軸方向とY軸方向の画角比を変える作
用を持つアナモルフィック面を設ければ、画角比の変化
と共にX軸方向とY軸方向の近軸結像位置のズレを補正
する作用をも合わせ持つことになる。そして前述のよう
にX軸方向とY軸方向の画角比を効率良く変えるために
は、絞り面からなるべく離れていて、軸外主光線高が高
く、面への光線入射角が大きい面に設けることが好まし
い。
方向の画角比を変えるためにアナモルフィック面を設け
る場合、その面が負のパワーを持つ面では、広角方向が
狭角方向より強い負のパワーを持つ必要がある。又その
面が正のパワーを持つ面では、広角方向の方が狭角方向
よりも弱い正のパワーを持つ必要がある。このようにす
れば近軸結像位置は、広角方向のほうが狭角方向よりも
像側に位置することになる。これに対し、絞り面よりも
像側の面をアナモルフィック面にしてX軸方向とY軸方
向の画角比を変える場合は、その面が正のパワーを持つ
面である時は、広角方向のほうが狭角方向よりも強い正
のパワーを持つ必要があり、負のパワーを持つ面である
時には、広角方向の方が狭角方向よりも弱い負のパワー
を持つ必要がある。このようにすれば近軸結像位置は、
広角方向のほうが狭角方向よりも物体側に位置する。し
たがって、絞り面よりも物体側の面と絞り面よりも像側
の面に1面ずつX軸方向とY軸方向の画角比を変える作
用を持つアナモルフィック面を設ければ、画角比の変化
と共にX軸方向とY軸方向の近軸結像位置のズレを補正
する作用をも合わせ持つことになる。そして前述のよう
にX軸方向とY軸方向の画角比を効率良く変えるために
は、絞り面からなるべく離れていて、軸外主光線高が高
く、面への光線入射角が大きい面に設けることが好まし
い。
【0044】そしてレンズ枚数が少なく、アナモルフィ
ック面を設けることのできる面の選択の余地が少ない結
像光学系にアナモルフィック面を2面設ける場合は、絞
りよりも物体側の1面と絞りよりも像側に1面とにアナ
モルフィック面を設けるようにすれば、両面とも絞り面
からなるべく離れていて軸外主光線高が高く、面への入
射角が大きい面を選ぶことが容易になる。又、アナモル
フィック面を絞り面よりも物体側の1面と絞り面よりも
像側の1面とに設けると、二つのアナモルフィック面に
よりX軸方向とY軸方向の画角比を変えることになるた
め、各アナモルフィック面のパワー負担が減り、収差を
良好に補正することが容易になる。
ック面を設けることのできる面の選択の余地が少ない結
像光学系にアナモルフィック面を2面設ける場合は、絞
りよりも物体側の1面と絞りよりも像側に1面とにアナ
モルフィック面を設けるようにすれば、両面とも絞り面
からなるべく離れていて軸外主光線高が高く、面への入
射角が大きい面を選ぶことが容易になる。又、アナモル
フィック面を絞り面よりも物体側の1面と絞り面よりも
像側の1面とに設けると、二つのアナモルフィック面に
よりX軸方向とY軸方向の画角比を変えることになるた
め、各アナモルフィック面のパワー負担が減り、収差を
良好に補正することが容易になる。
【0045】また、アナモルフィック面を少なくとも1
面設けた場合、アナモルフィック面が下記の式(9)を
満足する次の非球面係数の回転非対称非球面を少なくと
も一つ持つかまたは式(10)を満たすと、設計の自由
度が大きくなり収差を良好に補正することができる。
面設けた場合、アナモルフィック面が下記の式(9)を
満足する次の非球面係数の回転非対称非球面を少なくと
も一つ持つかまたは式(10)を満たすと、設計の自由
度が大きくなり収差を良好に補正することができる。
【0046】 ARj ≠0 かつ APj ≠0 (9) AR4 ≠0 かつ AP4 ≠0 (10) ただし、jは自然数、ARj は、アナモルフィック面
形状を表す(2)式におけるj次の回転対称非球面係数
であり、APj はアナモルフィック面形状を表す
(2)式におけるj次の回転非対称非球面係数で、又A
R4 は、アナモルフィック面形状を表す(2)式にお
ける4次の回転対称非球面係数であり、AP4は4次の
回転非対称非球面係数である。
形状を表す(2)式におけるj次の回転対称非球面係数
であり、APj はアナモルフィック面形状を表す
(2)式におけるj次の回転非対称非球面係数で、又A
R4 は、アナモルフィック面形状を表す(2)式にお
ける4次の回転対称非球面係数であり、AP4は4次の
回転非対称非球面係数である。
【0047】前述のように、結像光学系においてアナモ
ルフィック面を1面のみ用いた場合、X軸方向とY軸方
向の近軸結像位置は一致せず、像はぼけてしまう。しか
しX軸方向とY軸方向の近軸結像位置のずれ量が許容範
囲内であれば、アナモルフィック面が1面だけでも良
い。ズレ量の許容範囲は、下記条件(11)のようにな
る。
ルフィック面を1面のみ用いた場合、X軸方向とY軸方
向の近軸結像位置は一致せず、像はぼけてしまう。しか
しX軸方向とY軸方向の近軸結像位置のずれ量が許容範
囲内であれば、アナモルフィック面が1面だけでも良
い。ズレ量の許容範囲は、下記条件(11)のようにな
る。
【0048】 |Δ|<5・PX・FNOX かつ|Δ|<5・PY・FNOY (11) ただし、|Δ|は、X軸方向とY軸方向の近軸結像位置
のズレ量の絶対値である。
のズレ量の絶対値である。
【0049】前記条件(11)は、X軸方向の近軸結像
位置が、Y軸方向の焦点深度の範囲内に入っている必要
があり、かつ、Y軸方向の近軸結像位置が、X軸方向の
焦点深度の範囲内に入っている必要があることから設け
られた。しかしテレビモニターを遠くから観察するよう
な場合には、ずれ量の許容範囲は、下記式(11’)の
ようであれば良い。
位置が、Y軸方向の焦点深度の範囲内に入っている必要
があり、かつ、Y軸方向の近軸結像位置が、X軸方向の
焦点深度の範囲内に入っている必要があることから設け
られた。しかしテレビモニターを遠くから観察するよう
な場合には、ずれ量の許容範囲は、下記式(11’)の
ようであれば良い。
【0050】 |Δ|<10・PX・FNOXかつ|Δ|<10・PY・FNOY (11’) アナモルフィック面を設ける場合、少なくとも1面は、
下記条件(12)を満たす面すなわち軸外主光線高がマ
ージナル光線高よりも高い面に設けると良い。
下記条件(12)を満たす面すなわち軸外主光線高がマ
ージナル光線高よりも高い面に設けると良い。
【0051】 hs /hm ≧1 (12) ただし、hsは最大像高または広角方向の最大像高に対
する主光線高、hmはX軸方向のマージナル光線高とY
軸方向のマージナル光線高のうち高い方の光線高であ
る。ここで最大像高はX軸方向の最大像高をIHX 、
Y軸方向の最大像高をIHYとした時、(IHX 2+I
HY 2)1/2 のことであり、広角方向の最大像高は
IHX またはIHY のことである。
する主光線高、hmはX軸方向のマージナル光線高とY
軸方向のマージナル光線高のうち高い方の光線高であ
る。ここで最大像高はX軸方向の最大像高をIHX 、
Y軸方向の最大像高をIHYとした時、(IHX 2+I
HY 2)1/2 のことであり、広角方向の最大像高は
IHX またはIHY のことである。
【0052】条件(12)を満足する位置に配置された
面は、絞り面から離れており、軸外主光線高が高く、面
への光線入射角が大きい面であるため、X軸方向とY軸
方向の画角比を容易に変えることができる。
面は、絞り面から離れており、軸外主光線高が高く、面
への光線入射角が大きい面であるため、X軸方向とY軸
方向の画角比を容易に変えることができる。
【0053】さらに、結像光学系の収差を良好に補正す
るためには、または1面のみアナモルフィック面を用い
た撮像光学系の場合は、下記条件(12’)を満たす面
にアナモルフィック面を設けることが望ましい。
るためには、または1面のみアナモルフィック面を用い
た撮像光学系の場合は、下記条件(12’)を満たす面
にアナモルフィック面を設けることが望ましい。
【0054】 hs /hm ≧2.5 (12’) 通常、最も物体側のレンズまたは最も像側のレンズが上
記のようなアナモルフィック面を設けるのに適した面で
ある。これは、最も物体側の面又は最も像側の面が絞り
面から最も遠く、軸外主光線高が高い面であるからであ
る。上記の条件(12’)を満足する面をアナモルフィ
ック面にすれば撮像範囲の縦横比と像の縦横比を変える
ことができ、かつ、収差を良好に補正することができ
る。
記のようなアナモルフィック面を設けるのに適した面で
ある。これは、最も物体側の面又は最も像側の面が絞り
面から最も遠く、軸外主光線高が高い面であるからであ
る。上記の条件(12’)を満足する面をアナモルフィ
ック面にすれば撮像範囲の縦横比と像の縦横比を変える
ことができ、かつ、収差を良好に補正することができ
る。
【0055】また、アナモルフィック面が一面のみであ
れば、レンズの加工や光学系の組立が容易になりコスト
の軽減になる。
れば、レンズの加工や光学系の組立が容易になりコスト
の軽減になる。
【0056】結像光学系にアナモルフィック面を設ける
場合、アナモルフィック面が下記条件(3)を満足すれ
ばX軸方向とY軸方向の近軸結像位置を一致させること
ができる。
場合、アナモルフィック面が下記条件(3)を満足すれ
ばX軸方向とY軸方向の近軸結像位置を一致させること
ができる。
【0057】 RDY=RDX かつ AP2 =0 (3) ただし、AP2 はアナモルフィック面形状を表す
(2)式における2次の回転非対称非球面係数である。
(2)式における2次の回転非対称非球面係数である。
【0058】この条件(3)を満足するアナモルフィッ
ク面は、2次の項においてX軸方向とY軸方向の区別を
なくすことによってX軸方向とY軸方向の近軸結像位置
を一致させ、又2次以外の非球面項によってX軸方向の
歪曲収差の発生量とY軸方向の歪曲収差の発生量とに差
を持たせることによって撮像範囲の縦横比と像の縦横比
を変えることが出来る。絞り面からなるべく離れていて
軸外主光線高が高く、面への光線入射角が大きい面で
は、歪曲収差が発生しやすく、歪曲収差によってX軸方
向とY軸方向の画角比を変えることができる。したがっ
て、アナモルフィック面を設ける面としては歪曲収差の
発生量の多い面、すなわち、絞り面からなるべく離れて
いて軸外主光線高が高く、面への光線入射角が大きい絞
りより物体側の面または絞りよりも像側の面が好まし
い。また、X軸方向とY軸方向の近軸結像位置を一致さ
せるためには、アナモルフィック面が下記式(13)を
満足することが望ましく、これにより設計の自由度が大
きくなり、収差を良好に補正することができる。特にア
ナモルフィック面を1面のみ設ける場合には条件(1
3)を満たすことが望ましい。
ク面は、2次の項においてX軸方向とY軸方向の区別を
なくすことによってX軸方向とY軸方向の近軸結像位置
を一致させ、又2次以外の非球面項によってX軸方向の
歪曲収差の発生量とY軸方向の歪曲収差の発生量とに差
を持たせることによって撮像範囲の縦横比と像の縦横比
を変えることが出来る。絞り面からなるべく離れていて
軸外主光線高が高く、面への光線入射角が大きい面で
は、歪曲収差が発生しやすく、歪曲収差によってX軸方
向とY軸方向の画角比を変えることができる。したがっ
て、アナモルフィック面を設ける面としては歪曲収差の
発生量の多い面、すなわち、絞り面からなるべく離れて
いて軸外主光線高が高く、面への光線入射角が大きい絞
りより物体側の面または絞りよりも像側の面が好まし
い。また、X軸方向とY軸方向の近軸結像位置を一致さ
せるためには、アナモルフィック面が下記式(13)を
満足することが望ましく、これにより設計の自由度が大
きくなり、収差を良好に補正することができる。特にア
ナモルフィック面を1面のみ設ける場合には条件(1
3)を満たすことが望ましい。
【0059】 RDY=RDX≠∞ かつ AP2 =0 (13) アナモルフィック面を一面のみ設けた場合で、かつ、ア
ナモルフィック面が式(3)または(13)を満たす場
合であって、アナモルフィック面を絞りよりも物体側に
設ける場合には(14)式を満たし、アナモルフィック
面を絞りよりも像側に設ける場合には(15)式を満た
すことが望ましい。
ナモルフィック面が式(3)または(13)を満たす場
合であって、アナモルフィック面を絞りよりも物体側に
設ける場合には(14)式を満たし、アナモルフィック
面を絞りよりも像側に設ける場合には(15)式を満た
すことが望ましい。
【0060】 (n−n’)・AR4 ・AP4 <0 (14) (n−n’)・AR4 ・AP4 >0 (15) ただし、AR4 はアナモルフィック面形状を表す
(2)式における4次の回転対称非球面係数であり、A
P4 はアナモルフィック面形状を表す(2)式におけ
る4次の回転非対称非球面係数である。
(2)式における4次の回転対称非球面係数であり、A
P4 はアナモルフィック面形状を表す(2)式におけ
る4次の回転非対称非球面係数である。
【0061】絞りよりも物体側に設けたアナモルフィッ
ク面が条件(14)を満足し、負のパワーを持つ面の場
合、広角方向の方が狭角方向に比べて、主光線に対する
負の屈折力の作用がより強くなる。同様に、正のパワー
を持つ面の場合は、広角方向の方が狭角方向に比べて、
主光線に対する正の屈折力の作用がより弱くなる。又絞
りよりも像側に設けたアナモルフィック面が条件(1
5)を満足し、負のパワーを持つ場合、広角方向の方が
狭角方向に比べて、主光線に対する負の屈折力の作用が
より弱くなる。同様に、正のパワーを持つ面の場合は、
広角方向の方が狭角方向に比べて、主光線に対する正の
屈折力の作用がより強くなる。
ク面が条件(14)を満足し、負のパワーを持つ面の場
合、広角方向の方が狭角方向に比べて、主光線に対する
負の屈折力の作用がより強くなる。同様に、正のパワー
を持つ面の場合は、広角方向の方が狭角方向に比べて、
主光線に対する正の屈折力の作用がより弱くなる。又絞
りよりも像側に設けたアナモルフィック面が条件(1
5)を満足し、負のパワーを持つ場合、広角方向の方が
狭角方向に比べて、主光線に対する負の屈折力の作用が
より弱くなる。同様に、正のパワーを持つ面の場合は、
広角方向の方が狭角方向に比べて、主光線に対する正の
屈折力の作用がより強くなる。
【0062】アナモルフィック面が(3)または(1
3)式を満たすとき、絞りよりも物体側に設けたアナモ
ルフィック面が(14)式を満たす場合、絞りよりも像
側に設けたアナモルフィック面が(15)式を満たす場
合のいずれの場合も広角方向の方が狭角方向に比べてよ
り強い負の歪曲収差を発生する。したがって、撮像範囲
の縦横比と像の縦横比を効率良く変えることができる。
特に、縦長又は横長の撮像範囲をほぼ正方形の像に変え
る場合には効果的である。
3)式を満たすとき、絞りよりも物体側に設けたアナモ
ルフィック面が(14)式を満たす場合、絞りよりも像
側に設けたアナモルフィック面が(15)式を満たす場
合のいずれの場合も広角方向の方が狭角方向に比べてよ
り強い負の歪曲収差を発生する。したがって、撮像範囲
の縦横比と像の縦横比を効率良く変えることができる。
特に、縦長又は横長の撮像範囲をほぼ正方形の像に変え
る場合には効果的である。
【0063】ここで、図1に示すような結像光学系つま
り、物体側より順に、負の第1レンズ群G1 と正の第2
レンズ群G2 と絞りSと正の第3レンズ群G3 とにて構
成された結像光学系において、画角を広角にしているの
は主として第1レンズ群G1 である。そのため縦方向と
横方向とで画角が異なるようにするため、第1レンズ群
G1 にアナモルフィックレンズを用いて、広角方向に強
い負の屈折力を、狭角方向に弱い負の屈折力を持たせて
ある。また、広角方向と狭角方向との結像位置をそろえ
るためには、第2レンズ群G2 または第3レンズ群G3
にもアナモルフィックレンズを用いればよい。
り、物体側より順に、負の第1レンズ群G1 と正の第2
レンズ群G2 と絞りSと正の第3レンズ群G3 とにて構
成された結像光学系において、画角を広角にしているの
は主として第1レンズ群G1 である。そのため縦方向と
横方向とで画角が異なるようにするため、第1レンズ群
G1 にアナモルフィックレンズを用いて、広角方向に強
い負の屈折力を、狭角方向に弱い負の屈折力を持たせて
ある。また、広角方向と狭角方向との結像位置をそろえ
るためには、第2レンズ群G2 または第3レンズ群G3
にもアナモルフィックレンズを用いればよい。
【0064】また、この結像光学系は、第1レンズ群G
1 の負の屈折力を持つ面で内向性のコマ収差が大きく発
生する。このコマ収差を補正するためには、絞りSより
も物体側の正の屈折力を持つ面で外向性のコマ収差を発
生させて補正すればよい。しかし第1レンズ群G1 の負
の屈折力を持つ面は、アナモルフィック面であるため、
コマ収差の発生量は縦方向と横方向とで異なる。そのた
め、絞りSよりも物体側の正の屈折力を持つアナモルフ
ィック面を設けて縦方向と横方向のコマ収差を同時に良
好に補正している。
1 の負の屈折力を持つ面で内向性のコマ収差が大きく発
生する。このコマ収差を補正するためには、絞りSより
も物体側の正の屈折力を持つ面で外向性のコマ収差を発
生させて補正すればよい。しかし第1レンズ群G1 の負
の屈折力を持つ面は、アナモルフィック面であるため、
コマ収差の発生量は縦方向と横方向とで異なる。そのた
め、絞りSよりも物体側の正の屈折力を持つアナモルフ
ィック面を設けて縦方向と横方向のコマ収差を同時に良
好に補正している。
【0065】上述のようなアナモルフィック面を設けた
結像光学系により形成される像は、縦と横とで結像倍率
が異なるので、そのまま通常の観察方法で観察すると、
像が縦長又は横長になり自然な観察像が得られない。そ
のため図3に示すような撮像装置が考えられる。つま
り、アナモルフィックレンズを設けた結像光学系1によ
り観察物体10の像を例えばCCDのような固体撮像素
子11上に結像する。このとき結像光学系の結像倍率
は、アナモルフィック面のために縦方向と横方向とで異
なる。この固体撮像素子上に結像した像は、電気的な映
像信号に変換され画像処理装置12に送られる。画像処
理装置に送られた信号は、ここで縦横をそれぞれ異なる
倍率で電気的に拡大又は縮小されて表示装置13上に縦
横比の正常な像14となって表示される。表示装置上で
正常な観察像を得るためには、結像光学系1の縦横の結
像倍率を夫々βoX,βoYとし、画像処理装置上での電気
的な拡大倍率を夫々βeX,βeYとした時には正常な観察
像を得るためには、夫々の倍率を下記のように設定すれ
ばよい。
結像光学系により形成される像は、縦と横とで結像倍率
が異なるので、そのまま通常の観察方法で観察すると、
像が縦長又は横長になり自然な観察像が得られない。そ
のため図3に示すような撮像装置が考えられる。つま
り、アナモルフィックレンズを設けた結像光学系1によ
り観察物体10の像を例えばCCDのような固体撮像素
子11上に結像する。このとき結像光学系の結像倍率
は、アナモルフィック面のために縦方向と横方向とで異
なる。この固体撮像素子上に結像した像は、電気的な映
像信号に変換され画像処理装置12に送られる。画像処
理装置に送られた信号は、ここで縦横をそれぞれ異なる
倍率で電気的に拡大又は縮小されて表示装置13上に縦
横比の正常な像14となって表示される。表示装置上で
正常な観察像を得るためには、結像光学系1の縦横の結
像倍率を夫々βoX,βoYとし、画像処理装置上での電気
的な拡大倍率を夫々βeX,βeYとした時には正常な観察
像を得るためには、夫々の倍率を下記のように設定すれ
ばよい。
【0066】βoX・βeX≒βoY・βeY 固体撮像素子上に結像した像を電気的に変形、拡大等を
行なう場合、画像処理装置で像を変形する以外にテレビ
モニター上で像を変形、拡大等を行なっても良い。画像
処理装置12において座標変換を行ない、歪曲収差を電
気的に補正することも可能である。その際、X軸方向の
歪曲収差とY軸方向の歪曲収差とを独立して補正を行な
い、それぞれの軸方向の歪曲収差を良好に補正すること
がより望ましい。歪曲収差を電気的に除去しきれない場
合でも、X軸方向とY軸方向の歪曲収差の発生量がほぼ
等しくなるように補正できれば良い。
行なう場合、画像処理装置で像を変形する以外にテレビ
モニター上で像を変形、拡大等を行なっても良い。画像
処理装置12において座標変換を行ない、歪曲収差を電
気的に補正することも可能である。その際、X軸方向の
歪曲収差とY軸方向の歪曲収差とを独立して補正を行な
い、それぞれの軸方向の歪曲収差を良好に補正すること
がより望ましい。歪曲収差を電気的に除去しきれない場
合でも、X軸方向とY軸方向の歪曲収差の発生量がほぼ
等しくなるように補正できれば良い。
【0067】
【実施例】次に本発明の結像光学系の各実施例を示す。 実施例1 Y軸方向 有効Fナンバー=4.582 ,倍率=-0.1552 ,像高=0.472 画角=53.3°,物体距離=6.05 r1 =∞ d1 =0.3312 n1 =1.88300 ν1 =40.78 r2 =0.8910 d2 =0.3943 r3 =2.4186 d3 =0.6835 n2 =1.77250 ν2 =49.60 r4 =-1.1870 d4 =0.1314 r5 =∞(絞り) d5 =0.2103 n3 =1.52287 ν3 =59.89 r6 =∞ d6 =0.0158 r7 =∞ d7 =0.8412 n4 =1.51400 ν4 =73.00 r8 =∞ d8 =0.2734 r9 =1.8497 d9 =0.5836 n5 =1.77250 ν5 =49.60 r10=-0.7072 d10=0.1682 n6 =1.84666 ν6 =23.78 r11=-3.9039 d11=0.2051 r12=∞ d12=0.6730 n7 =1.51633 ν7 =64.15 r13=∞ d13=0.2103 n8 =1.52287 ν8 =59.89 r14=∞ X軸方向 有効Fナンバー=4.612 ,倍率=-0.1058 ,像高=0.47
2 画角=84.5°,物体距離=6.05 r2 =0.4227 r4 =-0.8544 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第2面 hs/hm=2.03 第4面 hs/hm=0.23
2 画角=84.5°,物体距離=6.05 r2 =0.4227 r4 =-0.8544 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第2面 hs/hm=2.03 第4面 hs/hm=0.23
【0068】実施例2 Y軸方向 有効Fナンバー=4.582 ,倍率=-0.1573 ,像高=0.466 画角=54.3°,物体距離=5.97 r1 =∞ d1 =0.3268 n1 =1.88300 ν1 =40.78 r2 =0.9070(非球面) d2 =0.3890 r3 =2.3860 d3 =0.6743 n2 =1.77250 ν2 =49.60 r4 =-1.1917 (非球面)d4 =0.1297 r5 =∞(絞り) d5 =0.2075 n3 =1.52287 ν3 =59.89 r6 =∞ d6 =0.0156 r7 =∞ d7 =0.8299 n4 =1.51400 ν4 =73.00 r8 =∞ d8 =0.2697 r9 =1.8248 d9 =0.5758 n5 =1.77250 ν5 =49.60 r10=-0.6976 d10=0.1660 n6 =1.84666 ν6 =23.78 r11=-3.8513 d11=0.2023 r12=∞ d12=0.6639 n7 =1.51633 ν7 =64.15 r13=∞ d13=0.2075 n8 =1.52287 ν8 =59.89 r14=∞ 非球面係数 (第2面) AR2 =0 ,AR4 =2.9038×10-1,AR6 ,AR8 ,
AR10は 0 (第4面) AR2 =0 ,AR4 =5.4170×10-2,AR6 ,AR8 ,
AR10は 0 X軸方向 有効Fナンバー=4.579 ,倍率=-0.1058 ,像高=0.46
6 画角=85.3°,物体距離=5.97 r2 =0.4170 r4 =-0.8429 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 非球面係数 (第2面) AP2 =0 ,AP4 =1.4400×10-1,AP6 ,AP8 ,
AP10は 0 (第4面) AP2 =0 ,AP4 =2.7409×10-1,AP6 ,AP8 ,
AP10は 0 (n−1)ARi ・APi =0.0369 (第2面)、0.011
5(第4面) 第2面 hs/hm=2.84 第4面 hs/hm=0.34
AR10は 0 (第4面) AR2 =0 ,AR4 =5.4170×10-2,AR6 ,AR8 ,
AR10は 0 X軸方向 有効Fナンバー=4.579 ,倍率=-0.1058 ,像高=0.46
6 画角=85.3°,物体距離=5.97 r2 =0.4170 r4 =-0.8429 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 非球面係数 (第2面) AP2 =0 ,AP4 =1.4400×10-1,AP6 ,AP8 ,
AP10は 0 (第4面) AP2 =0 ,AP4 =2.7409×10-1,AP6 ,AP8 ,
AP10は 0 (n−1)ARi ・APi =0.0369 (第2面)、0.011
5(第4面) 第2面 hs/hm=2.84 第4面 hs/hm=0.34
【0069】実施
例3 Y軸方向 有効Fナンバー=4.582 ,倍率=-0.1372 ,像高=0.441 画角=49.4°,物体距離=6.84 r1 =∞ d1 =0.3746 n1 =1.88300 ν1 =40.78 r2 =0.7887(非球面) d2 =0.4459 r3 =2.7350 d3 =0.7729 n2 =1.77250 ν2 =49.60 r4 =-1.1589 (非球面)d4 =0.1486 r5 =∞(絞り) d5 =0.2378 n3 =1.52287 ν3 =59.89 r6 =∞ d6 =0.0178 r7 =∞ d7 =0.9513 n4 =1.51400 ν4 =73.00 r8 =∞ d8 =0.3092 r9 =2.0917 d9 =0.6600 n5 =1.77250 ν5 =49.60 r10=-0.7997 d10=0.1903 n6 =1.84666 ν6 =23.78 r11=-4.4147 d11=0.2319 r12=∞ d12=0.7610 n7 =1.51633 ν7 =64.15 r13=∞ d13=0.2378 n8 =1.52287 ν8 =59.89 r14=∞ 非球面係数 (第2面) AR2 =0 ,AR4 =-7.8630 ×10-1,AR6 ,AR
8 ,AR10は 0 (第4面) AR2 =0 ,AR4 =4.0436×10-2,AR6 ,AR8 ,
AR10は 0 X軸方向 有効Fナンバー=4.479 ,倍率=-0.0781 ,像高=0.44
1 画角=93.3°,物体距離=6.84 r2 =0.3132 r4 =-0.8095 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 非球面係数 (第2面) AP2 =0 ,AP4 =-6.7458 ×10-1,AP6 ,AP
8 ,AP10は 0 (第4面) AP2 =0 ,AP4 =2.4043,AP6 ,AP8 ,AP10
は 0 (n−1)ARi ・APi =0.468 (第2面)、0.0751
(第4面) 第2面 hs/hm=2.65 第4面 hs/hm=0.27
例3 Y軸方向 有効Fナンバー=4.582 ,倍率=-0.1372 ,像高=0.441 画角=49.4°,物体距離=6.84 r1 =∞ d1 =0.3746 n1 =1.88300 ν1 =40.78 r2 =0.7887(非球面) d2 =0.4459 r3 =2.7350 d3 =0.7729 n2 =1.77250 ν2 =49.60 r4 =-1.1589 (非球面)d4 =0.1486 r5 =∞(絞り) d5 =0.2378 n3 =1.52287 ν3 =59.89 r6 =∞ d6 =0.0178 r7 =∞ d7 =0.9513 n4 =1.51400 ν4 =73.00 r8 =∞ d8 =0.3092 r9 =2.0917 d9 =0.6600 n5 =1.77250 ν5 =49.60 r10=-0.7997 d10=0.1903 n6 =1.84666 ν6 =23.78 r11=-4.4147 d11=0.2319 r12=∞ d12=0.7610 n7 =1.51633 ν7 =64.15 r13=∞ d13=0.2378 n8 =1.52287 ν8 =59.89 r14=∞ 非球面係数 (第2面) AR2 =0 ,AR4 =-7.8630 ×10-1,AR6 ,AR
8 ,AR10は 0 (第4面) AR2 =0 ,AR4 =4.0436×10-2,AR6 ,AR8 ,
AR10は 0 X軸方向 有効Fナンバー=4.479 ,倍率=-0.0781 ,像高=0.44
1 画角=93.3°,物体距離=6.84 r2 =0.3132 r4 =-0.8095 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 非球面係数 (第2面) AP2 =0 ,AP4 =-6.7458 ×10-1,AP6 ,AP
8 ,AP10は 0 (第4面) AP2 =0 ,AP4 =2.4043,AP6 ,AP8 ,AP10
は 0 (n−1)ARi ・APi =0.468 (第2面)、0.0751
(第4面) 第2面 hs/hm=2.65 第4面 hs/hm=0.27
【0070】実施例4 Y軸方向 有効Fナンバー=4.582 ,倍率=-0.1525 ,像高=0.476 画角=54.5°,物体距離=6.10 r1 =∞ d1 =0.3342 n1 =1.88300 ν1 =40.78 r2 =1.4318 d2 =0.3978 r3 =-2.8426 d3 =0.6895 n2 =1.77250 ν2 =49.60 r4 =-0.8619 d4 =0.1326 r5 =∞(絞り) d5 =0.2122 n3 =1.52287 ν3 =59.89 r6 =∞ d6 =0.0159 r7 =∞ d7 =0.8487 n4 =1.51400 ν4 =73.00 r8 =∞ d8 =0.2758 r9 =1.8660 d9 =0.5888 n5 =1.77250 ν5 =49.60 r10=-0.7134 d10=0.1697 n6 =1.84666 ν6 =23.78 r11=-3.9383 d11=0.2069 r12=∞ d12=0.6789 n7 =1.51633 ν7 =64.15 r13=∞ d13=0.2122 n8 =1.52287 ν8 =59.89 r14=∞ X軸方向 有効Fナンバー=4.666 ,倍率=-0.1058 ,像高=0.47
6 画角=84.5°,物体距離=6.10 r2 =0.4265 r3 =2.4399 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第2面 hs/hm=2.07 第3面 hs/hm=1.04
6 画角=84.5°,物体距離=6.10 r2 =0.4265 r3 =2.4399 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第2面 hs/hm=2.07 第3面 hs/hm=1.04
【0071】実施例5 Y軸方向 有効Fナンバー=10.000,倍率=-0.1572 ,像高=0.474 画角=54.1°,物体距離=6.07 r1 =∞ d1 =0.3327 n1 =1.88300 ν1 =40.78 r2 =0.4246 d2 =0.3961 r3 =0.5234 d3 =0.6865 n2 =1.77250 ν2 =49.60 r4 =14.0803 d4 =0.1320 r5 =∞(絞り) d5 =0.2112 n3 =1.52287 ν3 =59.89 r6 =∞ d6 =0.0158 r7 =∞ d7 =0.8449 n4 =1.51400 ν4 =73.00 r8 =∞ d8 =0.2746 r9 =1.8578 d9 =0.5862 n5 =1.77250 ν5 =49.60 r10=-0.7103 d10=0.1690 n6 =1.84666 ν6 =23.78 r11=-3.9210 d11=0.2060 r12=∞ d12=0.6759 n7 =1.51633 ν7 =64.15 r13=∞ d13=0.2112 n8 =1.52287 ν8 =59.89 r14=∞ X軸方向 有効Fナンバー=10.236,倍率=-0.1058 ,像高=0.47
4 画角=98.9°,物体距離=6.07 r3=2.4291 r4 =-0.8581 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第3面 hs/hm=1.89 第4面 hs/hm=0.55
4 画角=98.9°,物体距離=6.07 r3=2.4291 r4 =-0.8581 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第3面 hs/hm=1.89 第4面 hs/hm=0.55
【0072】実施例6 Y軸方向 有効Fナンバー=4.582 ,倍率=-0.1051 ,像高=0.432 画角=49.8°,物体距離=8.94 r1 =∞ d1 =0.4900 n1 =1.88300 ν1 =40.78 r2 =0.6464 d2 =0.5834 r3 =3.5778 d3 =1.0111 n2 =1.77250 ν2 =49.60 r4 =-1.2639 d4 =0.1944 r5 =∞(絞り) d5 =0.3111 n3 =1.52287 ν3 =59.89 r6 =∞ d6 =0.0233 r7 =∞ d7 =1.2445 n4 =1.51400 ν4 =73.00 r8 =∞ d8 =0.4044 r9 =2.7362 d9 =0.8633 n5 =1.77250 ν5 =49.60 r10=-1.0461 d10=0.2489 n6 =1.84666 ν6 =23.78 r11=-5.1680 d11=0.3033 r12=∞ d12=0.9956 n7 =1.51633 ν7 =64.15 r13=∞ d13=0.3111 n8 =1.52287 ν8 =59.89 r14=∞ X軸方向 有効Fナンバー=4.582 ,倍率=-0.0637 ,像高=0.43
2 画角=93.10 °,物体距離=8.94 r2 =0.4570 r11=-2.0177 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第2面 hs/hm=3.13 第11面 hs/hm=3.66
2 画角=93.10 °,物体距離=8.94 r2 =0.4570 r11=-2.0177 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第2面 hs/hm=3.13 第11面 hs/hm=3.66
【0073】実施例7 Y軸方向 有効Fナンバー=4.698 ,倍率=-0.141 ,像高=0.488 画角=56.3°,物体距離=6.739 r1 =∞ d1 =0.3428 n1 =1.88300 ν1 =40.78 r2 =0.8112(非球面) d2 =0.5982 r3 =2.5000 d3 =0.7065 n2 =1.77250 ν2 =49.60 r4 =-1.1202 d4 =0.1359 r5 =∞(絞り) d5 =0.2174 n3 =1.52287 ν3 =59.89 r6 =∞ d6 =0.0163 r7 =∞ d7 =0.8695 n4 =1.51400 ν4 =73.00 r8 =∞ d8 =0.2826 r9 =1.8811 d9 =0.6032 n5 =1.77250 ν5 =49.60 r10=-0.7310 d10=0.1739 n6 =1.84666 ν6 =23.78 r11=-5.7123 (非球面)d11=0.2120 r12=∞ d12=0.9656 n7 =1.51633 ν7 =64.15 r13=∞ d13=0.2174 n8 =1.52287 ν8 =59.89 r14=∞ 非球面係数 (第2面) AR2 =0 ,AR4 =5.2315×10-1 ,AR6 =AR8
=AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =-9.6676 ×10-2 ,AP6 =AP
8 =AP10=0 (第11面) AR2 =0 ,AR4 =4.8750×10-2 ,AR6 =AR8
=AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =-2.9067 ×10-1 ,AP6 =AP
8 =AP10=0 X軸方向 有効Fナンバー=2.719 ,倍率=-0.082 ,像高=0.48
8 画角=112.4 °,物体距離=6.739 r2 =0.5404 r12=-1.4155 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第2面 hS /hm =3.42 第11面 hS /hm =5.40
=AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =-9.6676 ×10-2 ,AP6 =AP
8 =AP10=0 (第11面) AR2 =0 ,AR4 =4.8750×10-2 ,AR6 =AR8
=AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =-2.9067 ×10-1 ,AP6 =AP
8 =AP10=0 X軸方向 有効Fナンバー=2.719 ,倍率=-0.082 ,像高=0.48
8 画角=112.4 °,物体距離=6.739 r2 =0.5404 r12=-1.4155 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第2面 hS /hm =3.42 第11面 hS /hm =5.40
【0074】実施例8 Y軸方向 有効Fナンバー=4.579 ,倍率=-0.171 ,像高=0.401 画角=46.4°,物体距離=5.541 r1 =∞ d1 =0.3128 n1 =1.88300 ν1 =40.78 r2 =1.4291(非球面) d2 =0.3351 r3 =3.4646 d3 =0.5809 n2 =1.77250 ν2 =49.60 r4 =-1.0057 d4 =0.0804 r5 =∞(絞り) d5 =0.1787 n3 =1.52287 ν3 =59.89 r6 =∞ d6 =0.0134 r7 =∞ d7 =0.7149 n4 =1.51400 ν4 =73.00 r8 =∞ d8 =0.0946 r9 =3.6485(非球面) d9 =0.4960 n5 =1.77250 ν5 =49.60 r10=-0.6010 d10=0.1430 n6 =1.84666 ν6 =23.78 r11=-1.8444 d11=0.1743 r12=∞ d12=0.5720 n7 =1.51633 ν7 =64.15 r13=∞ d13=0.1787 n8 =1.52287 ν8 =59.89 r14=∞ 非球面係数 (第2面) AR2 =0 ,AR4 =1.0875 ,AR6 =AR8 =AR
10=0 AP2 =0 ,AP4 =-2.1512 ×10-1 ,AP6 =AP
8 =AP10=0 (第9面) AR2 =0 ,AR4 =5.1840×10-2 ,AR6 =AR8
=AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =9.0022×10-1 ,AP6 =AP8
=AP10=0 X軸方向 有効Fナンバー=2.777 ,倍率=-0.104 ,像高=0.40
1 画角=91.0°,物体距離=5.541 r2 =1.4291 r10=3.6485 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第2面 hS /hm =2.98 第9面 hS /hm =3.01
10=0 AP2 =0 ,AP4 =-2.1512 ×10-1 ,AP6 =AP
8 =AP10=0 (第9面) AR2 =0 ,AR4 =5.1840×10-2 ,AR6 =AR8
=AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =9.0022×10-1 ,AP6 =AP8
=AP10=0 X軸方向 有効Fナンバー=2.777 ,倍率=-0.104 ,像高=0.40
1 画角=91.0°,物体距離=5.541 r2 =1.4291 r10=3.6485 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第2面 hS /hm =2.98 第9面 hS /hm =3.01
【0075】実施例9 Y軸方向 有効Fナンバー=4.545 ,倍率=-0.1238 ,像高=0.547 画角=61.8°,物体距離=7.551 r1 =∞ d1 =0.3836 n1 =1.88300 ν1 =40.78 r2 =0.7332 d2 =1.0246 r3 =2.1101 d3 =0.4040 n2 =1.77250 ν2 =49.60 r4 =-1.6805 (非球面)d4 =0.1136 r5 =∞(絞り) d5 =0.2436 n3 =1.52287 ν3 =59.89 r6 =∞ d6 =0.0183 r7 =∞ d7 =0.9743 n4 =1.51400 ν4 =73.00 r8 =∞ d8 =0.2436 r9 =-4.2924 (非球面)d9 =0.6759 n5 =1.77250 ν5 =49.60 r10=-0.8190 d10=0.1948 n6 =1.84666 ν6 =23.78 r11=-1.6087 d11=0.7744 r12=∞ d12=0.7794 n7 =1.51633 ν7 =64.15 r13=∞ d13=0.2436 n8 =1.52287 ν8 =59.89 r14=∞ 非球面係数 (第4面) AR2 =0 ,AR4 =8.8928×10-3 ,AR6 =AR8
=AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =1.0910 ,AP6 =AP8 =AP
10=0 (第9面) AR2 =0 ,AR4 =-1.0133 ×10-1 ,AR6 =AR
8 =AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =1.2277×10-1 ,AP6 =AP8
=AP10=0 X軸方向 有効Fナンバー=2.829 ,倍率=-0.077 ,像高=0.54
7 画角=113.2 °,物体距離=7.551 r5 =-6.9310 r10=2.5556 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第4面 hS /hm =0.20 第9面 hS /hm =1.74
=AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =1.0910 ,AP6 =AP8 =AP
10=0 (第9面) AR2 =0 ,AR4 =-1.0133 ×10-1 ,AR6 =AR
8 =AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =1.2277×10-1 ,AP6 =AP8
=AP10=0 X軸方向 有効Fナンバー=2.829 ,倍率=-0.077 ,像高=0.54
7 画角=113.2 °,物体距離=7.551 r5 =-6.9310 r10=2.5556 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第4面 hS /hm =0.20 第9面 hS /hm =1.74
【0076】実施例10 Y軸方向 有効Fナンバー=4.386 ,倍率=-0.115 ,像高=0.593 画角=67.0°,物体距離=8.188 r1 =∞ d1 =0.1434 n1 =1.76200 ν1 =40.10 r2 =0.6133 d2 =0.4319 r3 =3.9204(非球面) d3 =1.1416 n2 =1.88300 ν2 =40.78 r4 =-1.1771 d4 =0.5773 r5 =∞(絞り) d5 =0.2641 n3 =1.52287 ν3 =59.89 r6 =∞ d6 =0.0198 r7 =∞ d7 =1.0565 n4 =1.51400 ν4 =73.00 r8 =∞ d8 =0.1321 r9 =-12.3000(非球面)d9 =0.4792 n5 =1.80300 ν5 =46.66 r10=-0.7353 d10=0.2113 n6 =1.84666 ν6 =23.78 r11=-1.4864 d11=0.1799 r12=∞ d12=0.8452 n7 =1.51633 ν7 =64.15 r13=∞ d13=0.2642 n8 =1.52287 ν8 =59.89 r14=∞ 非球面係数 (第3面) AR2 =0 ,AR4 =-1.5164 ×10-2 ,AR6 =AR
8 =AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =1.0504 ,AP6 =AP8 =AP
10=0 (第9面) AR2 =0 ,AR4 =-1.2412 ×10-1 ,AR6 =AR
8 =AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =-2.0442 ×10-1 ,AP6 =AP
8 =AP10=0 X軸方向 有効Fナンバー=2.474 ,倍率=-0.0647 ,像高=0.59
3 画角=120.2 °,物体距離=8.188 r3 =-5.5254 r9 =2.3948 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第3面 hS /hm =2.73 第9面 hS /hm =3.37
8 =AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =1.0504 ,AP6 =AP8 =AP
10=0 (第9面) AR2 =0 ,AR4 =-1.2412 ×10-1 ,AR6 =AR
8 =AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =-2.0442 ×10-1 ,AP6 =AP
8 =AP10=0 X軸方向 有効Fナンバー=2.474 ,倍率=-0.0647 ,像高=0.59
3 画角=120.2 °,物体距離=8.188 r3 =-5.5254 r9 =2.3948 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第3面 hS /hm =2.73 第9面 hS /hm =3.37
【0077】実施例11 Y軸方向 有効Fナンバー=4.575 ,倍率=-0.140 ,像高=0.497 画角=54.8°,物体距離=6.868 r1 =∞ d1 =0.3489 n1 =1.88300 ν1 =40.78 r2 =0.5645 d2 =0.3450 r3 =4.1758 d3 =0.5696 n2 =1.77250 ν2 =49.60 r4 =-1.8983 d4 =0.2378 r5 =∞(絞り) d5 =0.2215 n3 =1.52287 ν3 =59.89 r6 =∞ d6 =0.0167 r7 =∞ d7 =0.8861 n4 =1.51400 ν4 =73.00 r8 =∞ d8 =0.2030 r9 =1.0302(非球面) d9 =0.8792 n5 =1.77250 ν5 =49.60 r10=-0.7449 d10=0.5454 n6 =1.84666 ν6 =23.78 r11=5.4426(非球面) d11=0.9817 r12=∞ d12=0.7089 n7 =1.51633 ν7 =64.15 r13=∞ d13=0.2215 n8 =1.52287 ν8 =59.89 r14=∞ 非球面係数 (第9面) AR2 =0 ,AR4 =-7.0669 ×10-4 ,AR6 =AR
8 =AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =8.7738 ,AP6 =AP8 =AP
10=0 (第11面) AR2 =0 ,AR4 =1.7565×10-1 ,AR6 =AR8
=AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =3.5894×10-1 ,AP6 =AP8
=AP10=0 X軸方向 有効Fナンバー=2.794 ,倍率=-0.0853 ,像高=0.49
7 画角=94.8°,物体距離=6.868 r10=2.7370 r12=-1.2985 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第9面 hS /hm =1.45 第11面 hS /hm =1.30
8 =AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =8.7738 ,AP6 =AP8 =AP
10=0 (第11面) AR2 =0 ,AR4 =1.7565×10-1 ,AR6 =AR8
=AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =3.5894×10-1 ,AP6 =AP8
=AP10=0 X軸方向 有効Fナンバー=2.794 ,倍率=-0.0853 ,像高=0.49
7 画角=94.8°,物体距離=6.868 r10=2.7370 r12=-1.2985 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) 第9面 hS /hm =1.45 第11面 hS /hm =1.30
【0078】実施例12 Y軸方向 有効Fナンバー=4.529 ,倍率=-0.109 ,像高=0.627 画角=73.0°,物体距離=8.659 r1 =∞ d1 =0.4399 n1 =1.88300 ν1 =40.78 r2 =0.7188(非球面) d2 =0.5237 r3 =2.3810 d3 =0.9078 n2 =1.68600 ν2 =49.16 r4 =-1.0582 d4 =0.1746 r5 =∞(絞り) d5 =0.2793 n3 =1.52287 ν3 =59.89 r6 =∞ d6 =0.0209 r7 =∞ d7 =1.1172 n4 =1.51400 ν4 =73.00 r8 =∞ d8 =0.3631 r9 =2.4565 d9 =0.7751 n5 =1.77250 ν5 =49.60 r10=-0.9392 d10=0.2234 n6 =1.84666 ν6 =23.78 r11=-5.1847 d11=0.2723 r12=∞ d12=0.8938 n7 =1.51633 ν7 =64.15 r13=∞ d13=0.2793 n8 =1.52287 ν8 =59.89 r14=∞ 非球面係数 (第2面) AR2 =AR4 =AR6 =AR8 =AR10=0 AP2 =AP4 =AP6 =AP8 =AP10=0 X軸方向 有効Fナンバー=3.985 ,倍率=-0.096 ,像高=0.627 画角=97.0°,物体距離=8.66 r2 =0.5171 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) hS /hm =3.79
【0079】実施例13 Y軸方向 有効Fナンバー=4.532 ,倍率=-0.105 ,像高=0.648 画角=75.0°,物体距離=8.947 r1 =6.0273(非球面) d1 =0.4546 n1 =1.88300 ν1 =40.78 r2 =0.5801 d2 =0.5411 r3 =3.3190 d3 =0.9380 n2 =1.77250 ν2 =49.60 r4 =-1.1725 d4 =0.1804 r5 =∞(絞り) d5 =0.2886 n3 =1.52287 ν3 =59.89 r6 =∞ d6 =0.0216 r7 =∞ d7 =1.1544 n4 =1.51400 ν4 =73.00 r8 =∞ d8 =0.3752 r9 =3.8589 d9 =0.8009 n5 =1.77250 ν5 =49.60 r10=-0.9704 d10=0.2309 n6 =1.84666 ν6 =23.78 r11=-2.7415 d11=0.2814 r12=∞ d12=0.9235 n7 =1.51633 ν7 =64.15 r13=∞ d13=0.2886 n8 =1.52287 ν8 =59.89 r14=∞ 非球面係数 (第1面) AR2 =0 ,AR4 =2.5760×10-3 ,AR6 =AR8
=AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =1.4743×10-7 ,AP6 =AP8
=AP10=0 X軸方向 有効Fナンバー=3.964 ,倍率=-0.091 ,像高=0.648 画角=97.8°,物体距離=8.947 r1 =-8.8293 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) hS /hm =7.34
=AR10=0 AP2 =0 ,AP4 =1.4743×10-7 ,AP6 =AP8
=AP10=0 X軸方向 有効Fナンバー=3.964 ,倍率=-0.091 ,像高=0.648 画角=97.8°,物体距離=8.947 r1 =-8.8293 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) hS /hm =7.34
【0080】実施例14 Y軸方向 有効Fナンバー=4.517 ,倍率=-0.110 ,像高=0.627 画角=73.0°,物体距離=8.662 r1 =∞ d1 =0.4401 n1 =1.88300 ν1 =40.78 r2 =0.5616 d2 =0.5239 r3 =3.2134 d3 =0.9081 n2 =1.77250 ν2 =49.60 r4 =-1.1352 d4 =0.1746 r5 =∞ (絞り) d5 =0.2794 n3 =1.52287 ν3 =59.89 r6 =∞ d6 =0.0210 r7 =∞ d7 =1.1177 n4 =1.51400 ν4 =73.00 r8 =∞ d8 =0.3633 r9 =2.4575 d9 =0.7754 n5 =1.77250 ν5 =49.60 r10=-0.8309 d10=0.2235 n6 =1.91536 ν6 =21.17 r11=-5.5603 (非球面)d11=0.2724 r12=∞ d12=0.8942 n7 =1.51633 ν7 =64.15 r13=∞ d13=0.2794 n8 =1.52287 ν8 =59.89 r14=∞ 非球面係数 (第11面) AR2 =AR4 =AR6 =AR8 =AR10=0 AP2 =AP4 =AP6 =AP8 =AP10=0 X軸方向 有効Fナンバー=3.432 ,倍率=-0.084 ,像高=0.627 画角=100.0 °,物体距離=8.66 r12=-2.1668 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) hS /hm =5.73
【0081】実施例15 Y軸方向 有効Fナンバー=4.535 ,倍率=-0.099 ,像高=0.689 画角=86.0°,物体距離=9.601 r1 =∞ d1 =0.4878 n1 =1.88300 ν1 =40.78 r2 =0.6225(非球面) d2 =0.5807 r3 =3.5616 d3 =1.0066 n2 =1.77250 ν2 =49.60 r4 =-1.2582 d4 =0.1936 r5 =∞(絞り) d5 =0.3097 n3 =1.52287 ν3 =59.89 r6 =∞ d6 =0.0232 r7 =∞ d7 =1.2388 n4 =1.51400 ν4 =73.00 r8 =∞ d8 =0.4026 r9 =2.7239 d9 =0.8594 n5 =1.77250 ν5 =49.60 r10=-1.0414 d10=0.2478 n6 =1.84666 ν6 =23.78 r11=-5.7490 d11=0.3020 r12=∞ d12=0.9911 n7 =1.51633 ν7 =64.15 r13=∞ d13=0.3097 n8 =1.52287 ν8 =59.89 r14=∞ 非球面係数 (第2面) AR2 =0 ,AR4 =2.5301×10-1 ,AR6 =-3.942
6 ×10-1 AR8 =-4.8818 ×10-1 ,AR10=-8.6456 AP2 =0 ,AP4 =-2.1277 ,AP6 =-7.5511 ×
10-6 AP8 =-7.8280 ×10-1 ,AP10=1.0001×10-10 X軸方向 有効Fナンバー=4.535 ,倍率=-0.099 ,像高=0.689 画角=109.0 °,物体距離=9.601 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) hS /hm =3.92 (n−n’)・AR4 ・AP4 =-0.4753
6 ×10-1 AR8 =-4.8818 ×10-1 ,AR10=-8.6456 AP2 =0 ,AP4 =-2.1277 ,AP6 =-7.5511 ×
10-6 AP8 =-7.8280 ×10-1 ,AP10=1.0001×10-10 X軸方向 有効Fナンバー=4.535 ,倍率=-0.099 ,像高=0.689 画角=109.0 °,物体距離=9.601 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) hS /hm =3.92 (n−n’)・AR4 ・AP4 =-0.4753
【0082】実施例16 Y軸方向 有効Fナンバー=4.546 ,倍率=-0.091727 ,像高=0.746 画角=88.8°,物体距離=10.295 r1 =∞ d1 =0.5231 n1 =1.88300 ν1 =40.78 r2 =0.6675 d2 =0.7223 r3 =3.3211 d3 =1.0793 n2 =1.77250 ν2 =49.60 r4 =-1.3327 d4 =0.2076 r5 =∞(絞り) d5 =0.3321 n3 =1.52287 ν3 =59.89 r6 =∞ d6 =0.0249 r7 =∞ d7 =1.3284 n4 =1.51400 ν4 =73.00 r8 =∞ d8 =0.4317 r9 =2.9209 d9 =0.9216 n5 =1.77250 ν5 =49.60 r10=-1.1167 d10=0.2657 n6 =1.84666 ν6 =23.78 r11=-6.1647 (非球面)d11=0.0830 r12=∞ d12=1.0627 n7 =1.51633 ν7 =64.15 r13=∞ d13=0.3321 n8 =1.52287 ν8 =59.89 r14=∞ 非球面係数 (第11面) AR2 =9.9141×10-3 ,AR4 =-1.0944 ×10-1 AR6 =9.5516×10-2 ,AR8 =6.2083×10-2 AR10=-6.4965 ×10-2 AP2 =0 ,AP4 =-3.7973 ×10-1 ,AP6 =1.24
38×10-1 AP8 =-9.1935 ×10-2 ,AP10=2.1323×10-1 X軸方向 有効Fナンバー=4.546,倍率=-0.092 ,像高=0.746 画角=116.2 °,物体距離=10.295 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) hS /hm =9.40 (n−n’)・AR4 ・AP4 =0.0352 ただしr1,r2,・・・ は各レンズ面の曲率半径、
d1,d2,・・・は各レンズの肉厚、n1,n2,・
・・は各レンズの屈折率、ν1,ν2,・・・は各レン
ズのアッベ数である。又、データー中アナモルフィック
面は、X軸方向とY軸方向とで曲率半径が異なるが、他
の面はすべてX軸方向の曲率半径とY軸方向の曲率半径
は等しい。したがってデーター中X軸方向はアナモルフ
ィック面のみ記載してある。又、データー中の画角は、
図4において、15を撮像範囲とすると16がX軸方向
の画角、17がY軸方向の画角、18が撮像範囲の対角
方向の画角で最大画角である。
38×10-1 AP8 =-9.1935 ×10-2 ,AP10=2.1323×10-1 X軸方向 有効Fナンバー=4.546,倍率=-0.092 ,像高=0.746 画角=116.2 °,物体距離=10.295 (他のr,d,n,νはY軸方向と同じ) hS /hm =9.40 (n−n’)・AR4 ・AP4 =0.0352 ただしr1,r2,・・・ は各レンズ面の曲率半径、
d1,d2,・・・は各レンズの肉厚、n1,n2,・
・・は各レンズの屈折率、ν1,ν2,・・・は各レン
ズのアッベ数である。又、データー中アナモルフィック
面は、X軸方向とY軸方向とで曲率半径が異なるが、他
の面はすべてX軸方向の曲率半径とY軸方向の曲率半径
は等しい。したがってデーター中X軸方向はアナモルフ
ィック面のみ記載してある。又、データー中の画角は、
図4において、15を撮像範囲とすると16がX軸方向
の画角、17がY軸方向の画角、18が撮像範囲の対角
方向の画角で最大画角である。
【0083】実施例1は図5に示す構成で、(A)はX
軸方向、(B)はY軸方向を示す。
軸方向、(B)はY軸方向を示す。
【0084】この実施例1は、最大画角107.7°の
広角な内視鏡対物光学系で、物体側から順に、負の屈折
力を持った第1レンズ群G1と正の屈折力を持った第2
レンズ群G2と絞りSと、正の屈折力を持った第3レン
ズ群G3とより構成されている。
広角な内視鏡対物光学系で、物体側から順に、負の屈折
力を持った第1レンズ群G1と正の屈折力を持った第2
レンズ群G2と絞りSと、正の屈折力を持った第3レン
ズ群G3とより構成されている。
【0085】この光学系で、画角を主として決定してい
るのは第1レンズ群G1の屈折力であるため第1レンズ
群G1中のアナモルフィック面(r2)は、X軸方向の
曲率半径とY軸方向の曲率半径を異なるようにして、X
軸方向とY軸方向の画角を変えている。また、このアナ
モルフィック面は、式(1)と式(16)を満足し、レ
ンズ枚数を必要最小限の枚数にしている。
るのは第1レンズ群G1の屈折力であるため第1レンズ
群G1中のアナモルフィック面(r2)は、X軸方向の
曲率半径とY軸方向の曲率半径を異なるようにして、X
軸方向とY軸方向の画角を変えている。また、このアナ
モルフィック面は、式(1)と式(16)を満足し、レ
ンズ枚数を必要最小限の枚数にしている。
【0086】また、アナモルフィック面は、負の屈折力
を持つ第1レンズ群G1の凹面(r2)のほか第2レン
ズ群G2の凸面(r4)にも使用している。そして第1
レンズ群G1中のアナモルフィック面により、X軸方向
の屈折力がY軸方向の屈折力よりも負の側に大きくなっ
ている。そのためX軸方向の画角が広角でY軸方向の画
角が狭角である。又第1レンズ群中のアナモルフィック
面により生ずるX軸方向とY軸方向との結像位置のずれ
を、第2レンズ群G2中のアナモルフィック面(r4)
により補正するようにしている。即ち、第2レンズ群G
2中のアナモルフィック面において広角なX軸方向の屈
折力を狭角なY軸方向の屈折力より正の側に大きくし、
X軸方向の結像位置とY軸方向の結像位置との差を小さ
くしている。
を持つ第1レンズ群G1の凹面(r2)のほか第2レン
ズ群G2の凸面(r4)にも使用している。そして第1
レンズ群G1中のアナモルフィック面により、X軸方向
の屈折力がY軸方向の屈折力よりも負の側に大きくなっ
ている。そのためX軸方向の画角が広角でY軸方向の画
角が狭角である。又第1レンズ群中のアナモルフィック
面により生ずるX軸方向とY軸方向との結像位置のずれ
を、第2レンズ群G2中のアナモルフィック面(r4)
により補正するようにしている。即ち、第2レンズ群G
2中のアナモルフィック面において広角なX軸方向の屈
折力を狭角なY軸方向の屈折力より正の側に大きくし、
X軸方向の結像位置とY軸方向の結像位置との差を小さ
くしている。
【0087】この実施例1では、全てのアナモルフィッ
ク面を絞りより物体側に設け、これによって絞りよりも
像面側の光学系中の光束はほぼ正方形となり光線高を小
さくしレンズ外径を小さくすることを可能にした。
ク面を絞りより物体側に設け、これによって絞りよりも
像面側の光学系中の光束はほぼ正方形となり光線高を小
さくしレンズ外径を小さくすることを可能にした。
【0088】この実施例の光学系の有効Fナンバーは、
X軸方向とY軸方向とで若干異なるがその差は少なく実
用上問題にならない。又X軸方向とY軸方向の被写界深
度の差も小さく実用上問題はない。
X軸方向とY軸方向とで若干異なるがその差は少なく実
用上問題にならない。又X軸方向とY軸方向の被写界深
度の差も小さく実用上問題はない。
【0089】実施例2は、図6に示す構成で、同様に
(A)はY軸方向、(B)はX軸方向である。この実施
例の対物レンズは、最大画角が107.8度で、実施例
1と同様にアナモルフィック面を第1レンズ群と第2レ
ンズ群とに用いX軸方向の画角を広角に、Y軸方向の画
角を狭角にしてある。又、絞りより前に負の屈折力を持
ったアナモルフィック面(r2)と正の屈折力を持った
アナモルフィック面(r4)を有するので、X軸方向と
Y軸方向とで発生するコマ収差を同時に小さくし得る。
更に絞りより物体側にある第1レンズ群中のアナモルフ
ィック面は、係数ARのうち、0ではない係数の最低次
である項である4次の項が条件(7)を満足し、歪曲収
差の発生量がX軸方向とY軸方向とで大きく異ならない
ようにしている。また第2レンズ群中のアナモルフィッ
ク面も係数ARが0でないもののうち最低次の項である
4次の項が条件(7)を満足する。これによりX軸方向
とY軸方向の歪曲収差をより一層一致するようにしてい
る。
(A)はY軸方向、(B)はX軸方向である。この実施
例の対物レンズは、最大画角が107.8度で、実施例
1と同様にアナモルフィック面を第1レンズ群と第2レ
ンズ群とに用いX軸方向の画角を広角に、Y軸方向の画
角を狭角にしてある。又、絞りより前に負の屈折力を持
ったアナモルフィック面(r2)と正の屈折力を持った
アナモルフィック面(r4)を有するので、X軸方向と
Y軸方向とで発生するコマ収差を同時に小さくし得る。
更に絞りより物体側にある第1レンズ群中のアナモルフ
ィック面は、係数ARのうち、0ではない係数の最低次
である項である4次の項が条件(7)を満足し、歪曲収
差の発生量がX軸方向とY軸方向とで大きく異ならない
ようにしている。また第2レンズ群中のアナモルフィッ
ク面も係数ARが0でないもののうち最低次の項である
4次の項が条件(7)を満足する。これによりX軸方向
とY軸方向の歪曲収差をより一層一致するようにしてい
る。
【0090】実施例3は、図6に示す実施例2と同じ構
成で最大画角が112.2°の内視鏡対物レンズで、実
施例1,2よりも広角である。アナモルフィック面は実
施例1,2と同様に第1レンズ群と第2レンズ群に用い
られている。更に絞りよりも物体側にある第2レンズ群
中のアナモルフィック面は、係数ARが0でない係数の
うち最低次項である4次の項が、条件(7)を満足にし
て第1レンズ群中のアナモルフィック面で発生するX軸
方向とY軸方向の歪曲収差の差を良好に補正するように
した。
成で最大画角が112.2°の内視鏡対物レンズで、実
施例1,2よりも広角である。アナモルフィック面は実
施例1,2と同様に第1レンズ群と第2レンズ群に用い
られている。更に絞りよりも物体側にある第2レンズ群
中のアナモルフィック面は、係数ARが0でない係数の
うち最低次項である4次の項が、条件(7)を満足にし
て第1レンズ群中のアナモルフィック面で発生するX軸
方向とY軸方向の歪曲収差の差を良好に補正するように
した。
【0091】実施例4は、図7に示す通りの構成で最大
画角が109.1°の内視鏡対物レンズである。この実
施例では、負の屈折力を持つ第1レンズ群中の凹面(r
2)と、正の屈折力を持つ第2レンズ群中の凹面
(r3)にアナモルフィック面が用いられている。この実
施例では、第1レンズ群中のアナモルフィック面で発生
したX軸方向とY軸方向の結像位置のずれを第2レンズ
群中のアナモルフィック面により補正するようにした。
つまり、第2レンズ群中のアナモルフィック面に広角な
X軸方向に正の屈折力を持たせ又狭角なY軸方向に負の
屈折力を持たせてX軸方向の結像位置との差が小さくな
るようにしている。
画角が109.1°の内視鏡対物レンズである。この実
施例では、負の屈折力を持つ第1レンズ群中の凹面(r
2)と、正の屈折力を持つ第2レンズ群中の凹面
(r3)にアナモルフィック面が用いられている。この実
施例では、第1レンズ群中のアナモルフィック面で発生
したX軸方向とY軸方向の結像位置のずれを第2レンズ
群中のアナモルフィック面により補正するようにした。
つまり、第2レンズ群中のアナモルフィック面に広角な
X軸方向に正の屈折力を持たせ又狭角なY軸方向に負の
屈折力を持たせてX軸方向の結像位置との差が小さくな
るようにしている。
【0092】実施例5は、図8に示す構成であって、最
大画角が109.1°の内視鏡対物レンズである。この
実施例では、アナモルフィック面を第2レンズ群のみに
用いてる。そして1枚のレンズの両面をアナモルフィッ
ク面にしたので、アナモルフィックレンズは、1枚のみ
でよく、コストの低減と組立てに要する工数の削減が可
能になる。
大画角が109.1°の内視鏡対物レンズである。この
実施例では、アナモルフィック面を第2レンズ群のみに
用いてる。そして1枚のレンズの両面をアナモルフィッ
ク面にしたので、アナモルフィックレンズは、1枚のみ
でよく、コストの低減と組立てに要する工数の削減が可
能になる。
【0093】実施例6は、図9に示す構成で、最大画角
が114.5°の内視鏡対物レンズであって、絞りより
物体側の負の屈折力を持った第1レンズ群の凹面
(r2)と絞りより像側の正の屈折力を持った第3レン
ズ群の凸面(r11)にアナモルフィック面を用いてい
る。又絞りの開口を広角方向であるX軸方向よりも狭角
方向であるY軸方向を大きくし、絞りよりも像側にアナ
モルフィック面を用いても有効FナンバーがX軸方向と
Y軸方向とで等しくなり、被写界深度が方向により変わ
らないようにしている。
が114.5°の内視鏡対物レンズであって、絞りより
物体側の負の屈折力を持った第1レンズ群の凹面
(r2)と絞りより像側の正の屈折力を持った第3レン
ズ群の凸面(r11)にアナモルフィック面を用いてい
る。又絞りの開口を広角方向であるX軸方向よりも狭角
方向であるY軸方向を大きくし、絞りよりも像側にアナ
モルフィック面を用いても有効FナンバーがX軸方向と
Y軸方向とで等しくなり、被写界深度が方向により変わ
らないようにしている。
【0094】尚絞りの開口形状は、下記の式にて表わさ
れる楕円で、実施例6で用いられるものはa=0.19
5,b=0.253である。
れる楕円で、実施例6で用いられるものはa=0.19
5,b=0.253である。
【0095】 (X2 /a2 )+(Y2 /b2 )=1
【0096】実施例7は、図10に示す構成で最大画角
137.2°の内視鏡対物光学系である。この実施例で
は、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1 中の凹面(r
2)と正の屈折力を持つ第3レンズ群G3 中の凸面
(r11)とにアナモルフィック面が設けられている。
そして第1レンズ群G1 中のアナモルフィック面と第
3レンズ群G3 中のアナモルフィック面によりX軸方
向の画角をY軸方向の画角よりも大きくし、横長の撮像
範囲をほぼ正方形の像に変え、さらにX軸方向とY軸方
向の近軸結像位置の差を小さくしている。又、この実施
例のアナモルフィック面は、式(9)、式(10)を満
足し、収差を良好に補正するようにした。
137.2°の内視鏡対物光学系である。この実施例で
は、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1 中の凹面(r
2)と正の屈折力を持つ第3レンズ群G3 中の凸面
(r11)とにアナモルフィック面が設けられている。
そして第1レンズ群G1 中のアナモルフィック面と第
3レンズ群G3 中のアナモルフィック面によりX軸方
向の画角をY軸方向の画角よりも大きくし、横長の撮像
範囲をほぼ正方形の像に変え、さらにX軸方向とY軸方
向の近軸結像位置の差を小さくしている。又、この実施
例のアナモルフィック面は、式(9)、式(10)を満
足し、収差を良好に補正するようにした。
【0097】実施例8は、図11に示す構成で最大画角
115.6°の内視鏡対物光学系である。この実施例
は、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1 中の凹面(r
2)と正の屈折力を持つ第3レンズ群G3 中の凸面
(r9 )とにアナモルフィック面を設けて横長の撮像
範囲をほぼ正方形の像に変え、さらにX軸方向とY軸方
向の近軸結像位置の差を小さくしている。又、アナモル
フィック面は、式(9)、式(10)を満足し、収差を
良好に補正するようにしている。
115.6°の内視鏡対物光学系である。この実施例
は、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1 中の凹面(r
2)と正の屈折力を持つ第3レンズ群G3 中の凸面
(r9 )とにアナモルフィック面を設けて横長の撮像
範囲をほぼ正方形の像に変え、さらにX軸方向とY軸方
向の近軸結像位置の差を小さくしている。又、アナモル
フィック面は、式(9)、式(10)を満足し、収差を
良好に補正するようにしている。
【0098】実施例9は、図12に示す構成で最大画角
137.4°の内視鏡対物光学系である。この実施例で
は、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2中の凸面
(r4)と正の屈折力を持つ第3レンズ群G3 中の凸
面(r9)とにアナモルフィック面が設けられている。
第2レンズ群中のアナモルフィック面と第3レンズ群中
のアナモルフィック面とによりX軸方向の画角をY軸方
向の画角よりも大きくし、横長の撮像範囲をほぼ正方形
の像に変え、さらにX軸方向とY軸方向の近軸結像位置
の差が小さくなるようにしている。又、アナモルフィッ
ク面は、式(9)、式(10)を満足し、収差を良好に
補正するようにしている。
137.4°の内視鏡対物光学系である。この実施例で
は、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2中の凸面
(r4)と正の屈折力を持つ第3レンズ群G3 中の凸
面(r9)とにアナモルフィック面が設けられている。
第2レンズ群中のアナモルフィック面と第3レンズ群中
のアナモルフィック面とによりX軸方向の画角をY軸方
向の画角よりも大きくし、横長の撮像範囲をほぼ正方形
の像に変え、さらにX軸方向とY軸方向の近軸結像位置
の差が小さくなるようにしている。又、アナモルフィッ
ク面は、式(9)、式(10)を満足し、収差を良好に
補正するようにしている。
【0099】実施例10は、図13に示す構成で最大画
角137.4°の内視鏡対物光学系である。この実施例
では、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2中の凸面(r
3)と正の屈折力を持つ第3レンズ群G3 中の凸面
(r9)とにアナモルフィック面が設けられている。こ
の実施例10は上記の通りの構成で、その作用、効果は
実施例9と同様である。
角137.4°の内視鏡対物光学系である。この実施例
では、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2中の凸面(r
3)と正の屈折力を持つ第3レンズ群G3 中の凸面
(r9)とにアナモルフィック面が設けられている。こ
の実施例10は上記の通りの構成で、その作用、効果は
実施例9と同様である。
【0100】実施例11は、図14に示す構成で最大画
角113.8°の内視鏡対物光学系である。この実施例
では正の屈折力を持つ第3レンズ群G3中の二つの凸面
(r9)、(r11)にアナモルフィック面が設けられ
ている。これらアナモフィック面は軸外主光線高が高
く、面への光線入射角が大で、絞り面より像側で最も離
れた2面に設けられ、かつ、これらアナモルフィック面
は式(9)、式(10)を満足している。これにより、
効率良く横長の撮像範囲をほぼ正方形の像に変え、しか
も収差が良好に補正されている。
角113.8°の内視鏡対物光学系である。この実施例
では正の屈折力を持つ第3レンズ群G3中の二つの凸面
(r9)、(r11)にアナモルフィック面が設けられ
ている。これらアナモフィック面は軸外主光線高が高
く、面への光線入射角が大で、絞り面より像側で最も離
れた2面に設けられ、かつ、これらアナモルフィック面
は式(9)、式(10)を満足している。これにより、
効率良く横長の撮像範囲をほぼ正方形の像に変え、しか
も収差が良好に補正されている。
【0101】実施例12は、図15に示す構成で最大画
角136.4°の内視鏡対物光学系である。この実施例
では、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1中の凹面(r
2)のみにアナモルフィック面を設けたものである。こ
の凹面r2は軸外主光線高が高く、面への光線入射角が
大きく、絞り面から離れた位置にある。したがって、効
率良く横長の撮像範囲をほぼ正方形の像に変えしかも収
差が良好に補正されている。又、アナモルフィック面が
1面のみであるため、レンズの加工や光学系の組立が容
易になりコストを低減することができる。
角136.4°の内視鏡対物光学系である。この実施例
では、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1中の凹面(r
2)のみにアナモルフィック面を設けたものである。こ
の凹面r2は軸外主光線高が高く、面への光線入射角が
大きく、絞り面から離れた位置にある。したがって、効
率良く横長の撮像範囲をほぼ正方形の像に変えしかも収
差が良好に補正されている。又、アナモルフィック面が
1面のみであるため、レンズの加工や光学系の組立が容
易になりコストを低減することができる。
【0102】実施例13は、図16に示す構成で最大画
角135.9°の内視鏡対物光学系である。この実施例
は、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1中の面(r
1 )にのみアナモルフィック面が設けられている。こ
の面r1は軸外主光線高が高く、面への光線入射角が大
きい、絞り面より物体側の離れた面で、しかも最も物体
側の面である。したがって、効率良く横長の撮像範囲を
ほぼ正方形の像に変え、しかも収差を良好に補正するよ
うにしている。また、この面r1での軸外主光線高は面
r2での軸外主光線高よりも高い。したがって、X軸方
向の近軸結像位置とY軸方向の近軸結像位置とのズレ量
は実施例12に比べて小さくなっている。
角135.9°の内視鏡対物光学系である。この実施例
は、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1中の面(r
1 )にのみアナモルフィック面が設けられている。こ
の面r1は軸外主光線高が高く、面への光線入射角が大
きい、絞り面より物体側の離れた面で、しかも最も物体
側の面である。したがって、効率良く横長の撮像範囲を
ほぼ正方形の像に変え、しかも収差を良好に補正するよ
うにしている。また、この面r1での軸外主光線高は面
r2での軸外主光線高よりも高い。したがって、X軸方
向の近軸結像位置とY軸方向の近軸結像位置とのズレ量
は実施例12に比べて小さくなっている。
【0103】実施例14は、図17に示す構成で最大画
角136.6°の内視鏡対物光学系である。この実施例
では、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3中の凸面(r
11)にのみアナモルフィック面が設けられている。こ
の面r11は、軸外主光線高が高く、面への光線入射角
が大きい絞り面より離れた最も像側の面である。したが
って、効率良く横長の撮像範囲をほぼ正方形の像に変え
しかも収差を良好に補正するようにしている。
角136.6°の内視鏡対物光学系である。この実施例
では、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3中の凸面(r
11)にのみアナモルフィック面が設けられている。こ
の面r11は、軸外主光線高が高く、面への光線入射角
が大きい絞り面より離れた最も像側の面である。したが
って、効率良く横長の撮像範囲をほぼ正方形の像に変え
しかも収差を良好に補正するようにしている。
【0104】実施例15は、図18に示す構成で最大画
角134.4°の内視鏡対物光学系である。この実施例
では、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1中の凹面(r
2)にのみアナモルフィック面を設けている。この実施
例のアナモルフィック面は、(13)式を満たしている
のでX軸方向の近軸結像位置とY軸方向の近軸結像位置
は一致しており、全体がほやけることのない良好な像を
観察することができる。又、この実施例15のアナモル
フィック面は、式(12’),(14)を満たしてお
り、効率良く横長の撮像範囲をほぼ正方形の像に変える
ことができる。しかも、アナモルフィック面をこの面
(r12)に設けて、さらにアナモルフィック面形状を
表す式(2)における4次、6次、8次、10次の回転
対称非球面係数及び回転非対称非球面係数を用いて設計
の自由度を大にし、収差を良好に補正するようにしてい
る。
角134.4°の内視鏡対物光学系である。この実施例
では、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1中の凹面(r
2)にのみアナモルフィック面を設けている。この実施
例のアナモルフィック面は、(13)式を満たしている
のでX軸方向の近軸結像位置とY軸方向の近軸結像位置
は一致しており、全体がほやけることのない良好な像を
観察することができる。又、この実施例15のアナモル
フィック面は、式(12’),(14)を満たしてお
り、効率良く横長の撮像範囲をほぼ正方形の像に変える
ことができる。しかも、アナモルフィック面をこの面
(r12)に設けて、さらにアナモルフィック面形状を
表す式(2)における4次、6次、8次、10次の回転
対称非球面係数及び回転非対称非球面係数を用いて設計
の自由度を大にし、収差を良好に補正するようにしてい
る。
【0105】実施例16は、図19に示す構成で最大画
角157.6°の内視鏡対物光学系である。この実施例
では、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3中の凸面(r
11)にアナモルフィック面を設けてある。この実施例
のアナモルフィック面は、(13),(12’),(1
5)式を満たしている。さらにアナモルフィック面形状
を表す式(2)における4次、6次、8次、10次の回
転対称非球面係数及び回転非対称非球面係数を用いてい
る。したがって、X軸方向の近軸結像位置とY軸方向の
近軸結像位置がずれることなく、効率良く横長の撮像範
囲をほぼ正方形の像に変え、さらに収差を良好に補正す
るようにしている。前記各実施例の断面図(図5,図
6,図7,図8,図9,図10,図11,図12,図1
3,図14,図15,図16,図17,図18,図1
9)において、F1,F2,F3,F4は例えば光学的ロー
パスフィルター、赤外カットフィルター等の光学素子で
ある。
角157.6°の内視鏡対物光学系である。この実施例
では、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3中の凸面(r
11)にアナモルフィック面を設けてある。この実施例
のアナモルフィック面は、(13),(12’),(1
5)式を満たしている。さらにアナモルフィック面形状
を表す式(2)における4次、6次、8次、10次の回
転対称非球面係数及び回転非対称非球面係数を用いてい
る。したがって、X軸方向の近軸結像位置とY軸方向の
近軸結像位置がずれることなく、効率良く横長の撮像範
囲をほぼ正方形の像に変え、さらに収差を良好に補正す
るようにしている。前記各実施例の断面図(図5,図
6,図7,図8,図9,図10,図11,図12,図1
3,図14,図15,図16,図17,図18,図1
9)において、F1,F2,F3,F4は例えば光学的ロー
パスフィルター、赤外カットフィルター等の光学素子で
ある。
【0106】本発明の結像光学系は、特許請求の範囲の
請求項1、2に記載した発明の他に次の各項に記載する
通りの態様の結像光学系も考えられる。 (1) 特許請求の範囲の請求項1に記載されている光
学系であって、前記アナモルフィック面が下記の式(1
6)を満足する結像光学系。
請求項1、2に記載した発明の他に次の各項に記載する
通りの態様の結像光学系も考えられる。 (1) 特許請求の範囲の請求項1に記載されている光
学系であって、前記アナモルフィック面が下記の式(1
6)を満足する結像光学系。
【0107】 RDX≠∞ かつ RDY≠∞ (1
6) (2) 特許請求の範囲の請求項1又は前記(1)の項
に記載されている光学系であって、前記アナモルフィッ
ク面が絞りより物体側にある結像光学系。 (3) 少なくとも1面のアナモルフィック面と、X軸
方向とY軸方向の開口の大きさが異なる開口絞りとを有
する結像光学系。 (4) 特許請求の範囲の請求項1あるいは前記
(1)、(2)又は(3)の項に記載されている光学系
で、絞りよりも物体側に設けられたアナモルフィック面
のうちの少なくとも1面の非球面係数が下記式(7)を
満足するかあるいは絞りよりも像側に設けられたアナモ
ルフィック面のうちの少なくとも1面の非球面係数が式
(8)を満足する結像光学系。
6) (2) 特許請求の範囲の請求項1又は前記(1)の項
に記載されている光学系であって、前記アナモルフィッ
ク面が絞りより物体側にある結像光学系。 (3) 少なくとも1面のアナモルフィック面と、X軸
方向とY軸方向の開口の大きさが異なる開口絞りとを有
する結像光学系。 (4) 特許請求の範囲の請求項1あるいは前記
(1)、(2)又は(3)の項に記載されている光学系
で、絞りよりも物体側に設けられたアナモルフィック面
のうちの少なくとも1面の非球面係数が下記式(7)を
満足するかあるいは絞りよりも像側に設けられたアナモ
ルフィック面のうちの少なくとも1面の非球面係数が式
(8)を満足する結像光学系。
【0108】 (n−n’)・ARi ・APi >0 (7) (n−n’)・ARi ・APi <0 (8) (5) 特許請求の範囲の請求項1あるいは前記(1)
又は(3)の項に記載されている光学系で、絞りよりも
物体側にアナモルフィック面を少なくとも1面もち、か
つ絞りよりも像側にアナモルフィック面を少なくとも1
面もつ結像光学系。 (6) 特許請求の範囲の請求項1又は前記(1)の項
に記載されている光学系で、絞りよりも像側にアナモル
フィック面を2面もっている結像光学系。 (7) 特許請求の範囲の請求項1あるいは、前記
(1)、(3)、(5)又は(6)の項に記載されてい
る光学系で、アナモルフィック面がその形状を表わす式
(5)におけるj次の回転対称非球面係数ARjとj次
の回転非対称非球面係数APjが下記の式(9)を満足
する結像光学系。
又は(3)の項に記載されている光学系で、絞りよりも
物体側にアナモルフィック面を少なくとも1面もち、か
つ絞りよりも像側にアナモルフィック面を少なくとも1
面もつ結像光学系。 (6) 特許請求の範囲の請求項1又は前記(1)の項
に記載されている光学系で、絞りよりも像側にアナモル
フィック面を2面もっている結像光学系。 (7) 特許請求の範囲の請求項1あるいは、前記
(1)、(3)、(5)又は(6)の項に記載されてい
る光学系で、アナモルフィック面がその形状を表わす式
(5)におけるj次の回転対称非球面係数ARjとj次
の回転非対称非球面係数APjが下記の式(9)を満足
する結像光学系。
【0109】 ARj ≠0 かつ APj ≠0 (9) (8) 特許請求の範囲の請求項1あるいは、前記
(1)、(3)、(5)、(6)又は(7)の項に記載
されている光学系で、アナモルフィック面がその面の形
状を表わす式における4次の回転対称非球面係数AR4
と4次の回転非対称非球面係数AP4 が下記の式(1
0)を満足する結像光学系。
(1)、(3)、(5)、(6)又は(7)の項に記載
されている光学系で、アナモルフィック面がその面の形
状を表わす式における4次の回転対称非球面係数AR4
と4次の回転非対称非球面係数AP4 が下記の式(1
0)を満足する結像光学系。
【0110】 AR4 ≠0 かつ AP4 ≠0 (10) (9) 特許請求の範囲の請求項2に記載されている光
学系で、下記の式(13)を満足する結像光学系。
学系で、下記の式(13)を満足する結像光学系。
【0111】 RDY=RDX≠∞ かつ AP2 =0 (13) (10) 特許請求の範囲の請求項1又は2あるいは前
記(1)、(3)又は(9)の項に記載されている光学
系で、アナモルフィック面を1面のみ有している結像光
学系。 (11) 特許請求の範囲の請求項1又は2あるいは前
記(1)、(3)、(9)、(10)の項に記載されて
いる結像光学系で、アナモルフィック面が絞りより物体
側に1面のみ用いられている結像光学系。 (12) 特許請求の範囲の請求項1又は2あるいは、
前記(3)、(9)又は(10)の項に記載されている
光学系で、アナモルフィック面が絞りより像側に1面の
み用いられている結像光学系。 (13) 特許請求の範囲の請求項1又は2あるいは前
記(1)、(3)、(9)、(10)、(11)又は
(12)の項に記載されている光学系で、少なくとも一
つのアナモルフィック面がマージナル光線高よりも軸外
主光線高が高い面にある結像光学系。ここでマージナル
光線高とはX軸方向のマージナル光線高とY軸方向のマ
ージナル光線高のうち光線高の高い方であり、又軸外主
光線高とは最大像高又は広角方向の最大像高に対する主
光線高である。 (14) 特許請求の範囲の請求項1又は2あるいは前
記(1)、(3)、(9)、(10)、(11)、(1
2)又は(13)の項に記載されている光学系で、アナ
モルフィック面の軸外主光線高hS とマージナル光線
高hmとが下記の式(12’)を満足する結像光学系。 hs/hm≧2.5 (12’) (15) 特許請求の範囲の請求項1又は2あるいは前
記(1)、(3)、(9)、(10)、(11)又は
(13)の項に記載されている光学系で、アナモルフィ
ック面が第1レンズに設けられている結像光学系。 (16) 特許請求の範囲の請求項1又は2あるいは前
記(1)、(3)、(9)、(10)、(12)又は
(13)の項に記載されている光学系で、アナモルフィ
ック面が最も像側のレンズに設けられている結像光学
系。 (17) 特許請求の範囲の請求項1又は2あるいは前
記(1)、(3)、(9)、(10)、(11)、(1
3)又は(15)の項に記載されている結像光学系で、
絞りよりも物体側に設けられているアナモルフィック面
の4次非球面係数AR4 およびAP4 が下記の条件
(14)を満足する結像光学系。
記(1)、(3)又は(9)の項に記載されている光学
系で、アナモルフィック面を1面のみ有している結像光
学系。 (11) 特許請求の範囲の請求項1又は2あるいは前
記(1)、(3)、(9)、(10)の項に記載されて
いる結像光学系で、アナモルフィック面が絞りより物体
側に1面のみ用いられている結像光学系。 (12) 特許請求の範囲の請求項1又は2あるいは、
前記(3)、(9)又は(10)の項に記載されている
光学系で、アナモルフィック面が絞りより像側に1面の
み用いられている結像光学系。 (13) 特許請求の範囲の請求項1又は2あるいは前
記(1)、(3)、(9)、(10)、(11)又は
(12)の項に記載されている光学系で、少なくとも一
つのアナモルフィック面がマージナル光線高よりも軸外
主光線高が高い面にある結像光学系。ここでマージナル
光線高とはX軸方向のマージナル光線高とY軸方向のマ
ージナル光線高のうち光線高の高い方であり、又軸外主
光線高とは最大像高又は広角方向の最大像高に対する主
光線高である。 (14) 特許請求の範囲の請求項1又は2あるいは前
記(1)、(3)、(9)、(10)、(11)、(1
2)又は(13)の項に記載されている光学系で、アナ
モルフィック面の軸外主光線高hS とマージナル光線
高hmとが下記の式(12’)を満足する結像光学系。 hs/hm≧2.5 (12’) (15) 特許請求の範囲の請求項1又は2あるいは前
記(1)、(3)、(9)、(10)、(11)又は
(13)の項に記載されている光学系で、アナモルフィ
ック面が第1レンズに設けられている結像光学系。 (16) 特許請求の範囲の請求項1又は2あるいは前
記(1)、(3)、(9)、(10)、(12)又は
(13)の項に記載されている光学系で、アナモルフィ
ック面が最も像側のレンズに設けられている結像光学
系。 (17) 特許請求の範囲の請求項1又は2あるいは前
記(1)、(3)、(9)、(10)、(11)、(1
3)又は(15)の項に記載されている結像光学系で、
絞りよりも物体側に設けられているアナモルフィック面
の4次非球面係数AR4 およびAP4 が下記の条件
(14)を満足する結像光学系。
【0112】 (n−n’)・AR4 ・AP4 <0 (14) (18) 特許請求の範囲の項1又は2あるいは前記
(1)、(3)、(9)、(10)、(12)、(1
3)または(16)の項に記載されている光学系で、絞
りよりも像側に設けられたアナモルフィック面の4次の
非球面係数AR4 、AP4 が下記の式(15)を満
足する結像光学系。
(1)、(3)、(9)、(10)、(12)、(1
3)または(16)の項に記載されている光学系で、絞
りよりも像側に設けられたアナモルフィック面の4次の
非球面係数AR4 、AP4 が下記の式(15)を満
足する結像光学系。
【0113】 (n−n’)・AR4 ・AP4 >0 (15) (19) 特許請求の範囲の第1項又は第2項あるいは
前記(1)、(3)、(4)、(5)、(6)、
(7)、(8)、(9)、(10)、(11)、(1
2)、(13)、(14)、(15)、(16)、(1
7)又は(18)の項に記載されている光学系で、光学
系のFナンバーFNOX 、FNOY と固体撮像素子
の画素ピッチPX、PYとの間に下記式(5)に示す関
係を満足する結像光学系。
前記(1)、(3)、(4)、(5)、(6)、
(7)、(8)、(9)、(10)、(11)、(1
2)、(13)、(14)、(15)、(16)、(1
7)又は(18)の項に記載されている光学系で、光学
系のFナンバーFNOX 、FNOY と固体撮像素子
の画素ピッチPX、PYとの間に下記式(5)に示す関
係を満足する結像光学系。
【0114】0.5<(FNOY・PY)/(FNOX
・PX)・2 (5)(20) 特許請求の範囲
の請求項1あるいは前記(1)、(2)、(3)、
(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、
(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、
(15)、(16)又は(19)の項に記載されている
光学系で、X軸方向の近軸結像位置とY軸方向の近軸結
像位置のずれ量Δが下記の式(11’)に示す範囲内で
ある結像光学系。
・PX)・2 (5)(20) 特許請求の範囲
の請求項1あるいは前記(1)、(2)、(3)、
(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、
(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、
(15)、(16)又は(19)の項に記載されている
光学系で、X軸方向の近軸結像位置とY軸方向の近軸結
像位置のずれ量Δが下記の式(11’)に示す範囲内で
ある結像光学系。
【0115】 |Δ|<10・PX ・FNOX かつ |Δ|<10・PY ・FNOY (11’) (21) 特許請求の範囲の請求項1又は2あるいは前
記(1),(2),(3)又は(9)の項に記載されて
いる光学系で、少なくとも2面のアナモルフィック面を
含む結像光学系。
記(1),(2),(3)又は(9)の項に記載されて
いる光学系で、少なくとも2面のアナモルフィック面を
含む結像光学系。
【0116】(22) 前記(21)の項に記載された
光学系で、X軸方向又はY軸方向において正の屈折力を
持つアナモルフィック面と負の屈折力を持つアナモルフ
ィック面とをそれぞれ少なくとも1面含む結像光学系。
光学系で、X軸方向又はY軸方向において正の屈折力を
持つアナモルフィック面と負の屈折力を持つアナモルフ
ィック面とをそれぞれ少なくとも1面含む結像光学系。
【0117】(23) 特許請求の範囲の請求項1又は
2あるいは前記(1),(3)又は(9)の項に記載さ
れている光学系で、前記アナモルフィック面が絞りより
像側に少なくとも1面有する結像光学系。
2あるいは前記(1),(3)又は(9)の項に記載さ
れている光学系で、前記アナモルフィック面が絞りより
像側に少なくとも1面有する結像光学系。
【0118】(24) 前記(3)の項に記載されてい
る光学系で、光学系中に配置されている絞りの開口の形
状が撮像画角の広角な軸の方向よりも撮像画角の狭角な
軸の方向の方が大きいことを特徴とする結像光学系。
る光学系で、光学系中に配置されている絞りの開口の形
状が撮像画角の広角な軸の方向よりも撮像画角の狭角な
軸の方向の方が大きいことを特徴とする結像光学系。
【0119】(25) 前記(23)の項に記載されて
いる光学系で、前記アナモルフィック面が前記結像光学
系中に配置された絞りの開口の大きな方向よりも開口の
小さな方向が大きな屈折力を持つことを特徴とする結像
光学系。
いる光学系で、前記アナモルフィック面が前記結像光学
系中に配置された絞りの開口の大きな方向よりも開口の
小さな方向が大きな屈折力を持つことを特徴とする結像
光学系。
【0120】(26) 前記(21)の項に記載されて
いる光学系で、前記アナモルフィック面のうち2面が1
枚のレンズの両面に設けられていることを特徴とする結
像光学系。
いる光学系で、前記アナモルフィック面のうち2面が1
枚のレンズの両面に設けられていることを特徴とする結
像光学系。
【0121】(27) 特許請求の範囲の請求項1又は
2あるいは前記(1),(2),(3)又は(9)の項
に記載されている光学系で、同じ画角での歪曲収差の発
生量が広角方向と狭角方向とでほぼ等しいことを特徴と
する結像光学系。
2あるいは前記(1),(2),(3)又は(9)の項
に記載されている光学系で、同じ画角での歪曲収差の発
生量が広角方向と狭角方向とでほぼ等しいことを特徴と
する結像光学系。
【0122】(28) 少なくとも1面がアナモルフィ
ック面である結像光学系と、前記結像光学系により形成
される像を受ける固体撮像素子と、前記固体撮像素子か
らの映像信号を処理する電気処理回路と、前記電気処理
回路から出力される映像信号を画面に表示する画像表示
装置とからなり、電気処理回路、または画像表示装置の
少なくとも一方にて画像変形処理することを特徴とする
撮像装置。
ック面である結像光学系と、前記結像光学系により形成
される像を受ける固体撮像素子と、前記固体撮像素子か
らの映像信号を処理する電気処理回路と、前記電気処理
回路から出力される映像信号を画面に表示する画像表示
装置とからなり、電気処理回路、または画像表示装置の
少なくとも一方にて画像変形処理することを特徴とする
撮像装置。
【0123】(29) 前記(28)の項に記載された
撮像装置において、結像光学系の結像倍率と電気処理装
置の電気的倍率またはテレビモニターの電気的倍率とが
下記の式を満たすことを特徴とする撮像装置。
撮像装置において、結像光学系の結像倍率と電気処理装
置の電気的倍率またはテレビモニターの電気的倍率とが
下記の式を満たすことを特徴とする撮像装置。
【0124】βoX・βeX≒βoY・βeY ただし、βoXは結像光学系の広角な方向の結像倍率、
βoYは結像光学系の狭角な方向の結像倍率、βeXは
βoXと同じ方向の電気的拡大倍率、βeYはβoYと
同じ方向の電気的拡大倍率である。
βoYは結像光学系の狭角な方向の結像倍率、βeXは
βoXと同じ方向の電気的拡大倍率、βeYはβoYと
同じ方向の電気的拡大倍率である。
【0125】
【発明の効果】本発明によれば、横長あるいは縦長の範
囲を撮像する撮像装置中の光学系で、より小型で、細径
化された結像光学系を実現し得る。
囲を撮像する撮像装置中の光学系で、より小型で、細径
化された結像光学系を実現し得る。
【0126】また、本発明によれば、横長あるいは縦長
の範囲を撮像する撮像装置中の結像光学系で、方向によ
る歪のない自然な像で、被写界深度が方向により変わら
ない自然な像を観察することができる。
の範囲を撮像する撮像装置中の結像光学系で、方向によ
る歪のない自然な像で、被写界深度が方向により変わら
ない自然な像を観察することができる。
【0127】また、本発明によれば、横長または縦長の
範囲を撮像する撮像装置中の光学系において、X軸方向
とY軸方向の近軸結像位置を一致させ、ボケの少ない像
を観察できる結像光学系を実現し得る。
範囲を撮像する撮像装置中の光学系において、X軸方向
とY軸方向の近軸結像位置を一致させ、ボケの少ない像
を観察できる結像光学系を実現し得る。
【0128】さらに、本発明によれば、横長または縦長
の範囲を撮像する撮像装置中の光学系において、収差を
良好に補正された結像光学系を実現し得る。
の範囲を撮像する撮像装置中の光学系において、収差を
良好に補正された結像光学系を実現し得る。
【0129】また、本発明によれば、アナモルフィック
面を用いた撮像装置において、映像信号を電気的に処理
することによって、自然な画像をテレビモニター上に表
示することができる。
面を用いた撮像装置において、映像信号を電気的に処理
することによって、自然な画像をテレビモニター上に表
示することができる。
【図1】本発明の光学系の基本構成を示す図
【図2】本発明の光学系で用いるアナモルフィック面の
形状を示す図
形状を示す図
【図3】撮像範囲と画角を示す図
【図4】長方形の撮像範囲をもつ光学系の画角を示す図
【図5】本発明の実施例1の構成を示す図
【図6】本発明の実施例2,3の構成を示す図
【図7】本発明の実施例4の構成を示す図
【図8】本発明の実施例5の構成を示す図
【図9】本発明の実施例6の構成を示す図
【図10】本発明の実施例7の構成を示す図
【図11】本発明の実施例8の構成を示す図
【図12】本発明の実施例9の構成を示す図
【図13】本発明の実施例10の構成を示す図
【図14】本発明の実施例11の構成を示す図
【図15】本発明の実施例12の構成を示す図
【図16】本発明の実施例13の構成を示す図
【図17】本発明の実施例14の構成を示す図
【図18】本発明の実施例15の構成を示す図
【図19】本発明の実施例16の構成を示す図
【図20】実施例1のY軸方向の収差曲線図
【図21】実施例1のX軸方向の収差曲線図
【図22】実施例2のY軸方向の収差曲線図
【図23】実施例2のX軸方向の収差曲線図
【図24】実施例3のY軸方向の収差曲線図
【図25】実施例3のX軸方向の収差曲線図
【図26】実施例4のY軸方向の収差曲線図
【図27】実施例4のX軸方向の収差曲線図
【図28】実施例5のY軸方向の収差曲線図
【図29】実施例5のX軸方向の収差曲線図
【図30】実施例6のY軸方向の収差曲線図
【図31】実施例6のX軸方向の収差曲線図
【図32】実施例7のY軸方向の収差曲線図
【図33】実施例7のX軸方向の収差曲線図
【図34】実施例8のY軸方向の収差曲線図
【図35】実施例8のX軸方向の収差曲線図
【図36】実施例9のY軸方向の収差曲線図
【図37】実施例9のX軸方向の収差曲線図
【図38】実施例10のY軸方向の収差曲線図
【図39】実施例10のX軸方向の収差曲線図
【図40】実施例11のY軸方向の収差曲線図
【図41】実施例11のX軸方向の収差曲線図
【図42】実施例12のY軸方向の収差曲線図
【図43】実施例12のX軸方向の収差曲線図
【図44】実施例13のY軸方向の収差曲線図
【図45】実施例13のX軸方向の収差曲線図
【図46】実施例14のY軸方向の収差曲線図
【図47】実施例14のX軸方向の収差曲線図
【図48】実施例15のY軸方向の収差曲線図
【図49】実施例15のX軸方向の収差曲線図
【図50】実施例16のY軸方向の収差曲線図
【図51】実施例16のX軸方向の収差曲線図
Claims (2)
- 【請求項1】少なくとも1面のアナモルフィック面を有
し、該アナモルフィック面のX軸方向の近軸曲率半径R
DXとY軸方向の近軸曲率半径RDYが下記式(1)を
満足することを特徴とする結像光学系。 RDX≠RDY (1) ただしRDX,RDYは光軸方向をz、z軸に直交し結
像倍率が絶対値の最も小である方向をX軸、z軸とX軸
とに直交する方向をY軸とする時のX軸方向およびY軸
方向の近軸曲率半径である。 - 【請求項2】少なくとも1面のアナモルフィック面を有
し、該アナモルフィック面が下記の式(2)で表わされ
る非球面であって、該アナモルフィック面のX軸方向の
近軸曲率半径をRDX、Y軸方向の近軸曲率半径をRD
Y、アナモルフィック面を表わす2次の回転非対称非球
面係数をAP2とするとき、下記の条件式(3)を満足
する結像光学系。 RDY=RDX かつ AP2=0 (3) ここで、X軸方向で像側が正にz軸をとり、z軸と直交
し結像倍率の最も小さい方向をX軸、z軸とX軸とに直
交する方向をY軸とした時、KXはX方向の円錐係数、
KYはY方向の円錐係数、ARn は非球面成分のうちz
軸に対して回転対称な成分の非球面係数、APn は非球
面成分のうちz軸に対して回転非対称な非球面係数であ
る。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3020895A JPH0862494A (ja) | 1994-06-17 | 1995-01-27 | アナモルフィックレンズを用いた結像光学系 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15828194 | 1994-06-17 | ||
JP6-158281 | 1994-06-17 | ||
JP3020895A JPH0862494A (ja) | 1994-06-17 | 1995-01-27 | アナモルフィックレンズを用いた結像光学系 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0862494A true JPH0862494A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=26368517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3020895A Withdrawn JPH0862494A (ja) | 1994-06-17 | 1995-01-27 | アナモルフィックレンズを用いた結像光学系 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0862494A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007163549A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Konica Minolta Opto Inc | 超広角撮像光学系、超広角撮像レンズ装置及び撮像装置 |
EP2172797A1 (en) * | 2008-10-01 | 2010-04-07 | Kabushiki Kaisha Topcon | Anamorphic optical system, image pickup device, on-board type camera and monitoring camera |
-
1995
- 1995-01-27 JP JP3020895A patent/JPH0862494A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007163549A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Konica Minolta Opto Inc | 超広角撮像光学系、超広角撮像レンズ装置及び撮像装置 |
CN100432737C (zh) * | 2005-12-09 | 2008-11-12 | 柯尼卡美能达精密光学株式会社 | 超广角成像光学***、超广角成像透镜设备和图像感测装置 |
US7457044B2 (en) | 2005-12-09 | 2008-11-25 | Konica Minolta Opto, Inc. | Ultra wide angle imaging optical system, ultra wide angle imaging lens device, and image sensing apparatus |
DE102006057955B4 (de) * | 2005-12-09 | 2011-08-25 | AutoNetworks Technologies, Ltd., Mie | Optisches Abbildungssystem mit Ultraweitwinkel, Ultraweitwinkel-Abbildungslinsenvorrichtung, und Bildabtasteinrichtung |
EP2172797A1 (en) * | 2008-10-01 | 2010-04-07 | Kabushiki Kaisha Topcon | Anamorphic optical system, image pickup device, on-board type camera and monitoring camera |
US7940469B2 (en) | 2008-10-01 | 2011-05-10 | Kabushiki Kaisha Topcon | Anamorphic optical system, image pickup device, on-board type camera and monitoring camera |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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