JPH0468307A

JPH0468307A - 超広角レンズ

Info

Publication number: JPH0468307A
Application number: JP2181182A
Authority: JP
Inventors: Shinji Miyahara; 宮原　信治
Original assignee: Kodak Digital Product Center Japan Ltd
Current assignee: Kodak Digital Product Center Japan Ltd
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1992-03-04
Anticipated expiration: 2014-12-20
Also published as: JP2992547B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、監視用などに用いられる超広角レンズに係わ
り、特に、逆望遠型のものに関する。

（従来の技術）近年、監視用、車載用等のカメラレンズに対しては、そ
の使用目的による超広角化と、使用上の制約によるコン
パクト化とが望まれている。

従来、監視用、車載用等に用いられているカメラレンズ
としては、例えば、特開昭５９−１２７０１２号公報あ
るいは特開平１−１１３７１４号公報に記載されている
ものが知られている。

特開昭５９−１２７０１２号公報記載のものは、６群７
枚という非常に少ないレンズ構成で、Ｆ　／　１．６と
明るく、諸収差も良好に補正されているが、画角が１１
０°と狭く、監視用カメラレンズとしては十分でなかっ
た。

また、特開平１−１１３７１４号公報記載のものは、８
群９枚構成で、さらに非球面レンズを用いることにより
、Ｆ／１．４という大きな口径比を実現し、諸収差も良
好に補正され、画角も　１２５°程度を得ているものの
、構成枚数が多いため、コンパクト性の点で問題を有し
ており、さらに、構成枚数が多いことに加えて、非球面
が設けられているため、コストの点でも問題を有してい
た。

また、画角が１８００に及ぶ魚眼レンズでは、特公昭４
９−２０５３５号公報あるいは特開昭６３−１７４２１
号公報が開示されているが、ともにＦ／２．８程度と暗
く、さらに構成枚数も８〜１０枚と多く、監視用には不
適であった。

（発明が解決しようとする課題）監視用、車載用なとのカメラレンズとして、前述した超
広角レンズでは、画角、コンパクト性、コストの点で問
題が多く、構成枚数を削減し、さらに超広角化、コンパ
クト化および低コスト化を図ることが望まれる。

ところで、この種のカメラレンズは、その使用目的から
歪曲収差が良好でないレンズを採用することができ、こ
のことはレンズの設計上好都合である。

本発明は、このことを利用し、上述の課題を解決しよう
とするもので、例えば、焦点距離に比べ、バックフォー
カスが約２．５倍以上で、画角が１３０°〜１８０°に
及ぶにもかかわらず、構成枚数がきわめて少なく、コン
パクトで、低コストな、明るく高性能な超広角レンズを
提供することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明の超広角レンズは、前述した目的を達成するため
に、物体側から順に、前群と、後群とに分けられ、さら
に、前記前群は、物体側から順に、物体側に凸面を向け
た負のメニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負の
メニスカスレンズと、正レンズとの３枚のレンズからな
り、また、前記後群は、物体側から順に、接合された両
凹レンズおよび両凸レンズと、正レンズとの３枚のレン
ズからなり、かつ、次の（イ）　　　（０）　　　（ハ
）（ニ）の条件を満たすものである。

（句−１，７５＜ｆ、。／ｆ＜−１，５５（ＤＪ　（１
，０４＜　ｆ　・（ｎ４ＩＩ、）　／　Ｒ４＜０．０６
５（ハ）　　　−０，５５＜　　Ｒ６／　　Ｒ６＜−０
゜２５（ニ）　　　　　　　　　　ν　、〈３０ただし
、ここで、＋１２は、物体側から１番目および２番目のレンズの合
成焦点距離、ｆは、全系の焦点距離、ｎｉＣ４＝４．５）は、物体側からｉ番目のレンズの屈
折率、Ｒｉ′（ｉ＝４．６）は、物体側からｉ番目のレンズの
像側の面の曲率半径、Ｒ６は、物体側から６番目のレンズの物体側の面の曲率
半径、 ν３は、物体側から３番目のレンズのアツベ数である。

（作用）本発明の超広角レンズは、前述した構成により、明るさ
と高性能を保持しながら、構成枚数を削減して、コンパ
クト化および低コスト化を図ったものである。ここで、
前述した各条件（イ）（＋１）　　　（ハ）（：）につ
いて説明する。

条件（伺は、レンズ系全体の小型化と収差補正、および
広画角の確保に関連する条件である。

すなわち、条件（イ）の下限を越えると、入射瞳は後方
へ遠ざかり、レンズ全系の全長、前玉径の増大を招き、
コンパクト化が困難になると同時に、像面彎曲が悪化し
、好ましくなく、また、歪曲収差の発生が押さえられ、
１３０°〜　１８０°という広画角の確保が困難になる
。逆に、条件（イ）の上限を越えると、球面収差が補正
過剰となり、さらにコマ収差が増大し、補正が困難とな
り、好ましくない。

条件（ロ）は、条件（イ）に関連して、主に球面収差を
補正するための条件である。すなわち、条件（ロ）の下
限を越えると、球面収差が補正不足となり、好ましくな
い。逆に、条件（ロ）の上限を越えると、高次の球面収
差が発生し、補正が困難となり、好ましくない。

条件（ハ）は、条件（イ）および条件（ロ）に関連して
、球面収差、非点収差および像面彎曲をバランス良く補
正するための条件である。すなわち、条件（ハ）の下限
を越えると、球面収差が補正不足となると同時に、非点
隔差が増大し、好ましくない。逆に、条件（ハ）の上限
を越えると、球面収差が補正過剰となると同時に、像面
彎曲が増大し、好ましくない。

条件（駒は、倍率の色収差の補正に関するものである。

すなわち、条件（ニ）の上限を越えると、前群発散系で
発生する倍率の色収差の補正が困難となり、好ましくな
い。

（実施例）つぎに、本発明の超広角レンズの実施例について、図面
を参照しながら説明する。

以下に、４つの数値実施例を示すが、これら数値実施例
の超広角レンズは、第１図、第３図、第５図および第７
図のレンズ構成図に示すように、物体側すなわち前側（
図示左側）から順に、前群Ａと、後群Ｂとに分けられる
。さらに、前記前群Ａは、物体側から順に、物体側に凸
面を向けた負のメニスカスレンズＡＩと、物体側に凸面
を向けた負のメニスカスレンズＡ２と、両凸の正レンズ
Ａ３との３枚のレンズからなっている。また、前記後群
Ｂは、物体側から順に、接合された両凹レンズＢ１およ
び両凸レンズＢ２と、両凸の正レンズＢ３との３枚のレ
ンズからなっている。さらに、これら実施例の超広角レ
ンズは、ビデオカメラ用であるため、最後部に平行平面
板Ｃが設けられている。なお、絞りは、前記前群Ａと後
群Ｂとの間に設けられる。

そして、いずれの数値実施例の超広角レンズも、次のｍ
　　　（ｏ）　　　（ハ）　　（ニ）の条件を満たして
いる。

（イ）　　　−１，７５＜　　ｆ　　、□／ｆ＜−（，
５５（Ｃ）　　０．０４＜　ｆ　・（ｎ４ｎ５　）　／
　Ｒ４’　　＜０．（１６５（ハ）　−０，５５＜Ｒ６
／Ｒ６＜−０，２５（ニ）　　　　　　　　　　ν　、
＜３０ただし、ここで、ｆｌ。は、前群Ａの物体側から１番目および２番目のレ
ンズの合成焦点距離、ｆは、全系の焦点距離、ｎｉ（ｉ＝４．５）は、物体側から１番目のレンズの屈
折率、Ｒｉ′（ｉ＝４．６）は、物体側がら１番目のレンズの
像側の面の曲率半径、Ｒ６は、物体側から６番目のレンズの物体側の面の曲率
半径、 ν、は、物体側から３番目のレンズのアツベである。

前記条件（（）　　　（ｏ）　　　（ハ）（駒　を設定
した理由は、以下のとおりである。

条件（イ）は、レンズ系全体の小型化と収差補正、およ
び広画角の確保に関連する条件である。

すなわち、条件（旬の下限を越えると、入射瞳は後方へ
遠ざかり、レンズ全系の全長、前玉径の増大を招き、コ
ンパクト化が困難になると同時に、像面彎曲が悪化し、
好ましくな（、また、歪曲収差の発生が押さえられ、１
３００〜１８ｏ０という広画角の確保が困難になる。逆
に、条件（イ）の上限を越えると、球面収差が補正過剰
となり、さらにコマ収差が増大し、補正が困難となり、
好ましくない。

条件（ロ）は、条件（イ）に関連して、主に球面収差を
補正するための条件である。すなわち、条件（０）の下
限を越えると、球面収差が補正不足となり、好ましくな
い。逆に、条件（ロ）の上限を越えると、高次の球面収
差が発生し、補正が困難となり、好ましくない。

条件（：）は、倍率の色収差の補正に関するものである
。すなわち、条件（ハ）、（ニ）の上限を越えると、前
群発散系で発生する倍率の色収差の補正が困難となり、
好ましくない。

つぎに、４つの数値実施例を示す。これら数値実施例に
おいて、第１図、第３図、第５図および第７図にも示す
ように、ｒ＋　　（ｉ＝１＋　・・・、１３）は、物体
側からｉ番目の屈折球面（レンズ面）の曲率半径、ｄ、
（ｉ＝１．・・・、１２）は、物体側からｉ番目の屈折
球面とｉ＋１番目の屈折球面との間の間隔（レンズ厚ま
たは空気間隔）、ｎｉおよびν、（ｉ＝１．・・・、７
）は、各々、物体側からｉ番目のレンズのガラスの屈折
率ｎｄおよびアツベ数シロである。また、ｆはレンズ全
系の焦点距離、Ｆは口径比１２ωは所定の画面に対応す
る画角である。

なお、前記条件（ロ）（ハ）におけるＲ４Ｒ６，Ｒ６’
　は、各々、Ｒ４＝　ｒ　ｓ、　Ｒ６＝ｒ　１０１Ｒ６
＝　ｒ　ｚである。

〈数値実施例１〉ｒ＝１９．８ｄ、　＝０．９　　　ｎｉ　＝１．５８９］３　　ｖ、
　＝６１．３ｒ２＝７．０ｄ２＝５．０ｒ３＝　２０．７１ｄ３＝ｆ１．９　　　ｎ２　＝ｌ、７］３００　　ｖ　
２　＝　５３．９ｒ４＝＝５４ｄ４＝５．０ｒ５＝　３３．０１ｄ　、＝７．０　　　、　ｎ　３　＝１．７８４７２　
１／　３　＝２５．７ｒ　６　＝　−１２，１８３ｄ６＝４．２ｒｔ”−１［１，９ｄ、＝１．５ｒｓ”　　　４．９１４ｄ８＝３．８ｒ　９　＝　　−９，１２ｄ９＝０．１ｒ＋ｏ＝　　１１．３ｄ＋ｏ＝３．２ｒ　１１＝　−３０，Ｈｌｌｄ、、＝１．Ｏｒ　１２３　′ ｄ１□＝４．０ｒ、３’＝ＣＫＩｆ＝３．４８そして、ｆ　１２／　ｆ　＝　−１，７０ｆ　・（ｎ４−Ｒ１５）　／　ｒｅ　＝［１，０６０ｒ
　Ｉｏ／　ｒ　＋＋ ν３＝２５．７シ　、＝４７．８シ、＝２５．７シ、＝６４．２シロ＝５３．９２ω＝　　１３１’ １．７１３０００．３７ｎ　４　＝　１．７８４７２ｎ　５　　＝　１．７００３０ｎ　？　　＝１．５１６８０Ｆ／１．６である。

前記数値実施例１のレンズ構成図を第１図に、また、そ
の数値実施例１の収差曲線図を第２図に示す。なお、第
４図、第６図および第８図も同様であるが、第２図（ａ
）において、縦軸は入射高で、その上端はＦ／１６の入
射高である。そして、横軸は縦の収差であり、実線ｄは
ｄ線の球面収差、破線ｇはｇ線の球面収差を示している
。また、第２図（ｂ）において、縦軸は半画角であり、
その上端は６５．５°の半画角である。そして、横軸は
像面位置であり、実線Ｓはサジタル像面、点線Ｍはメリ
ジオナル像面を示している。さらに、第２図（ｃ）にお
いて、縦軸は半画角であり、その上端は６５．５°の半
画角である。そして、横軸は歪曲収差である。

〈数値実施例２〉ｒ　＋　＝　　１６．２３ｃｌ　＋　＝０．９　　　ｎ　＋　＝］、７］３００　
　ｖ　１＝５３．９ｒ２＝７．９ｄ２＝５．５ｒ、＝Ｉ８．５ｄ、＝０．９ｒ４＝５．Ｏｄ４　＝４．２６２ｒ　５　＝　　５１．１５ｄ、＝６．１ｒ　６＝　−１０，４４ｄ６＝４．２ｒ　７　　＝　　−８，６］ｄ、＝１．３５ｒ８　＝　　　４．４４ｄａ　　＝３．４２ｒ、　　＝　　−７，７３７ｄ９＝０．１ｒ　＋ｏ＝　　Ｉｌ、　２５ｄ＋ｏ＝２．８８ｒ　　、、＝　−２２，５８ｄｚ＝１−０ｎ　２　　＝　１．７１３００ｎ　３　　＝　１．７８４７２ｎ　ａ　　＝　１．７８４７２ｎ　ｓ　　＝１．７００３０ｎ　６　　＝　１．７１３００ｒ　１２＝　■ ｄ＋２＝０．７ｎ　？　　＝　１．５１６８０ｒ　１３：　ｌ ν　、＝５３．９ｆ＝３．１ＯＦ／１．６　　　　２　ω＝　１４２゜ν
３＝２５．７シ　４２５．７シ　５４７．８ ν　６５３．９ ν　７−６４゜２そして、ｆ１□／ｆ＝−１，７０ｆ　”　　（ｎ４ｎｉ）　／　ｒｓ　＝０．０５９ｒ　
＋ｏ／　ｒ　＋　、＝　−０，５０ν３＝２５．７である。

前記数値実施例２のレンズ構成図を第３図に、また、そ
の数値実施例２の収差曲線図を第４図に示す。なお、第
４図（ｂ）　、　　（ｃ）において、縦軸の上端は７１
０の半画角である。

〈数値実施例３〉ｒ　１＝　　１５．９４５ｄ＋　＝０．９　　　ｎ＋　＝１．７１３００　１．’
Ｉ　＝５３．９ｒ２＝冒ｄ２＝６，０ｒ３＝２ｆｉ、５３ｄ３　＝０．９　　　ｎ２＝Ｉ、７１３００　　Ｌ）　
２　＝　５３．９ｒ４＝５．０ｄ、＝５１１ｒ　　５　　＝　　６７．９２ｄ、＝７．Ｏｒ　６　　＝−１１，７５３ｄ６＝４．７ｒ、　　＝　　−６１，５ｄ　７　＝１．３５ｒｓ＝４．２５ｄ、＝４．２ｒ９　＝〜１６．５６ｄ９＝０．１ｒ　、ｏ＝　　１１．’ｌｓ：１ｄ＋ｏ＝３．５ｒｌ＋＝−Ｈ，（１ｄｌｌ＝１．０ｒ　１２＝　艶ｄ１２＝０．７ −ｎ３−　■ ｆ＝３．０２そして、１．７８４７２ｎ　ａ　　＝　１．８０５１８１．７４３３０ｎ　ｂ　　＝　１．７］３００ｎ　７　　＝　１．５１６８（１ ν　ｖ＝２５．７シ、＝２５．５ ν　、＝４９．２シロ＝５３．９シ、＝６４．２Ｆ／１．６２　ω＝１５３゜ｆ　１２／　ｆ　＝刊６０ｆ　　’　　（ｎ４　　　ｎｑ　　）／　ｒｓ　　＝０
．０４４ｒ　１０／　ｒ　１１＝−〇、４１ ν　、＝２５．７である。

前記数値実施例３のレンズ構成図を第５図に、また、そ
の数値実施例３の収差曲線図を第６図に示す。なお、第
６図（ｂ）　、　　（ｃ）において、縦軸の上端は７６
．５°の半画角である。

〈数値実施例４〉ｒ　＋　＝　　１９．０２６７ｄ、　＝０．９　　　ｎｉ　＝１．７１３００　　ｖ、
　＝５３．９ｒ２＝　　７．５６９５ｄ２＝３．８６１ｒ３＝３０．０ｄ、＝０．９　　　ｎ２　＝１．７１３００　１／２　
＝５３．９ｒ４＝　４．７４８１ｄ４＝５．０ｒ　ｓ　”　　４７．９９７１ｄｓ　＝７．０　　　ｎ３＝１．７８４７２　　ＬＪＩ
　＝２５．７ｒ　６　　＝　　−１３，５２１６ｄ６＝３．５ｒ　、＝−１０５，６４８９ｄｔ　　＝ＩＪ５　　　　Ｂ４　；ｌ。８０５１８　　
　　ｖ４　＝２５．５ｒ８　＝　　　　４．１５４ｄａ−＝４．２　　　　　Ｂ５　＝１．７４３３０　　
　　ν５　＝４９．２ｒ　９　　＝　　−１６，６４３
１ｄ９＝ｏ、１ｒｌ。＝　　　１０．１７６２ｄ　＋ｏ＝２．５　　　　　Ｂ６　＝１．７１３００　
　　　シロ＝５３．９ｒ　＋　＋　＝　　−３３，６４
６ｄ、、＝１．Ｏｒ　　１２”　■ ｄ＋□＝０．７　　　　　ｎ　７　＝１．５１６８０　
　　　シフ　＝６４．２ｒ　】３＝　■ ｆ＝２．９０　　　　Ｆ／１．６　　　　２　ω＝　　
１８０゜そして、ｆ　１２／　ｆ　＝　−１，６６ｆ　’　　（ｎ４ｎ　５）　／　ｒ　ｓ　＝０．０４３
ｒ、。／　ｒ　＋　１＝　−０，３０ ν　３＝２５．７である。

前記数値実施例４のレンズ構成図を第７図に、また、そ
の数値実施例４の収差曲線図を第８図に示す。なお、第
８図（ｂ）　、　　（ｃ）において、縦軸の上端は９０
’の半画角である。

なお、前記いずれの数値実施例の超広角レンズも、平行
平面板Ｃを無視した場合のバックフォーカスが、焦点距
離ｆの２．４倍以上になっている。

前記実施例の構成によれば、構成枚数がわずか６枚であ
り、焦点距離ｆに比ベバックフォーカスが約２．５倍以
上で、画角が１３０°〜１８０°に及ぶにもかかわらず
、明るくかつ高性能なものにできる。これとともに、構
成枚数がきわめて少なく、かつ、レンズ全長が短く、コ
ンパクトで、しかも非球面を設けることもなく、低コス
トにできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、物体側から順に、物体側に凸面を向け
た２枚の負のメニスカスレンズと、正レンズと、接合さ
れた両凹レンズおよび両凸レンズと、正レンズとにより
構成された超広角レンズで、前述の条件（＜）　　　（
ｏｌ　　　（ｌ臼　　（駒を満足させたことにより、焦
点距離に比ベバックフォーカスがきわめて長く、画角が
きわめて大きいにもかかわらず、コンパクトで、低コス
トで、しかも、明るく高性能な超広角レンズを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の超広角レンズの実施例を示すもので、第
１図は数値実施例１のレンズ構成図、第２図は数値実施
例１の収差曲線図、第３図は数値実施例２のレンズ構成
図、第４図は数値実施例２の収差曲線図、第５図は数値
実施例３のレンズ構成図、第６図は数値実施例３の収差
曲線図、第７図は数値実施例４のレンズ構成図、第８図
は数値実施例４の収差曲線図である。Ａ・・前群、Ｂ・・後群、Ａ１・・負のメニスカスレン
ズ、Ａ２・・負のメニスカスレンズ、Ａ３・・正レンズ
、Ｂ１φ・両凹レンズ、Ｂ２・・両凸レンズ、Ｂ３・・
正レンズ。Ｆハ、６田、ダ ω、５゜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）物体側から順に、前群と、後群とに分けられ、前記前群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負
のメニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負のメニ
スカスレンズと、正レンズとの３枚のレンズからなり、前記後群は、物体側から順に、接合された両凹レンズお
よび両凸レンズと、正レンズとの３枚のレンズからなり
、かつ、次の（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）の条件を満
たすことを特徴とする超広角レンズ。（イ）−１．７５＜ｆ＿１＿２／ｆ＜−１．５５（ロ）
０．０４＜ｆ・（ｎ＿４−ｎ＿５）／Ｒ＿４′＜０．０
６５（ハ）−０．５５＜Ｒ＿６／Ｒ＿６′＜−０．２５
（ニ）ν＿３＜３０ただし、ここで、ｆ＿１＿２は、物体側から１番目および２番目のレンズ
の合成焦点距離、ｆは、全系の焦点距離、ｎ＿ｉ（ｉ＝４、５）は、物体側からｉ番目のレンズの
屈折率、Ｒ＿ｉ′（ｉ＝４、６）は、物体側からｉ番目のレンズ
の像側の面の曲率半径、Ｒ＿６は、物体側から６番目のレンズの物体側の面の曲
率半径、 ν＿３は、物体側から３番目のレンズのアッベ数である。