JP4613111B2 - 光学装置 - Google Patents

Description

本発明は、被写体を受光面上に広角にて結像させることのできる光学装置に関する。

車戴用や監視用のカメラなどの分野において、広い視野を包括する広角レンズが使用されている。また、画像処理の進展に伴い、リアルタイムで画像の歪みが補正でき、さらに広い視野を有する超広角レンズに対するニーズが高まっている。その中で、設置スペースの問題、画像素子の高解像化、色々な分野への普及等に伴い、小型・高解像・安価といった条件を満たす光学装置が要求されている。

このような光学装置に求められる具体的要件として、次のような項目があげられる。
・安価（少ない枚数・樹脂の利用・成形し易さ・組立て易さ）
・明るい（小さなＦｎｏ）
・コンパクト（全長・レンズ径）
・広い視野（場合によって１８０度を超える大きな画角）
・高解像度 （基本的な収差が良好に補正されている）
・必要に応じた射影方式（中心射影、等角射影、立体射影等）

このような条件を満足する光学装置を、少ない構成枚数で実現できれば、様々な分野への適用が可能となる。

図３０は以下の特許文献１に記載の光学装置を示している。この光学装置は、広角レンズとして基本的なものであり、物体側に位置する負レンズで視野角を広げ、正レンズで撮像素子に結像する方式である。この光学装置は、負レンズと正レンズの２枚構成は最も枚数の少ない構成である。しかし、２枚のレンズ構成では、当然ながら設計の自由度が限られ、高解像化や、任意の射影方式への対応は難しく、限られた用途に限定される。

図３１は以下の特許文献２に記載の光学装置を示している。この光学装置は、開口絞りよりも物体側に、複数の凹レンズが、開口絞りよりも像側に複数の凹凸凸が設けられた典型的な広角レンズの例である。この光学装置は、多数のレンズを用いて収差の補正や射影方式の設定を行っているため、比較的設計の自由度は取れるものの、開口絞りよりも像側に位置するレンズ群の基本構成が決まっているため、少ない枚数を実現するのは困難である。

図３２は以下の特許文献３に記載の光学装置を示している。この光学装置は、物体側から凹レンズ、メニスカスレンズ、両凸レンズが配置された構成であり、物体側から２番目に位置するレンズを、アッベ数の小さな厚肉のメニスカス負レンズとしているのが特徴である。アッベ数の小さな厚肉のメニスカスレンズと開口絞りの位置を組み合わせることで、倍率の色収差を効果的に補正するというものであるが、画角は７６°と狭い範囲に留まっており、広い視野範囲での結像ができないものとなっている。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、設計の自由度が高く、ｆ・ｔａｎθで示される中心射影方式、２ｆ・ｔａｎ（θ／２）で示される立体射影方式、ｆ・θで示される等角射影方式の設定が可能であり、または１８０°を超えるような大きな画角の視野角を得ることができ、しかも少ない枚数のレンズで構成できる光学装置を提供することを目的としている。

また本発明は、他の同じレンズ枚数の光学装置と比較して、周辺での圧縮率の低い射影方式で、例えば、前記等角射影方式や立体射影方式等、および比較的周辺部の圧縮率が低く、ＣＣＤのようなピクセルの大きさが決まっている画像素子の周辺部での解像を確保できる方式を可能とする光学装置を提供することを目的としている。

本発明は、物体側から像側に向けて、少なくとも１枚の負レンズ、物体側が凸のメニスカスレンズ、開口絞り、両凸の正レンズが配置されており、
開口絞りよりも物体側に位置するレンズの少なくとも１枚と、正レンズがそれぞれ非球面を含み、
メニスカスレンズを除く全てのレンズの平均のアッベ数をｖa、メニスカスレンズのアッベ数をｖｂ、全系の焦点距離をｆ、負レンズ群とメニスカスレンズの合成焦点距離をｆ１２、開口絞りと正レンズの軸上間隔をｔｓ、最も物体側のレンズ面の頂点から最も像側のレンズ面頂点までの長さをＬ、メニスカスレンズの中心肉厚をｔ２、開口絞りを通過する最大画角の主光線の入射角度をθｓとしたときに、前記数１の条件を満足することを特徴とするものである。

また本発明は、物体側から像側に向けて、１枚以上の負レンズから成る負レンズ群、物体側が凸のメニスカス正レンズ、開口絞り、両凸の正レンズが配置されており、
開口絞りよりも物体側に位置するレンズの少なくとも１枚と、正レンズがそれぞれ非球面を含み、
メニスカスレンズを除く全てのレンズの平均のアッベ数をｖa、メニスカスレンズのアッベ数をｖｂ、全系の焦点距離をｆ、負レンズ群とメニスカスレンズの合成焦点距離をｆ１２、正レンズの焦点距離をｆ３、最も物体側のレンズ面の頂点から最も像側のレンズ面頂点までの長さをＬ、開口絞りと正レンズの軸上間隔をｔｓ、メニスカスレンズの中心肉厚をｔ２としたときに、前記数２の条件を満足することを特徴とするものである。

また、本発明は、物体側から像側に向けて、１枚の負レンズ、物体側が凸のメニスカスレンズ、開口絞り、両凸の正レンズ、および撮像素子が配置されており、物体側に向く８０度以上の視野角度の物体空間を、撮像素子上に中心射影することが可能とされたものである。

または、本発明は、物体側から像側に向けて、２枚の負レンズ群、物体側が凸のメニスカスレンズ、開口絞り、両凸の正レンズ、および撮像素子が配置されており、物体側に向く１２０度以上の視野の物体空間を、撮像素子上に立体射影することが可能とされたものである。

または、本発明は、物体側から像側に向けて、３枚の負レンズ群、物体側に凸のメニスカスレンズ、開口絞り、両凸の正レンズ、および撮像素子が配置されており、物体側に向く１８０度以上の視野の物体空間を、撮像素子上に立体射影することが可能とされたものである。

前記各発明において、前記正レンズが、両面非球面であることが好ましく、最も物体側に位置する負レンズが硝子の球面レンズであってもよい。さらに、正レンズが硝子の非球面レンズであってもよい。

また、本発明は、全てのレンズの材質が樹脂であるものとして構成でき、メニスカスレンズが２枚に分割されているものとすることも可能である。

以上の構成を採ることにより、広角域をカバーする、種々の目的に合わせた撮像用の光学装置を実現できる。

本発明では、広角から超広角域をカバーし、少ない枚数で諸収差が良好に補正され，周辺部での画像圧縮率がより低い明るく小型で安価な光学装置が実現可能となる。

図１は本発明の光学装置の実施の形態を示す断面図である。図１では、光学装置の光軸をＯ１−Ｏ２で示しており、Ｏ１側が物体側であり、Ｏ２側像側である。物体側より入射する光束は、３枚の凹レンズ１ａ，１ｂ，１ｃで構成される負レンズ群１、正のメニスカスレンズ２、開口絞りＳ、両凸の正レンズ３を順次通過して、撮像素子５の受光面に結像される。正レンズ３と撮像素子５との間には、必要に応じてカバー硝子４やローパスフィルタ等が設けられる。

まず、物体側に設けられる負レンズ群１（１ａ，１ｂ，１ｃ）は、物体側からの大きな画角の入射光束を小さな入射角度に変換する役割を持ち、物体側からの入射角の大きさと、要求される射影方式によりレンズの枚数が設定される。これにより、最大画角に対応する主光線の両凸の正レンズ３に入射する角度θｓが所定の範囲になるように変換される。前記角度θｓは、開口絞りＳを通過して正レンズ３の物体側の面に最大画角で入射する主光線と、前記光軸Ｏ１−Ｏ２との成す角度である。

負レンズ群１よりも像側に設けられたメニスカスレンズ２は、小さなアッベ数を有し、各方向から入射する光の軸上での色消しと、倍率色収差（像高方向（ｙ方向）での色収差）の補正を行う。

像側に設けられた開口絞りＳと、両凸の正レンズ３とが、主として結像作用を受け持つ。負レンズ群１とメニスカスレンズ２の合成焦点距離ｆ１２は、負のパワーを持ち、開口絞りＳよりも物体側に中間像（虚像）を形成する。以上が、本発明が目標とする広角レンズ（光学装置）の基本構成である。

次に、上記光学装置の特徴を説明する。本発明の実施の形態では、主たる結像作用を、物体側に開口絞りＳを配置した両凸の正レンズ３の１枚だけに分担させている。従って、開口絞りＳよりも像側の構成を最少のレンズで構成することができる。

ここで、物体側に開口絞りＳを配置したときの両凸の正レンズ３の一般的な収差の特徴は、サジタル像面湾曲（サジタル像面が物体側に倒れる）の補正不足、画角が大きなところでのコマ収差の発生、および正の歪曲特性である。サジタルの像面湾曲の振る舞いは、光線の通過特性を考えることで理解できる。例えば、簡単のために、開口絞りＳが正レンズ３の物体側の面と一致した場合を考えてみると、光軸Ｏ１−Ｏ２に沿って通過する光束に対しては、正レンズ３の物体側の面のサジタルとメリディオナルの両断面の曲率が等しくなるため、この面での像面湾曲の差はない。しかしながら、正レンズ３の像側の面であって光軸Ｏ１−Ｏ２から離れた位置では、サジタルの曲率の方がメリディオナルの曲率よりも小さいため、光軸Ｏ１−Ｏ２から離れた位置で正レンズ３の物体側の面に入射した光速においては、近軸像点から物体側にサジタル像面が倒れる現象が起きる。これがサジタル像面湾曲である。

一方、開口絞りＳよりも物体側に位置するレンズ群１，２では、収差が上記と反対の理由で発生するが、この実施の形態の光学装置では、前記レンズ群１，２によるサジタル像面湾曲を補正過剰とすることで、前記正レンズ３のサジタル像面湾曲をキャンセルし、収差の補正を行っている。これは、コマ収差の補正についても同様である。開口絞りＳよりも物体側のレンズ群１，２の少なくとも１枚と、正レンズ３とが、それぞれ非球面を含むことは、前述の収差キャンセルを円滑に行う上で重要である。さらに、自由度が不足する場合は、非球面をさらに追加することで対応可能であり、特に自由度の少ない正レンズ３は、両面非球面であることが望ましい。

また、物体側に開口絞りＳを有する正レンズ３の正の歪曲特性は、負レンズ群１との組み合わせにより補正できる。

この際、開口絞りＳを通過して正レンズ３の物体側の面に入射する最大画角の主光線の入射角度θｓを、以下の数３の範囲に保つことは、開口絞りＳよりも像側に位置する正レンズ３を単レンズで構成し、且つ上記の収差のキャンセルを効果的に行うために必要である。

前記数３の下限以下となると、要求される像高を確保するための正レンズ３の焦点距離が相対的に長くなり、収差のキャンセルが効率よく行えず、また光学装置の大きさ的に不利となる。上限以上となると、サジタル像面湾曲やコマ収差等の収差が急激に増大し、これをキャンセルするためには、開口絞りＳより物体側のレンズ構成が複雑となり、レンズ枚数の削減にとって不利となる。

負レンズ群１の役割は、前述した正レンズ３の収差のキャンセルを行うと同時に、正レンズ３に入射する光束角度の整合を行う点にあるが、さらに、負レンズ群１は、要求される射影特性を実現するというもう一つの役割を分担する。

次に、広角レンズを構成する光学装置の収差の中で問題となるのが、倍率色収差を如何にして補正するかという点である。実施の形態の光学装置では、他のレンズに比較して相対的にアッベ数の小さな凸のメニスカスレンズ２を物体側に配置し、このメニスカスレンズ２の像側に開口絞りＳを配置することで、軸上色収差並びに倍率の色収差を同時に補正している。このため必要となる数４の条件は、色収差を補正するための必須条件である。

以下の数５は、倍率の色収差を効果的に補正するための条件である。すなわち、メニスカスレンズ２を、光軸方向に比較的厚肉なレンズとすることで、メニスカスレンズ２の物体側の面に入射する光の画角による高さの差を利用して、倍率の色収差補正の自由度を得ることができるようになる。

前記数５の下限以下となると倍率色収差の補正が困難となる。数５の上限以上となると、全系の長さおよび径が増大する。また、メニスカスレンズ２の過大な厚肉化は製造を困難とする。ただし、コスト的には不利であるが、メニスカスレンズ２を２枚のレンズに分割することも自然な拡張として可能である。その場合、分割した２枚のレンズを合成系として考えれば、以下の議論は同様に適用できる。ただし、１枚目の分割レンズの入射面が凸面で、２枚目の分割レンズの射出面が凹面であることは変わらない。

その他にメニスカスレンズ２に要求される項目としては、そのパワー（合成焦点距離）が正（あるいは弱い負レンズ）であることが望ましい。それにより，特に画角が大きくなったときの色補正が効果的に行える。特許文献３に記載の光学装置では、メニスカスレンズが比較的強い負のパワーを有する。そのため、広角化に伴い倍率の色収差が増大し、本発明の目的を達成することが困難である。

一方、負レンズ群１とメニスカスレンズ２の合成パワー（合成焦点距離）ｆ１２を正とすると、先に述べた正レンズ３の収差と、開口絞りＳより前の負レンズ群１による効果的な収差のキャンセルが困難となり、余分な自由度の導入が必要となる。よって、本発明の実施の形態の光学装置では、負レンズ群１とメニスカスレンズ２との合成焦点距離ｆ１２が以下の数６の範囲にあることが望ましい。

さらに、正レンズ３の焦点距離ｆ３と、前記合成焦点距離ｆ１２との関係は、以下の数７を満足することが望ましい。

次に、開口絞りＳの配置位置に関しては、光線高の差をつけると言う意味で、メニスカスレンズ２よりも像側に設けるのが必須事項である。メニスカスレンズ２と開口絞りＳとの光軸Ｏ１−Ｏ２上の間隔ｔ２Ｓについては、以下の数８を満たすことが好ましい。

数８の上限以上であると、系の全長が長くなる点で不利である。また、絞りＳと正レンズ３との軸上間隔ｔｓについては、以下の数９を満たすことが好ましい。

前記数９の上限以上であると、正レンズ３を通過する光線の高さが相対的に高くなり、収差のバランスにとって不利となる。ただし、メニスカスレンズ２を２枚の分割レンズで構成する場合は、開口絞りＳを両分割レンズの間に配置することも可能である。その場合、数８の条件の代わりに以下の数１０の条件が必要となる。この場合、数９の条件はそのまま成り立つ。

次に各レンズの材質について説明する。
非球面を積極的に利用し収差のバランスをとる場合、非球面を有するレンズは合成樹脂で形成することがコスト的に望ましい。メニスカスレンズ２として、アッベ数の非常に小さな硝子で形成することは必須事項ではなく、硝子に比べて相対的にアッベ数の大きなポリカーボネートやポリスチレン等の合成樹脂の利用が可能である。そのため、無理なく全てのレンズを樹脂で構成することが可能である。ただし、車載用途などのように、物体側に最初に現れるレンズに樹脂を用いることが難しい場合は、硝子の球面レンズを負レンズ群１の最も物体側に用いることが可能である。

変化の大きな環境下での使用が予測される場合、例えば温度変化が生じた場合の性能の変動を小さくすることも重要である。本発明の実施の形態では、必要な条件の制約の中で、各レンズのパワー配分を最適化することで、全てのレンズを合成樹脂で形成した場合であっても、そのような補償が可能である。上記のように、最も物体側に位置するレンズに硝子を用いて他のレンズを合成樹脂で形成した場合や、メニスカスレンズにアッベ数の小さな硝子を用いて他のレンズを合成樹脂で形成した場合には、温度変化により各レンズの特性のバランスが崩れ、温度補償が困難な場合も出てくる。そのときは、正レンズ３に温度係数の小さな硝子の非球面を利用することで、温度補償が可能となる。勿論、全てのレンズを硝子で構成することを妨げることではない。本発明の実施の形態では、レンズ系に無理なく樹脂レンズを採用でき、安価な光学装置を提供する上で重要である。

なお、前記数４に示すアッベ数の比（ｖa／ｖb）の上限であるが、メニスカスレンズ２をアッベ数の小さい硝子（ｖａが約１９．３）で形成し、それ以外のレンズを最もアッベ数の大きな光学材料（ｖｂが約７０）で形成した場合、前記上限は、３．６程度である。また、メニスカスレンズ２を、ポリカーボネートやポリスチレン樹脂で形成した場合のｖｂは約３０であり、それ以外のレンズを他の光学樹脂材料（例えばＰＭＭＡ）で形成した場合、ｖａは約６０が上限である。よって、全てのレンズを合成樹脂材料で形成した場合、前記比の上限は２．０程度である。また、メニスカスレンズ２をアッベ数の小さい硝子で形成し、他のレンズを前記光学樹脂材料で形成した場合、前記比の上限は、３．１程度である。

次に、光学装置の射影方式について説明する。
一般のカメラレンズでは、ｙ＝ｆｔａｎθで表わされる中心射影方式が用いられている。ここで、ｙは撮像素子上での像高であり、画角が２θである。しかしながら画角が大きくなると、中心射影方式を実現するためには、レンズ枚数の増加が避けられず現実的ではない。また、画角が１８０°に近いあるいはそれを超えるような場合は、中心射影方式は現実的ではなく、それに代わって魚眼レンズの射影方式である正射影方式（ｆ・ｓｉｎθ）、等角射影方式（ｆ・θ）、立体射影方式（２ｆ・ｔａｎ（θ／２））等の各方式が採用される。これは、画面の中心を基準としたときの周辺の画像の圧縮率を決めるものと見なすことができ、正射影方式、等角射影方式、立体射影方式の順に構成が複雑になる。正射影方式は比較的簡単な構成で実現でき、コンパクトに構成できるが、ＣＣＤのように画素の大きさが決まっている場合には、他の方式に比べ周辺の画像の圧縮率が高く、画像処理等で拡大しても基の画像が復元できない場合が出てくる。

本発明の実施の形態の光学装置は、他の構成に比較し、より簡単な構成で、周辺の画像の圧縮率の低い方式を実現することができる。それを可能にしているのが、これまで述べたような物体側の構成要素と像側の構成要素とによる主要収差のキャンセルと倍率色収差の補正機能である。

次に、本発明の実施例を説明する。実施例では、少なくとも１つのレンズの光学面を非球面としている。非球面の方程式は以下の数１１に示される。ただし、本発明では特にこのタイプに限定される訳ではない。

数１１のｚは、非球面の頂点と接する基準平面からの光軸方向の面深さである。また、ｃは面の曲率半径Ｒの逆数、ｈは面の光軸からの高さを表している。ｋは２次曲面を表す円錐定数、Ａ_４〜Ａ_２６は非球面補正係数である。

図２、図４、図６、図８、図１０、図１２、図１４および図１６ないし図２９の各図は、本発明の実施例の光学装置を示している。前記実施例における各符号の説明は以下のとおりである。

Ｒ：各レンズの光学面の曲率（ｍｍ）、
Ｄ：各レンズの光軸上での肉厚（ｍｍ）、または各レンズ間やレンズとカバー硝子４との間の光軸上の距離（ｍｍ）、
Ｎ：各レンズおよびカバー硝子４の相対屈折率、
Ｖ：各レンズおよびカバー硝子４のアッベ数、
ｖａ：メニスカスレンズを除くレンズおよびカバー硝子４の平均アッベ数、
ｖｂ：メニスカスレンズのアッベ数、
ｆ：光学装置の焦点距離（ｍｍ）、
ｆ１：負レンズ群の焦点距離（ｍｍ）、
ｆ２：メニスカスレンズの焦点距離（ｍｍ）、
ｆ３：両凸の正レンズの焦点距離（ｍｍ）、
ｆ１２：負レンズ群とメニスカスレンズの合成焦点距離（ｍｍ）、
ｆ２３：メニスカスレンズと両凸の正レンズの合成焦点距離（ｍｍ）、
ｔ２：メニスカスレンズの光軸上の厚さ（ｍｍ）
ｔ２Ｓ：メニスカスレンズの像側の面と絞りの光軸上の間隔（ｍｍ）、
ｔＳ：開口絞りと両凸の正レンズの光軸上の間隔（ｍｍ）
Ｌ：最も物体側のレンズ面の頂点から最も像側のレンズ面の頂点までの長さ（ｍｍ）、
θｓ：絞りを通過する最大画角の主光線の角度（°）

なお、各図の実施例では、メニスカスレンズ２と正レンズ３との間に開口絞りＳが設けられ、メニスカスレンズ２と開口絞りＳとの光軸上の間隔と、開口絞りＳと正レンズとの光軸上の間隔をＤで示している（例えば、図６に示すＤ６とＤ７）。ただし、図２に示す実施例１では、開口絞りＳは、正レンズ３のＲ７の面に接している。図４に示す実施例２でも、開口絞りＳが、正レンズ３のＲ５の面に接しており、図１０に示す実施例１２では、開口絞りＳが、正レンズ３のＲ９の面に接している。

表１は、本発明の実施例１〜５の光学装置のＲ、Ｄ、Ｎ、Ｖの構成パラメータを示している。

図２は実施例１の光学装置を示し、図３（Ａ）は実施例１の非点収差の曲線図、図３（Ｂ）は実施例１の歪曲収差の曲線図である。図４は実施例２の光学装置を示し、図５（Ａ）は実施例２の非点収差の曲線図、図５（Ｂ）は実施例２の歪曲収差の曲線図である。図６は実施例４の光学装置を示し、図７（Ａ）は実施例４の非点収差の曲線図、図７（Ｂ）は実施例４の歪曲収差の曲線図である。図８は実施例５の光学装置を示し、図９（Ａ）は実施例５の非点収差の曲線図、図９（Ｂ）は実施例５の歪曲収差の曲線図である。図１６は、実施例３の光学装置を示している。

表２は、実施例１〜５の各レンズの光学面の非球面係数を表している。

表３は、本発明の実施例６〜９の光学装置のＲ、Ｄ、Ｎ、Ｖの構成パラメータを示している。
図１７、図１８、図１９、図２０は、実施例６、実施例７、実施例８、実施例９の光学装置を示している。

表４は、実施例６〜９の各レンズの光学面の非球面係数を示している。

表５は、本発明の実施例１０〜１３の光学装置のＲ、Ｄ、Ｎ、Ｖの構成パラメータを示している。なお、実施例１３はメニスカスレンズ２を２枚に分割した例である。

図１０は実施例１２の光学装置を示し、図１１（Ａ）は実施例１２の非点収差の曲線図、図１１（Ｂ）は実施例１２の歪曲収差の曲線図である。
図２１、図２２、図２３は、実施例１０、実施例１１、実施例１３の光学装置を示している。

表６は，実施例１０〜１３の各レンズの光学面の非球面係数を示している。

表７は、本発明の実施例１４〜１７の光学装置のＲ、Ｄ、Ｎ、Ｖの構成パラメータを示している。
図２４、図２５、図２６、図２７は、実施例１４、実施例１５、実施例１６、実施例１７の光学装置を示している。

表８は、実施例１４〜１７の各レンズの光学面の非球面係数を示している。

表９は、本発明の実施例１８〜２１の光学装置のＲ、Ｄ、Ｎ、Ｖの構成パラメータを示している。

図１２は実施例１８の光学装置を示し、図１３（Ａ）は実施例１８の非点収差の曲線図、図１３（Ｂ）は実施例１８の歪曲収差の曲線図である。図１４は実施例２１の光学装置を示し、図１５（Ａ）は実施例２１の非点収差の曲線図、図１５（Ｂ）は実施例２１の歪曲収差の曲線図である。
図２８、図２９は、実施例１９、実施例２０の光学装置を示している。

表１０は、実施例１８〜２１の各レンズの光学面の非球面係数を示している。

表１１は、実施例１〜２１の光学装置の焦点距離および各条件の関係を示している。

本発明の光学装置の実施の形態を示す断面図である。 実施例１の光学断面図である。 （Ａ）（Ｂ）は、実施例１の像高（非点収差と歪曲）収差図である。 実施例２の光学断面図である。 （Ａ）（Ｂ）は、実施例２の像高収差図である。 実施例４の光学断面図である。 （Ａ）（Ｂ）は、実施例４の像高収差図である。 実施例５の光学断面図である。 （Ａ）（Ｂ）は、実施例５の像高収差図である。 実施例１２の光学断面図である。 （Ａ）（Ｂ）は、実施例１２の像高収差図である。 実施例１８の光学断面図である。 （Ａ）（Ｂ）は、実施例１８の像高収差図である。 実施例２１の光学断面図である。 （Ａ）（Ｂ）は、実施例２１の像高収差図である。 実施例３の光学断面図である。 実施例６の光学断面図である。 実施例７の光学断面図である。 実施例８の光学断面図である。 実施例９の光学断面図である。 実施例１０の光学断面図である。 実施例１１の光学断面図である。 実施例１３の光学断面図である。 実施例１４の光学断面図である。 実施例１５の光学断面図である。 実施例１６の光学断面図である。 実施例１７の光学断面図である。 実施例１９の光学断面図である。 実施例２０の光学断面図である。 従来技術の説明図である。 従来技術の説明図である。 従来技術の説明図である。

符号の説明

Ｓ 開口絞り
１ 負レンズ群
２ メニスカスレンズ
３ 両凸の正レンズ
４ カバー硝子
５ 撮像素子

Claims (10)

1. 物体側から像側に向けて、１枚以上の負レンズから成る負レンズ群、物体側が凸のメニスカスレンズ、開口絞り、両凸の正レンズが配置されており、
   開口絞りよりも物体側に位置するレンズの少なくとも１枚と、正レンズがそれぞれ非球面を含み、
   メニスカスレンズを除く全てのレンズの平均のアッベ数をｖa、メニスカスレンズのアッベ数をｖｂ、全系の焦点距離をｆ、負レンズ群とメニスカスレンズの合成焦点距離をｆ１２、開口絞りと正レンズの軸上間隔をｔｓ、最も物体側のレンズ面の頂点から最も像側のレンズ面頂点までの長さをＬ、メニスカスレンズの中心肉厚をｔ２、開口絞りを通過する最大画角の主光線の入射角度をθｓとしたときに、下記の数１の条件を満足することを特徴とする光学装置。
   

   
2. 物体側から像側に向けて、１枚以上の負レンズから成る負レンズ群、物体側が凸のメニスカス正レンズ、開口絞り、両凸の正レンズが配置されており、
   開口絞りよりも物体側に位置するレンズの少なくとも１枚と、正レンズがそれぞれ非球面を含み、
   メニスカスレンズを除く全てのレンズの平均のアッベ数をｖa、メニスカスレンズのアッベ数をｖｂ、全系の焦点距離をｆ、負レンズ群とメニスカスレンズの合成焦点距離をｆ１２、正レンズの焦点距離をｆ３、最も物体側のレンズ面の頂点から最も像側のレンズ面頂点までの長さをＬ、開口絞りと正レンズの軸上間隔をｔｓ、メニスカスレンズの中心肉厚をｔ２としたときに、下記の数２の条件を満足することを特徴とする光学装置。
   

   
3. 物体側から像側に向けて、１枚の負レンズで構成された負レンズ群、物体側が凸のメニスカスレンズ、開口絞り、両凸の正レンズ、および撮像素子が配置されており、
   物体側に向く８０度以上の視野角度の物体空間を、撮像素子上に中心射影することが可能とされた請求項１記載の光学装置。
4. 物体側から像側に向けて、２枚の負レンズで構成された負レンズ群、物体側が凸のメニスカスレンズ、開口絞り、両凸の正レンズ、および撮像素子が配置されており、
   物体側に向く１２０度以上の視野の物体空間を、撮像素子上に立体射影することが可能とされた請求項１記載の光学装置。
5. 物体側から像側に向けて、３枚の負レンズで構成された負レンズ群、物体側に凸のメニスカスレンズ、開口絞り、両凸の正レンズ、および撮像素子が配置されており、
   物体側に向く１８０度以上の視野の物体空間を、撮像素子上に立体射影することが可能とされた請求項１記載の光学装置。
6. 前記正レンズが、両面非球面である請求項１ないし５のいずれかに記載の光学装置。
7. 負レンズ群のうちの最も物体側に位置する負レンズが硝子の球面レンズである請求項１ないし６のいずれかに記載の光学装置。
8. 正レンズが硝子の非球面レンズである請求項１ないし６のいずれかに記載の光学装置。
9. 全てのレンズの材質が樹脂である請求項１ないし８のいずれかに記載の光学装置。
10. メニスカスレンズが２枚に分割されている請求項１ないし９のいずれかに記載の光学装置。

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