(57)【要約】【課題】本件発明の課題は、光軸に直交する第一の方向と、光軸及び第一の方向にそれぞれ直交する第二の方向とにおいて異なる曲率を有する透光性カバー部材が物体側に配置される光学系において、第一の方向成分の焦点位置と第二の方向成分の焦点位置とのズレを補正することができる補正レンズ及び当該補正レンズを含む撮像装置を提供することにある。【解決手段】上記課題を解決するため、本件発明に係る補正レンズは所定の第一の方向とこれに直交する第二の方向とにおいて、互いに異なる曲率半径を有する透光性カバー部材が物体側に配置される光学系に用いられる補正レンズであって、当該補正レンズの像側面の曲率半径を、第一の方向と第二の方向において異なるものとし、所定の条件を満足させるものとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に直交する第一の方向と、前記光軸及び第一の方向にそれぞれ直交する第二の方向とにおいて互いに異なる曲率半径を有する透光性カバー部材が物体側に配置される光学系に用いられる補正レンズであって、
当該補正レンズの像側面の曲率半径は、前記第一の方向と前記第二の方向において異なり、
以下の条件を満足することを特徴とする補正レンズ。
（１）０．０  ≦  ｜Ｒ２Ｓ  ／  Ｒ２Ｌ｜  ＜  １．０
但し、
Ｒ２Ｓ  ：当該補正レンズの像側面の前記第一の方向又は前記第二の方向における曲率半径であって、その絶対値の小さい方の曲率半径
Ｒ２Ｌ  ：当該補正レンズの像側面の前記第一の方向又は前記第二の方向における曲率半径であって、その絶対値の大きい方の曲率半径
【請求項２】
前記第一の方向及び前記第二の方向のうち、少なくともいずれか一の方向において前記透光性カバー部材の屈折力と、当該補正レンズの屈折力とは異なる符号を有する請求項１に記載の補正レンズ。
【請求項３】
前記透光性カバー部材が前記第一の方向及び前記第二の方向のうちいずれか一の方向において屈折力を有する場合、前記補正レンズは他の方向において前記透光性カバー部材と同じ符号の屈折力を有する請求項１に記載の補正レンズ。
【請求項４】
以下の条件を満足する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の補正レンズ。
（２）０≦（｜ＲＡｘ｜−｜ＲＢｘ｜）／（｜ＲＡｘ｜＋｜ＲＢｘ｜）＜０．２７
（３）０≦（｜ＲＡｙ｜−｜ＲＢｙ｜）／（｜ＲＡｙ｜＋｜ＲＢｙ｜）＜０．２７
ＲＡｘ：当該補正レンズの前記第一の方向における物体側面又は像側面の曲率半径であって、その絶対値の大きい方の曲率半径
ＲＢｘ：当該補正レンズの前記第一の方向における物体側面又は像側面の曲率半径であって、その絶対値の小さい方の曲率半径
ＲＡｙ：当該補正レンズの前記第二の方向における物体側面又は像側面の曲率半径であって、その絶対値の大きい方の曲率半径
ＲＢｙ：当該補正レンズの前記第二の方向における物体側面又は像側面の曲率半径であって、その絶対値の小さい方の曲率半径
【請求項５】
当該補正レンズの硝材は、前記透光性カバー部材と同じ材質である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の補正レンズ。
【請求項６】
光軸に直交する第一の方向と、前記光軸及び当該第一の方向にそれぞれ直交する第二の方向とにおいて、互いに異なる曲率半径を有する透光性カバー部材が物体側に配置される光学系に用いられ、当該透光性カバー部材によって、前記第一の方向と前記第二の方向とにおいて生じた焦点位置のズレを補正する補正レンズであって、
当該補正レンズの像側面の曲率半径は、前記第一の方向と前記第二の方向において異なり、各曲率半径は、前記透光性カバー部材の各方向における曲率半径に応じて異なる値に設定されることを特徴とする補正レンズ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の補正レンズと、前記光学系と、前記光学系の像側に配置され、当該光学系により形成された光学像が前記補正レンズにより構成された状態で入射する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、補正レンズ及び撮像装置に関し、特に、光学系に入射した光のうち、光軸に直交する平面において、第一の方向成分の焦点位置と、第二の方向成分の焦点位置とのズレを補正する補正レンズ及び当該補正レンズを含む撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、衝突被害軽減ブレーキシステムや車線逸脱防止支援システム等の種々の運転支援システムが実現されている。これらのシステムを実現する上で、運転者の視界を補助するための画像を撮像するビューカメラ、交通標識や車線等を検知するための画像解析用の画像を取得するセンシングカメラ、先行車両や周囲の障害物との距離等を検知するための距離画像を取得するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）カメラ等の種々の撮像装置が用いられている。このような撮像装置の中でも、近年、特に、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）が注目されている。ＬｉＤＡＲは、ＴＯＦカメラの一種であり、所定波長のパルス光を空間に向けて照射し、物体等において反射した反射光を受光することで、物体が存在する方向や物体までの距離を表す距離画像を取得することができる。
【０００３】
ところで、上記各種撮像装置は車両の外側に搭載される場合が多い。そのため、撮像装置の光学系を汚れや傷から保護するため、光学系の物体側に透光性カバー部材が設けられる。車載用撮像装置に限らず、セキュリティシステムの構築に用いられる監視用撮像装置などにおいても同様である。
【０００４】
透光性カバー部材がドーム型等の曲率を有する形状である場合、当該透光性カバー部材も屈折力を有する。そのため、透光性カバー部材を介して光学系に光が入射すると、入射光の焦点位置は理想像面からズレてしまう。そこで、これらの撮像装置において、透光性カバー部材との光学系との間に光補正装置を配置し、透光性カバー部材による焦点位置のズレを補正することが行われている（例えば、「特許文献１」参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−５０８５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、将来の自動運転車の実現に向けて、機械回転方式の走査型ＬｉＤＡＲにより、車両の周囲をセンシングすることが行われるようになってきている。このようなＬｉＤＡＲは、円筒形状の透光性カバー部材の内側に、光学系を回転可能に収容する。ここで、光学系の光軸の方向をＺ方向とし、光軸に直交する第一の方向をＸ方向とし、光軸及び第一の方向にそれぞれ直交する第二の方向をＹ方向としたとき、円筒形状の透光性カバー部材ではＸ方向とＹ方向とにおいて異なる曲率を有する。そのため、透光性カバー部材を介して入射した光のうちＸ方向成分の焦点位置と、Ｙ方向成分の焦点位置とにズレが生じ、物体の存在する方向や、物体までの距離を精度よく検知することができなくなる場合がある。上記特許文献１に記載の光補正装置は、Ｘ方向とＹ方向とにおいて同じ曲率を有する透光性カバー部材については有効であるが、Ｘ方向とＹ方向とにおいてそれぞれ異なる曲率を有する透光性カバー部材については、上記焦点位置のズレを補正することはできなかった。
【０００７】
本件発明の課題は、光軸に直交する第一の方向と、光軸及び第一の方向にそれぞれ直交する第二の方向とにおいて異なる曲率を有する透光性カバー部材が物体側に配置される光学系において、第一の方向成分の焦点位置と第二の方向成分の焦点位置とのズレを補正することができる補正レンズ及び当該補正レンズを含む撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本件発明に係る補正レンズは、光軸に直交する第一の方向と、光軸及び第一の方向にそれぞれ直交する第二の方向とにおいて互いに異なる曲率半径を有する透光性カバー部材が物体側に配置される光学系に用いられる補正レンズであって、当該補正レンズの像側面の曲率半径は、前記第一の方向と前記第二の方向において異なり、
以下の条件を満足することを特徴とする。
（１）０．０  ≦  ｜Ｒ２Ｓ  ／  Ｒ２Ｌ｜  ＜  １．０
但し、
Ｒ２Ｓ  ：当該補正レンズの像側面の前記第一の方向又は前記第二の方向における曲率半径であって、その絶対値の小さい方の曲率半径
Ｒ２Ｌ  ：当該補正レンズの像側面の前記第一の方向又は前記第二の方向における曲率半径であって、その絶対値の大きい方の曲率半径
【０００９】
また、上記課題を解決するため、本件発明に係る補正レンズは、光軸に直交する第一の方向と、前記光軸及び当該第一の方向にそれぞれ直交する第二の方向とにおいて、互いに異なる曲率半径を有する透光性カバー部材が物体側に配置される光学系に用いられ、当該透光性カバー部材によって、前記第一の方向と前記第二の方向とにおいて生じた焦点位置のズレを補正する補正レンズであって、当該補正レンズの像側面の曲率半径は、前記第一の方向と前記第二の方向において異なり、各曲率半径は、前記透光性カバー部材の各方向における曲率半径に応じて異なる値に設定されることを特徴とする。
【００１０】
また、上記課題を解決するため、本件発明に係る撮像装置は、上記補正レンズと、前記光学系と、前記光学系の像側に配置され、当該光学系により形成された光学像が前記補正レンズにより構成された状態で入射する撮像素子とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本件発明によれば、光軸に直交する第一の方向と、光軸及び第一の方向にそれぞれ直交する第二の方向とにおいて異なる曲率を有する透光性カバー部材が物体側に配置される光学系において、第一の方向成分の焦点位置と第二の方向成分の焦点位置とのズレを補正することができる補正レンズ及び当該補正レンズを含む撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本件発明の実施例１の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時のＸ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。但し、当該光学系の光軸の方向をＺ方向とし、光軸に直交する第一の方向をＸ方向とし、光軸及び第一の方向にそれぞれ直交する第二の方向をＹ方向とする（以下、図面に関して同様である）。
【図２】実施例１の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時のＹ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。
【図３】実施例１の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図である。
【図４】実施例１の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の球面収差図である。
【図５】本件発明の実施例２の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の（ａ）Ｘ−Ｚ平面におけるレンズ断面図及び（ｂ）Ｙ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。
【図６】実施例２の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図である。
【図７】実施例２の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の球面収差図である。
【図８】本件発明の実施例３の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の（ａ）Ｘ−Ｚ平面におけるレンズ断面図及び（ｂ）Ｙ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。
【図９】実施例３の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図である。
【図１０】実施例３の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の球面収差図である。
【図１１】本件発明の実施例４の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の（ａ）Ｘ−Ｚ平面におけるレンズ断面図及び（ｂ）Ｙ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。
【図１２】実施例４の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図である。
【図１３】実施例４の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の球面収差図である。
【図１４】本件発明の実施例５の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の（ａ）Ｘ−Ｚ平面におけるレンズ断面図及び（ｂ）Ｙ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。
【図１５】実施例５の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図である。
【図１６】実施例５の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の球面収差図である。
【図１７】本件発明の実施例６の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の（ａ）Ｘ−Ｚ平面におけるレンズ断面図及び（ｂ）Ｙ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。
【図１８】実施例６の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図である。
【図１９】実施例６の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の球面収差図である。
【図２０】本件発明の実施例７の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の（ａ）Ｘ−Ｚ平面におけるレンズ断面図及び（ｂ）Ｙ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。
【図２１】実施例７の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図である。
【図２２】実施例７の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の球面収差図である。
【図２３】本件発明の実施例８の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の（ａ）Ｘ−Ｚ平面におけるレンズ断面図及び（ｂ）Ｙ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。
【図２４】実施例８の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図である。
【図２５】実施例８の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の球面収差図である。
【図２６】本件発明の実施例９の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の（ａ）Ｘ−Ｚ平面におけるレンズ断面図及び（ｂ）Ｙ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。
【図２７】実施例９の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図である。
【図２８】実施例９の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の球面収差図である。
【図２９】本件発明の実施例１０の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の（ａ）Ｘ−Ｚ平面におけるレンズ断面図及び（ｂ）Ｙ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。
【図３０】実施例１０の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図である。
【図３１】実施例１０の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の球面収差図である。
【図３２】本件発明の実施例１１の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時のＸ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。
【図３３】実施例１１の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時のＹ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。
【図３４】実施例１１の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図である。
【図３５】実施例１１の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の球面収差図である。
【図３６】本件発明の実施例１２の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時のＸ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。
【図３７】実施例１２の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時のＹ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。
【図３８】実施例１２の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図である。
【図３９】実施例１２の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の球面収差図である。
【図４０】本件発明の実施例１３の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時のＸ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。
【図４１】実施例１３の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時のＹ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。
【図４２】実施例１３の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図である。
【図４３】実施例１３の補正レンズ等を含む光学系の無限遠合焦時の球面収差図である。
【図４４】本件発明に係る補正レンズと、透光性カバー部材及び光学系の構成例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本件発明に係る補正レンズ及び撮像装置の実施の形態を説明する。但し、以下に説明する補正レンズ及び撮像装置は本件発明に係る補正レンズ及び撮像装置の一態様であって、本件発明に係る補正レンズ及び撮像装置は以下の態様に限定されるものではない。
【００１４】
１．補正レンズ
本件発明に係る補正レンズは、所定の透光性カバー部材が物体側に配置される光学系に用いられる。まず、当該補正レンズが用いられる光学系及び透光性カバー部材の一態様について説明した上で、本件発明に係る補正レンズの実施の形態について説明する。また、以下において、光学系及び補正レンズの光軸の方向をＺ方向とし、光軸に直交する第一の方向をＸ方向とし、光軸及び第一の方向にそれぞれ直交する方向をＹ方向とする。
【００１５】
１−１．光学系
当該補正レンズが用いられる光学系の構成は特に限定されるものではないが、例えば、複数枚のレンズを組み合わせて構成された結像光学系とすることができる。結像光学系として、車載用撮像装置や監視用撮像装置（いずれの場合もビューカメラ、センシングカメラ、ＴＯＦカメラ含む）等の撮像光学系、顕微鏡、内視鏡等の観察光学系等、種々の光学系が挙げられる。特に、次に説明する形状の透光性カバー部材の内側に収容されて使用される上記各種結像光学系に好適である。
【００１６】
１−２．透光性カバー部材
透光性カバー部材は、上記光学系の使用波長域において透明であり、Ｘ方向とＹ方向とにおいて互いに異なる曲率（曲率半径）を有する。ここで、Ｘ方向とＹ方向とにおいて互いに異なる曲率を有するとは、いずれか一方向における曲率が「０」である場合も含む。当該透光性カバー部材は、例えば、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ曲率を有し、Ｘ方向及びＹ方向における曲率が異なる樽型形状等であってもよいし、Ｘ方向又はＹ方向に曲率を有し、他の方向に曲率を有さない円筒形状であってもよい。
【００１７】
また、本実施の形態において、透光性カバー部材の内側に、上記光学系が収容される。このとき、透光性カバー部材の光透過面（壁面）と光学系の入射面とが対向し、透光性カバー部材の光透過面と光学系の光軸とが直交するように、透光性カバー部材の内側に光学系が収容される。本実施の形態では、透光性カバー部材の中心軸の方向は上記Ｙ方向と一致するものとし、光学系は透光性カバー部材の中心軸周りに回転可能に収容されるものとする。しかしながら、本件発明は当該態様に限定されるものではない。
【００１８】
透光性カバー部材は、光学系の使用波長域の光線に対して透明であれば、すなわち使用波長域の光線を透過するものであればどのような材質であってもよい。しかしながら、所望の形状に加工しやすく、実用上要求される強度を満たし、且つ、安価であることなどから、当該透光性カバー部材は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等の樹脂製であることが好ましい。
【００１９】
１−３．補正レンズ
補正レンズは、光軸の方向をＺ方向としたとき、光軸にそれぞれ直交するＸ方向とＹ方向とにおいて像側面の曲率（曲率半径）はそれぞれ異なる値を有する。つまり、補正レンズは少なくとも片面がシリンドリカル面又はトロイダル面として構成され、像側面がシリンドリカル面又はトロイダル面となるように配置される。
【００２０】
ここで、光学系に対して光が直接入射したとき、収差を考慮しなければ、入射光は当該光学系の理想像面において結像するものとする。すなわち、光学系に対して光が直接入射した場合、収差を考慮しなければ、Ｘ方向成分の焦点位置とＹ方向成分の焦点位置とは一致し、理想像面上に結像するものとする。このとき、当該Ｘ方向とＹ方向とにおいて異なる曲率を有する透光性カバー部材を介して光学系に光が入射すると、透光性カバー部材の曲率によってＸ方向成分の焦点位置とＹ方向成分の焦点位置とにズレが生じる。当該補正レンズはこのＸ方向及びＹ方向における焦点位置のズレを補正するためのレンズであり、補正レンズの像側面における各方向の曲率半径は、透光性カバー部材の各方向における曲率半径に応じて異なる値に設定される。
【００２１】
補正レンズにより、Ｘ方向成分の焦点位置とＹ方向成分の焦点位置とを補正する際に、両方向成分の焦点位置のズレが補正されていれば、補正後の両方向成分の焦点位置は理想像面上に位置してもよいし、理想像面よりも像側又は物体側に位置してもよい。両方向成分の焦点位置のズレが補正されていれば、両方向成分の焦点位置が理想像面に存在しない場合であっても、撮像素子等により取得した画像データを画像処理等により補正することは比較的容易であるためである。
【００２２】
このとき、透光性カバー部材と同じ方向において異なる符号の屈折力を有する補正レンズ、又は、透光性カバー部材と異なる方向において同じ符号の屈折力を有する補正レンズにより補正を行う。
【００２３】
ここで、補正レンズが透光性カバー部材と同じ方向において異なる符号の屈折力を有するとは、補正レンズが、透光性カバー部材の屈折力を相殺するような方向の屈折力を有することをいい、Ｘ方向及びＹ方向のうち、透光性カバー部材が屈折力を有する方向において透光性カバー部材の屈折力と、当該補正レンズの屈折力とは異なる符号を有することをいう。具体的には、透光性カバー部材がＸ方向において負の屈折力を有する場合、補正レンズはＸ方向において正の屈折力を有することをいう。同様に、透光性カバー部材がＹ方向において負の屈折力を有する場合、補正レンズはＹ方向において正の屈折力を有することをいう。透光性カバー部材がＸ方向及びＹ方向においてそれぞれ逆の符号の屈折力を有する場合も、上記と同様に補正レンズは透光性カバー部材の屈折力を相殺するような方向の屈折力を有することをいう。
【００２４】
補正レンズが、透光性カバー部材と同じ方向において異なる符号の屈折力を有する場合、透光性カバー部材の屈折力が補正レンズの屈折力により相殺されるため、Ｘ方向成分の焦点位置とＹ方向成分の焦点位置とのズレが補正され、両方向成分の焦点位置が理想像面に位置するように補正される。なお、透光性カバー部材がＸ方向及びＹ方向のうち、いずれか一の方向においてのみ屈折力を有する場合、補正レンズはその方向において透光性カバー部材と異なる符号（正の場合は負、負の場合は正）の屈折力を有すれば足りる。このとき、透光性カバー部材が実質的な屈折力を有さない方向については、補正レンズも実質的な屈折力を有さないことが好ましい。
【００２５】
透光性カバー部材と同じ方向において異なる符号の屈折力を有する補正レンズを採用することにより、軸外における光学性能の低下を抑制することができる。つまり、透光性カバー部材によって生じた軸外収差を補正レンズにより相殺することで、当該光学系の光学性能を良好な状態で維持できることができるため好ましい。
【００２６】
一方、補正レンズが透光性カバー部材と異なる方向において同じ符号の屈折力を有するとは、補正レンズが透光性カバー部材の屈折力を補完するような方向の屈折力を有することをいい、Ｘ方向及びＹ方向のうちいずれか一の方向において透光性カバー部材の屈折力を有する場合、補正レンズは他の方向において透光性カバー部材と同じ符号の屈折力を有することをいう。具体的には、透光性カバー部材がＸ方向において負の屈折力を有する場合、補正レンズはＹ方向において負の屈折力を有する。同様に、透光性カバー部材がＹ方向において負の屈折力を有する場合、補正レンズはＸ方向において負の屈折力を有する。透光性カバー部材がＸ方向及びＹ方向においてそれぞれ逆の符号の屈折力を有する場合も、上記と同様に補正レンズは透光性カバー部材の屈折力を補完するような方向の屈折力を有することをいう。なお、透光性カバー部材がＸ方向及びＹ方向のうち、いずれか一の方向においてのみ屈折力を有する場合、補正レンズは他の方向において透光性カバー部材と同じ符号（正の場合は正、負の場合は負）の屈折力を有すれば足りる。このとき、透光性カバー部材が他の方向について実質的な屈折力を有さない場合、補正レンズは上記一の方向において実質的な屈折力を有さないことが好ましい。
【００２７】
補正レンズが、透光性カバー部材と異なる方向において同じ符号の屈折力を有する場合、透光性カバー部材の屈折力が補正レンズの屈折力により補完されるため、Ｘ方向成分又はＹ方向成分のいずれか一方の方向成分の焦点位置に、他方の方向成分の焦点位置が位置するように補正され、或いは、両方向成分の焦点位置の中間のいずれかの位置になるように両方向成分の焦点位置が補正される。この場合、補正後の両方向成分の焦点位置が理想像面に位置しなくとも、両方向成分の焦点位置が一致していれば、上述のとおり、撮像素子等により取得した画像データを画像処理等により補正することは比較的容易である。
【００２８】
透光性カバー部材がＸ方向及びＹ方向のうち、いずれか一の方向においてのみ屈折力を有する場合、補正レンズは、透光性カバー部材が屈折力を有する方向と同じ方向において透光性カバー部材とは異なる符号の屈折力を有することがより好ましい。透光性カバー部材がＸ方向及びＹ方向のうち、いずれか一の方向においてのみ屈折力を有する場合に、透光性カバー部材が屈折力を有する方向と異なる方向において透光性カバー部材と同じ符号の屈折力を有する補正レンズを用いた場合、透光性カバー部材で発生した軸外光線の収差を取り除くことが困難となる。そのため、より良好な光学性能を得るためには、透光性カバー部材がいずれか一の方向においてのみ屈折力を有する場合、透光性カバー部材が屈折力を有する方向と同じ方向において異なる符号の屈折力を有する補正レンズを用い、透光性カバー部材で発生した軸外の収差を相殺させる構成とすることが好ましい。
【００２９】
透光性カバー部材がＸ方向及びＹ方向のうち、いずれか一の方向において負の屈折力を有し、他の方向においては実質的な屈折力を有さない場合、補正レンズは、透光性カバー部材が屈折力を有する方向と同じ方向において正の屈折力を有することがさらに好ましい。透光性カバー部材がいずれか一の方向において負の屈折力を有し、他の方向においては実質的な屈折力を有さない場合、結像位置は理想像面のより像側方向（被写体側と逆の方向）へと移動する。この場合に、透光性カバー部材が負の屈折力を有する方向とは異なる方向において、負の屈折力を有する補正レンズを用いた場合、光学全長が伸びてしまう。従って、この場合、透光性カバー部材が屈折力を有する方向と同じ方向において正の屈折力を有する補正レンズを採用すれば、結像位置を理想像面に補正することができるため、光学全長が伸びずに、全体として小型の光学系とすることが可能となるため、より好ましい。
【００３０】
当該補正レンズは、透光性カバー部材と同じ材質であることが好ましい。雰囲気温度の変化に伴って透光性カバー部材による焦点位置のズレが生じた場合も、補正レンズが透光性カバー部材と同じ材質であれば、そのズレについても補正することができるため好ましい。
【００３１】
当該補正レンズは、屈折力を有する方向において、物体側面と像側面のいずれの面においても、曲率を有することが好ましい。このとき、物体側面と像側面は同じ符号の曲率半径であることが好ましい。同じ方向において、物体側面を平面とした場合、像側面に曲率を有すると、補正に必要な屈折力を得るためには、像側面の曲率を非常に緩くする必要があるため、製造が困難となり好ましくない。透光性カバー部材で発生する焦点位置のズレは非常に小さいものであるから、物体側面と像側面に曲率を有することで、製造性を確保しながら、補正量の微調整が可能となり、より良好な画像を得ることができる。
【００３２】
１−４．条件式
当該補正レンズは、上述した構成を採用するとともに、次に説明する条件式を１つ以上満足することが好ましい。
【００３３】
１−４−１．条件式（１）
０．０  ≦  ｜Ｒ２Ｓ  ／  Ｒ２Ｌ｜  ＜  １．０  ・・・（１）
Ｒ２Ｓ  ：当該補正レンズの像側面の第一の方向（Ｘ方向）又は第二の方向（Ｙ方向）における曲率半径であって、その絶対値の小さい方の曲率半径
Ｒ２Ｌ  ：当該補正レンズの像側面の第一の方向（Ｘ方向）又は第二の方向（Ｙ方向）における曲率半径であって、その絶対値の大きい方の曲率半径
【００３４】
条件式（１）は、当該補正レンズの像側面におけるＸ方向の曲率（曲率半径）とＹ方向の曲率（曲率半径）との比を規定した式である。条件式（１）を満足させることにより、透光性カバー部材を介して光が光学系に入射したとき、入射光のうちＸ方向成分の焦点位置とＹ方向成分の焦点位置にズレが生じた場合も、当該補正レンズによりＸ方向成分の焦点位置とＹ方向成分の焦点位置とのズレを補正することができる。
【００３５】
条件式（１）の数値が上限値以上である場合、Ｘ方向及びＹ方向の曲率が異なる透光性カバー部材を介して光が光学系に入射したときに、Ｘ方向成分の焦点位置とＹ方向成分の焦点位置とのズレを補正することが困難になる。光学系に入射した光のうち、Ｘ方向成分の焦点位置とＹ方向成分の焦点位置とが理想像面からズレていても、Ｘ方向成分の焦点位置とＹ方向成分の焦点位置とが一致していれば、理想像面に配置された撮像素子等により得られた画像データ等を画像処理等により補正したり、撮像素子の像面位置を調整することなどができる。しかしながら、例えば、Ｘ方向成分の焦点位置とＹ方向成分の焦点位置とが一致していない場合、撮像素子等により得られた画像データ等を画像処理等により補正することは困難である。そのため、例えば、ＴＯＦカメラ等の場合、得られた画像データに基づいて周囲に存在する物体の方向や物体との距離などを高精度に検知することが困難になるため、好ましくない。
【００３６】
これらの効果を得る上で、条件式（１）の下限値は、０．２であることがより好ましく、０．３であることがさらに好ましい。また条件式（１）の上限値は、０．９であることがより好ましく、０．８であることがさらに好ましく、０．７６であることが一層好ましく、０．７２であることがより一層好ましい。また、条件式（１）の下限値が０であるとき、０．１であることがさらに一層好ましく、０．０１であることが最も好ましい。このとき、条件式（１）では等号付不等号（≦）とした箇所を不等号（＜）に置換してもよく、不等号（＜）とした箇所を等号付不等号（≦）に置換することもまた好ましい。以下に説明する条件式についても同様である。さらに、特記しない限り、下限値及び上限値の値はそれぞれ好ましい値としてもよいし、いずれか一方のみを好ましい値としてもよい。
【００３７】
１−４−２．条件式（２）
０≦（｜ＲＡｘ｜−｜ＲＢｘ｜）／（｜ＲＡｘ｜＋｜ＲＢｘ｜）＜０．２７・・・（２）
ＲＡｘ：当該補正レンズの第一の方向（Ｘ方向）における物体側面又は像側面の曲率半径であって、その絶対値の大きい方の曲率半径
ＲＢｘ：当該補正レンズの第一の方向（Ｘ方向）における物体側面又は像側面の曲率半径であって、その絶対値の小さい方の曲率半径
【００３８】
条件式（２）は、補正レンズのＸ方向における曲率半径を規定する式である。条件式（２）を満足させることにより、Ｘ方向とＹ方向とにおいて互いに異なる曲率を有する透光性カバー部材を物体側に備える光学系に対して、当該補正レンズを用いることにより、透光性カバー部材を介して光学系に入射した光のうち、Ｘ方向成分の焦点位置とＹ方向成分の焦点位置とのズレを補正するために好適な面形状とすることができる。
【００３９】
上記効果を得る上で、条件式（２）の下限値は、０．００１６であることがより好ましく、０．０１５６であることがさらに好ましく、０．０２４２であることが一層好ましい。また条件式（２）の上限値は、０．２６４７であることがより好ましく、０．２３８０であることがさらに好ましく、０．１５００であることが一層好ましく、０．０９４８であることがより一層好ましく、０．０９０９であることがさらに一層好ましい。
【００４０】
１−４−３．条件式（３）
０≦（｜ＲＡｙ｜−｜ＲＢｙ｜）／（｜ＲＡｙ｜＋｜ＲＢｙ｜）＜０．２７・・・（３）
ＲＡｙ：当該補正レンズの第二の方向（Ｙ方向）における物体側面又は像側面の曲率半径であって、その絶対値の大きい方の曲率半径
ＲＢｙ：当該補正レンズの第二の方向（Ｙ方向）における物体側面又は像側面の曲率半径であって、その絶対値の小さい方の曲率半径
【００４１】
条件式（３）は、補正レンズのＹ方向における曲率半径を規定する式である。条件式（３）を満足させることにより、Ｘ方向とＹ方向とにおいて互いに異なる曲率を有する透光性カバー部材を物体側に備える光学系に対して、当該補正レンズを用いることにより、透光性カバー部材を介して光学系に入射した光のうち、Ｘ方向成分の焦点位置とＹ方向成分の焦点位置とのズレを補正するために好適な面形状とすることができる。
【００４２】
２．撮像装置
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上記本件発明に係る補正レンズと、光学系と、当該光学系の像側に配置され、当該光学系により形成された光学像が前記補正レンズにより構成された状態で入射する撮像素子とを備えたことを特徴とする。
【００４３】
ここで、光学系及び撮像素子は特に限定されるものではない。光学系については上述したとおりである。また、撮像素子としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどの固体撮像素子等も用いることができる。本件発明に係る撮像装置は、レンズが筐体に固定されたレンズ固定式の撮像装置であってもよいし、一眼レフカメラやミラーレス一眼カメラ等のレンズ交換式の撮像装置であってもよい。特に、本件発明に係る撮像装置は、円筒形状又は樽型形状等の上記Ｘ方向及びＹ方向における曲率が異なる透光性カバー部材が、光学系の物体側に設けられる撮像装置に好適である。例えば、センシング或いは監視等の目的で用いられる車載用撮像装置、監視用撮像装置等の車両等の移動体や建造物等に据付設置される据付設置型の撮像装置に好適である。ここで、移動体としては、車両等の陸上移動体、飛行機等の空中移動体、船舶等の海上移動体等の各種移動体を挙げることができ、各移動体の進行方向前方、或いは周囲の物体の検出、位置や方向の検出、或いはその物体が何であるかを認識するため等に用いられるセンシングカメラ（ＴＯＦカメラ含む）に好適である。なお、上記移動体には各種乗り物（自動運転車含む）等の他、無人航空機（ドローン等）或いは無人探査機等、さらには、自立二足歩行型ロボット等の自立移動機能を備えたロボット（ロボット掃除機を含む）の各種移動体を含むものとする。
【００４４】
次に、実施例を示して本件発明を具体的に説明する。但し、本件発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００４５】
（１）光学系の光学構成
図１及び図２は、実施例１の補正レンズを含む光学系の無限遠合焦時のＸ−Ｚ平面におけるレンズ断面図及びＹ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。図１及び図２に示す「ＣＧ１」は透光性カバー部材である。また、「ＣＧ２」は固体撮像素子等の像面の物体側に設けられるカバーガラス等の実質的な屈折力を有さない平行平板である。これらの点は、他の実施例で示す各レンズ断面図においても同様であるため、以下では説明を省略する。
【００４６】
実施例１の補正レンズＬ１は、透光性カバー部材ＣＧ１の内側（像側）であって、光学系の物体側に配置される。光学系は、物体側から順に、レンズＬ２、両凸レンズＬ３、物体側に凸形状の正メニスカスレンズＬ４、両凹レンズＬ５、像側に凸形状の正メニスカスレンズＬ６、両凸レンズＬ７とから構成される。
【００４７】
図４４に示すように円筒形状の透光性カバー部材ＣＧ１の光透過面（壁面）に対して光学系１００の光軸が直交するように、透光性カバー部材ＣＧ１の内側に光学系１００が収容されている。当該透光性カバー部材ＣＧ１の光透過面はＸ方向においては曲率を有するが、Ｙ方向においては曲率を有していない。また、当該透光性カバー部材ＣＧ１の中心軸はＹ方向に延伸し、光学系１００はこの中心軸周りに回転可能に収容されている。なお、図４４に示す例では、Ｘ方向が略水平方向であり、Ｙ方向が略鉛直方向である場合を想定しているが、本件発明において第一の方向及び第二の方向はそれぞれ光軸に直交する方向であり、且つ、第一の方向及び第二の方向が互いに直交していればよく、図４４に示す態様に限定されるものではない。
【００４８】
（２）数値実施例
次に、具体的数値を適用した数値実施例について説明する。実施例１の透過性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１の面データを表１に示す。表１において、「面番号」は物体側から数えたレンズ面の順番、「Ｔｙｐｅ」は面形状、「ＲＸ」はＸ方向（第一の方向）におけるそのレンズ面の曲率半径、「ＲＹ」はＹ方向（第二の方向）におけるそのレンズ面の曲率半径、「Ｄ」は光軸上のレンズ厚さ又はレンズ間隔、「Ｎ」はｄ線（波長λ＝５８７．５６ｎｍ）における屈折率を示している。「Ｔｙｐｅ」の欄に表示する「ＣＹＬＩＮＤＲＩＣＡＬ」はそのレンズ面がシリンドリカル面であることを意味する。なお、後掲する表において、「ＴＯＲＯＩＤＡＬ」はそのレンズ面がトロイダル面であることを意味する。但し、「ＴＯＲＯＩＤＡＬ」と表記した面において、その面が実質的な屈折力を有さない場合を含む。また、「ＲＹ」の欄に示す「ＩＮＦ」はそのレンズ面が平面であることを意味する。表中の長さの単位は全て「ｍｍ」である。
【００４９】
表２に、実施例１の光学系を構成する各レンズの面データを示す。表２において、「面番号」は物体側から数えたレンズ面の順番、「Ｔｙｐｅ」は面形状、「Ｒ」はそのレンズ面の曲率半径、「Ｄ」は光軸上のレンズ厚さ又はレンズ間隔、「Ｎ」はｄ線（波長λ＝５８７．５６ｎｍ）における屈折率を示している。「Ｔｙｐｅ」の欄に表示する「ＳＰＨ」はそのレンズ面が球面であることを示し、「ＡＳＰ」はそのレンズ面が非球面であることを示す。また、「ＳＴＯ」は開口絞りであることを意味する。また、「Ｒ」の欄に示す「ＩＮＦ」平面であることを意味し、そのレンズ面が非球面である場合は近軸曲率半径を示している。表中の長さの単位は全て「ｍｍ」である。
【００５０】
表３は、各非球面の非球面係数である。当該非球面係数は、各非球面形状を下記式で定義したときの値である。
【００５１】
ｚ＝ｃｈ２／［１＋｛１−（１＋ｋ）ｃ２ｈ２｝１／２］＋Ａ４ｈ４＋Ａ６ｈ６＋Ａ８ｈ８＋Ａ１０ｈ１０・・・
【００５２】
但し、上記式において、「ｃ」は曲率（１／ｒ）、「ｈ」は光軸からの高さ、「ｋ」は円錐係数、「Ａ４」、「Ａ６」、「Ａ８」、「Ａ１０」・・・は各次数の非球面係数。また、表２において「Ｅ−ｎ」は「×１０ｎ」を示す。
【００５３】
また、表２８に条件式（１）〜条件式（３）の値を示す。
【００５４】
上述した各表に関する事項は他の実施例で示す各表においても同様であるため、以下では説明を省略する。
【００５５】
［表１］
面番号     Type                 RX          RY            D           N
1          CYLINDRICAL        50.000        INF        3.000      1.58547
2          CYLINDRICAL        47.000        INF       40.000 
3          CYLINDRICAL       -40.150        INF        3.000      1.58547
4          CYLINDRICAL       -40.000        INF        2.000 
【００５６】
［表２］
面番号     Type                  R           D           N
5          SPH                  INF        1.100      1.51633
6          STO                  INF        0.200 
7          SPH                32.740       6.000      2.00100
8          SPH              -234.000       0.280 
9          ASP                41.995       6.010      1.66134
10         ASP                76.460       1.000 
11         SPH               -69.800       1.770      1.51633
12         SPH                16.550       9.118 
13         ASP                -9.505       4.550      1.66134
14         ASP               -12.115       0.200 
15         SPH                24.800       6.300      2.00100
16         SPH              -800.000      12.207 
17         SPH                  INF        0.500      1.51633
【００５７】
［表３］
面番号   k             A4           A6           A8          A10          A12
9      8.5742    -4.9696E-05  -1.5222E-07   2.0419E-10  -2.8640E-12   1.3119E-15
10     34.1227   -9.5575E-05  -1.5792E-07   1.5704E-09  -7.3151E-12   2.7879E-14
13     -0.9538   -7.0871E-05   1.8601E-07   1.1869E-08   4.1195E-11  -4.5814E-13
14     -0.1231    4.0736E-05   4.5702E-07   2.2723E-09   2.0906E-11  -9.0618E-15
【００５８】
図３は、実施例１の透光性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図である。図３に向かって左側はＹ方向における非点収差Ｙであり、右側はＸ方向における非点収差Ｘである。各図において、縦軸は半画角を表し、図中に示すＳはサジタル平面、Ｔはタンジェンタル平面における当該光学系の基準波長（９０５ｎｍ）での特性を示している。
【００５９】
図４は、実施例１の透光性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１を含む光学系の無限遠合焦時の球面収差を表す横収差図である。図４に向かって左側はＹ方向における球面収差Ｙであり、右側はＸ方向における球面収差Ｘである。各図において、縦軸は横収差量を表し、横軸は瞳径の割合を表し、当該光学系の基準波長（９０５ｎｍ）での特性を示している。
【００６０】
これらの縦収差図に関する事項は、他の実施例で示す縦収差図においても同様であるため、以下では説明を省略する。
【実施例２】
【００６１】
（１）光学系の光学構成
図５（ａ）、（ｂ）は、実施例２の補正レンズを含む光学系の無限遠合焦時のＸ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ａ）及びＹ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ｂ）である。実施例２の補正レンズＬ１は、透光性カバー部材ＣＧ１の内側（像側）であって、光学系の物体側に配置される。実施例２の光学系は実施例１の光学系と同一のものであり、実施例１と同様にして透光性カバー部材ＣＧ１の内側に収容される。
【００６２】
（２）数値実施例
次に、具体的数値を適用した数値実施例について説明する。実施例２の透過性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１の面データを表４に示す。光学系の面データ及び非球面係数は実施例１の表２及び表３に示すデータと同じである。また、表２８に条件式（１）〜条件式（３）の値を示す。さらに、図６及び図７に当該実施例２の透光性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図及び球面収差図を示す。
【００６３】
［表４］
面番号     Type                 RX          RY            D           N
1          CYLINDRICAL       100.000        INF        3.000      1.58547
2          CYLINDRICAL        97.000        INF       40.000 
3          TOROIDAL          -80.150     -78.910       3.000      1.58547
4          TOROIDAL          -80.000     -79.999       2.000
【実施例３】
【００６４】
（１）光学系の光学構成
図８（ａ）、（ｂ）は、実施例３の補正レンズを含む光学系の無限遠合焦時のＸ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ａ）及びＹ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ｂ）である。実施例３の補正レンズＬ１は、透光性カバー部材ＣＧ１の内側（像側）であって、光学系の物体側に配置される。実施例３の光学系は実施例１の光学系と同一のものであり、実施例１と同様にして透光性カバー部材ＣＧ１の内側に収容される。
【００６５】
（２）数値実施例
次に、具体的数値を適用した数値実施例について説明する。実施例３の透過性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１の面データを表５に示す。光学系の面データ及び非球面係数は実施例１の表２及び表３に示すデータと同じである。また、表２８に条件式（１）〜条件式（３）の値を示す。さらに、図９及び図１０に当該実施例３の透光性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図及び球面収差図を示す。
【００６６】
［表５］
面番号     Type                 RX          RY            D           N
1          CYLINDRICAL         50.000       INF        3.000      1.58547
2          CYLINDRICAL         47.000       INF       40.000 
3          TOROIDAL           -61.910   -299.000       3.000      1.58547
4          TOROIDAL           -60.000   -300.000       2.000 
【実施例４】
【００６７】
（１）光学系の光学構成
図１１（ａ）、（ｂ）は、実施例４の補正レンズを含む光学系の無限遠合焦時のＸ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ａ）及びＹ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ｂ）である。実施例４の補正レンズＬ１は、透光性カバー部材ＣＧ１の内側（像側）であって、光学系の物体側に配置される。実施例４の光学系は実施例１の光学系と同一のものであり、実施例１と同様にして透光性カバー部材ＣＧ１の内側に収容される。
【００６８】
（２）数値実施例
次に、具体的数値を適用した数値実施例について説明する。実施例４の透過性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１の面データを表６に示す。光学系の面データ及び非球面係数は実施例１の表２及び表３に示すデータと同じである。また、表２８に条件式（１）〜条件式（３）の値を示す。さらに、図１２及び図１３に当該実施例４の透光性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図及び球面収差図を示す。
【００６９】
［表６］
面番号     Type                 RX          RY            D           N
1          CYLINDRICAL        50.000        INF        3.000      1.58547
2          CYLINDRICAL        47.000        INF       40.000 
3          TOROIDAL          -96.030    -299.000       3.000      1.58547
4          TOROIDAL          -90.000    -300.000       2.000 
【実施例５】
【００７０】
（１）光学系の光学構成
図１４（ａ）、（ｂ）は、実施例５の補正レンズを含む光学系の無限遠合焦時のＸ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ａ）及びＹ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ｂ）である。実施例５の補正レンズＬ１は、透光性カバー部材ＣＧ１の内側（像側）であって、光学系の物体側に配置される。実施例５の光学系は実施例１の光学系と同一のものであり、実施例１と同様にして透光性カバー部材ＣＧ１の内側に収容される。
【００７１】
（２）数値実施例
次に、具体的数値を適用した数値実施例について説明する。実施例５の透過性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１の面データを表７に示す。光学系の面データ及び非球面係数は実施例１の表２及び表３に示すデータと同じである。また、表２８に条件式（１）〜条件式（３）の値を示す。さらに、図１５及び図１６に当該実施例５の透光性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図及び球面収差図を示す。
【００７２】
［表７］
面番号     Type                 RX          RY            D           N
1          CYLINDRICAL       100.000        INF        3.000      1.58547
2          CYLINDRICAL        97.000        INF       40.000 
3          TOROIDAL          -63.690     -78.910       3.000      1.58547
4          TOROIDAL          -64.000     -80.000       2.000 
【実施例６】
【００７３】
（１）光学系の光学構成
図１７（ａ）、（ｂ）は、実施例６の補正レンズを含む光学系の無限遠合焦時のＸ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ａ）及びＹ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ｂ）である。実施例６の補正レンズＬ１は、透光性カバー部材ＣＧ１の内側（像側）であって、光学系の物体側に配置される。実施例６の光学系は実施例１の光学系と同一のものであり、実施例１と同様にして透光性カバー部材ＣＧ１の内側に収容される。
【００７４】
（２）数値実施例
次に、具体的数値を適用した数値実施例について説明する。実施例６の透過性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１の面データを表８に示す。光学系の面データ及び非球面係数は実施例１の表２及び表３に示すデータと同じである。また、表２８に条件式（１）〜条件式（３）の値を示す。さらに、図１８及び図１９に当該実施例６の透光性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図及び球面収差図を示す。
【００７５】
［表８］
面番号     Type                 RX          RY            D           N
1          CYLINDRICAL       100.000        INF        3.000      1.58547
2          CYLINDRICAL        97.000        INF       40.000 
3          TOROIDAL         -145.900     -98.915       3.000      1.58547
4          TOROIDAL         -142.850    -100.000       2.000 
【実施例７】
【００７６】
（１）光学系の光学構成
図２０（ａ）、（ｂ）は、実施例７の補正レンズを含む光学系の無限遠合焦時のＸ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ａ）及びＹ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ｂ）である。実施例７の補正レンズＬ１は、透光性カバー部材ＣＧ１の内側（像側）であって、光学系の物体側に配置される。実施例７の光学系は実施例１の光学系と同一のものであり、実施例１と同様にして透光性カバー部材ＣＧ１の内側に収容される。
【００７７】
（２）数値実施例
次に、具体的数値を適用した数値実施例について説明する。実施例７の透過性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１の面データを表９に示す。光学系の面データ及び非球面係数は実施例１の表２及び表３に示すデータと同じである。また、表２８に条件式（１）〜条件式（３）の値を示す。さらに、図２１及び図２２に当該実施例７の透光性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図及び球面収差図を示す。
【００７８】
［表９］
面番号     Type                 RX          RY            D           N
1          CYLINDRICAL        50.000        INF        3.000      1.58547
2          CYLINDRICAL        47.000        INF       40.000 
3          TOROIDAL         -860.000     -78.910       3.000      1.58547
4          TOROIDAL         -500.000     -80.000       2.000 
【実施例８】
【００７９】
（１）光学系の光学構成
図２３（ａ）、（ｂ）は、実施例８の補正レンズを含む光学系の無限遠合焦時のＸ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ａ）及びＹ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ｂ）である。実施例８の補正レンズＬ１は、透光性カバー部材ＣＧ１の内側（像側）であって、光学系の物体側に配置される。実施例８の光学系は実施例１の光学系と同一のものであり、実施例１と同様にして透光性カバー部材ＣＧ１の内側に収容される。
【００８０】
（２）数値実施例
次に、具体的数値を適用した数値実施例について説明する。実施例８の透過性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１の面データを表１０に示す。光学系の面データ及び非球面係数は実施例１の表２及び表３に示すデータと同じである。また、表２８に条件式（１）〜条件式（３）の値を示す。さらに、図２４及び図２５に当該実施例８の透光性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図及び球面収差図を示す。
【００８１】
［表１０］
面番号     Type                 RX          RY            D           N
1          CYLINDRICAL         50.000       INF        3.000      1.58547
2          CYLINDRICAL         47.000       INF       40.000 
3          CYLINDRICAL            INF   -478.000       3.000      1.58547
4          CYLINDRICAL            INF   -830.000       2.000 
【実施例９】
【００８２】
（１）光学系の光学構成
図２６（ａ）、（ｂ）は、実施例９の補正レンズを含む光学系の無限遠合焦時のＸ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ａ）及びＹ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ｂ）である。実施例９の補正レンズＬ１は、透光性カバー部材ＣＧ１の内側（像側）であって、光学系の物体側に配置される。実施例９の光学系は実施例１の光学系と同一のものであり、実施例１と同様にして透光性カバー部材ＣＧ１の内側に収容される。
【００８３】
（２）数値実施例
次に、具体的数値を適用した数値実施例について説明する。実施例９の透過性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１の面データを表１１に示す。光学系の面データ及び非球面係数は実施例１の表２及び表３に示すデータと同じである。また、表２８に条件式（１）〜条件式（３）の値を示す。さらに、図２７及び図２８に当該実施例９の透光性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図及び球面収差図を示す。
【００８４】
［表１１］
面番号     Type                 RX          RY            D           N
1          CYLINDRICAL       100.000        INF        3.000      1.58547
2          CYLINDRICAL        97.000        INF       40.000 
3          CYLINDRICAL      -132.300        INF        3.000      1.66134
4          CYLINDRICAL      -130.000        INF        2.000 
【実施例１０】
【００８５】
（１）光学系の光学構成
図２９（ａ）、（ｂ）は、実施例１０の補正レンズを含む光学系の無限遠合焦時のＸ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ａ）及びＹ−Ｚ平面におけるレンズ断面図（ｂ）である。実施例１０の補正レンズＬ１は、透光性カバー部材ＣＧ１の内側（像側）であって、光学系の物体側に配置される。実施例１０の光学系は実施例１の光学系と同一のものであり、実施例１と同様にして透光性カバー部材ＣＧ１の内側に収容される。
【００８６】
（２）数値実施例
次に、具体的数値を適用した数値実施例について説明する。実施例１０の透過性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１の面データを表１２に示す。光学系の面データ及び非球面係数は実施例１の表２及び表３に示すデータと同じである。また、表２８に条件式（１）〜条件式（３）の値を示す。さらに、図３０及び図３１に当該実施例１０の透光性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図及び球面収差図を示す。
【００８７】
［表１２］
面番号     Type                 RX          RY            D           N
1          CYLINDRICAL       100.000        INF        3.000      1.58547
2          CYLINDRICAL        97.000        INF       40.000 
3          CYLINDRICAL      -132.800        INF        3.000      1.51680
4          CYLINDRICAL      -130.000        INF        2.000 
【実施例１１】
【００８８】
（１）光学系の光学構成
図３２及び図３３は、実施例１１の補正レンズを含む光学系の無限遠合焦時のＸ−Ｚ平面におけるレンズ断面図及びＹ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。実施例１１の補正レンズＬ１は、光学系１００の像側であって、カバーガラスＣＧ２の物体側に配置されたことを除いて、実施例１と略同様である。
【００８９】
（２）数値実施例
次に、具体的数値を適用した数値実施例について説明する。実施例１１の透過性カバー部材ＣＧ１の面データを表１３に示す。光学系の面データ及び非球面係数を表１４及び表１５に示す。補正レンズの面データを表１６に示し、カバーガラスＣＧ２の面データを表１７に示す。また、表２８に条件式（１）〜条件式（３）の値を示す。さらに、図３４及び図３５に当該実施例１１の透光性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図及び球面収差図を示す。
【００９０】
［表１３］
面番号     Type                 RX          RY            D           N
1          CYLINDRICAL        70.000        INF        3.000      1.58547
2          CYLINDRICAL        67.000        INF       40.000 
【００９１】
［表１４］
面番号     Type                  R           D           N
3          SPH                  INF        1.100      1.51633
4          STO                  INF        0.200 
5          SPH                32.740       6.000     2.001003
6          SPH              -234.000       0.280 
7          ASP                41.995       6.010     1.661342
8          ASP                76.460       1.000 
9          SPH               -69.800       1.770      1.51633
10         SPH                16.550       9.118 
11         ASP                -9.505       4.550     1.661342
12         ASP               -12.115       0.200 
13         SPH                24.800       6.300     2.001003
14         SPH              -800.000       2.000 
【００９２】
［表１５］
面番号   k             A4           A6           A8          A10          A12
7      8.5742    -4.9696E-05  -1.5222E-07   2.0419E-10  -2.8640E-12   1.3119E-15
8      34.1227   -9.5575E-05  -1.5792E-07   1.5704E-09  -7.3151E-12   2.7879E-14
11     -0.9538   -7.0871E-05   1.8601E-07   1.1869E-08   4.1195E-11  -4.5814E-13
12     -0.1231    4.0736E-05   4.5702E-07   2.2723E-09   2.0906E-11  -9.0618E-15
【００９３】
［表１６］
面番号     Type                 RX          RY            D           N
15         CYLINDRICAL       124.000        INF        1.500      1.58547
16         CYLINDRICAL       150.000        INF        9.207 
【００９４】
［表１７］
面番号     Type                  R           D           N
17         SPH                  INF        0.500      1.51633
【実施例１２】
【００９５】
（１）光学系の光学構成
図３６及び図３７は、実施例１２の補正レンズを含む光学系の無限遠合焦時のＸ−Ｚ平面におけるレンズ断面図及びＹ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。実施例１２の補正レンズＬ１は、光学系１００の像側であって、カバーガラスＣＧ２の物体側に配置されたことを除いて、実施例１と略同様である。
【００９６】
（２）数値実施例
次に、具体的数値を適用した数値実施例について説明する。実施例１２の透過性カバー部材ＣＧ１の面データを表１８に示す。光学系の面データ及び非球面係数を表１９及び表２０に示す。補正レンズの面データを表２１に示し、カバーガラスＣＧ２の面データを表２２に示す。また、表２８に条件式（１）〜条件式（３）の値を示す。さらに、図３８及び図３９に当該実施例１２の透光性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図及び球面収差図を示す。
【００９７】
［表１８］
面番号     Type                 RX          RY            D           N
1          CYLINDRICAL        70.000        INF        3.000      1.58547
2          CYLINDRICAL        67.000        INF       40.000 
【００９８】
［表１９］
面番号     Type                  R           D           N
3          SPH                  INF        1.100      1.51633
4          STO                  INF        0.200 
5          SPH                32.740       6.000     2.001003
6          SPH              -234.000       0.280 
7          ASP                41.995       6.010     1.661342
8          ASP                76.460       1.000 
9          SPH               -69.800       1.770      1.51633
10         SPH                16.550       9.118 
11         ASP                -9.505       4.550     1.661342
12         ASP               -12.115       0.200 
13         SPH                24.800       6.300     2.001003
14         SPH              -800.000       2.000 
【００９９】
［表２０］
面番号   k             A4           A6           A8          A10          A12
7      8.5742    -4.9696E-05  -1.5222E-07   2.0419E-10  -2.8640E-12   1.3119E-15
8      34.1227   -9.5575E-05  -1.5792E-07   1.5704E-09  -7.3151E-12   2.7879E-14
11     -0.9538   -7.0871E-05   1.8601E-07   1.1869E-08   4.1195E-11  -4.5814E-13
12     -0.1231    4.0736E-05   4.5702E-07   2.2723E-09   2.0906E-11  -9.0618E-15
【０１００】
［表２１］
面番号     Type                 RX          RY            D           N
15         CYLINDRICAL          INF      130.000       1.500      1.58547
16         CYLINDRICAL          INF       80.000       9.207 
【０１０１】
［表２２］
面番号     Type                  R           D           N
17         SPH                  INF        0.500      1.51633
【実施例１３】
【０１０２】
（１）光学系の光学構成
図４０及び図４１は、実施例１３の補正レンズを含む光学系の無限遠合焦時のＸ−Ｚ平面におけるレンズ断面図及びＹ−Ｚ平面におけるレンズ断面図である。実施例１３の補正レンズＬ１は、光学系１００の像側であって、カバーガラスＣＧ２の物体側に配置されたことを除いて、実施例１と略同様である。
【０１０３】
（２）数値実施例
次に、具体的数値を適用した数値実施例について説明する。実施例１３の透過性カバー部材ＣＧ１の面データを表２３に示す。光学系の面データ及び非球面係数を表２４及び表２５に示す。補正レンズの面データを表２６に示し、カバーガラスＣＧ２の面データを表２７に示す。また、表２８に条件式（１）〜条件式（３）の値を示す。さらに、図４２及び図４３に当該実施例１３の透光性カバー部材ＣＧ１及び補正レンズＬ１を含む光学系の無限遠合焦時の非点収差図及び球面収差図を示す。
【０１０４】
［表２３］
面番号     Type                 RX          RY            D           N
1          CYLINDRICAL        70.000       INF         3.000      1.58547
2          CYLINDRICAL        67.000       INF        40.000 
【０１０５】
［表２４］
面番号     Type                  R           D           N
3          SPH                  INF        1.100      1.51633
4          STO                  INF        0.200 
5          SPH                32.740       6.000      2.00100
6          SPH              -234.000       0.280 
7          ASP                41.995       6.010      1.66134
8          ASP                76.460       1.000 
9          SPH               -69.800       1.770      1.51633
10         SPH                16.550       9.118 
11         ASP                -9.505       4.550      1.66134
12         ASP               -12.115       0.200 
13         SPH                24.800       6.300      2.00100
14         SPH              -800.000       2.000 
【０１０６】
［表２５］
面番号   k             A4           A6           A8          A10          A12
7      8.5742    -4.9696E-05  -1.5222E-07   2.0419E-10  -2.8640E-12   1.3119E-15
8      34.1227   -9.5575E-05  -1.5792E-07   1.5704E-09  -7.3151E-12   2.7879E-14
11     -0.9538   -7.0871E-05   1.8601E-07   1.1869E-08   4.1195E-11  -4.5814E-13
12     -0.1231    4.0736E-05   4.5702E-07   2.2723E-09   2.0906E-11  -9.0618E-15
【０１０７】
［表２６］
面番号     Type                 RX          RY            D           N
15         TOROIDAL           124.000    1200.000      1.500      1.58547
16         TOROIDAL           150.000    1000.000      9.207 
【０１０８】
［表２７］
面番号     Type                  R           D           N
17         SPH                  INF        0.500      1.51633
【０１０９】
［表２８］
実施例1  実施例2  実施例3  実施例4  実施例5  
(1)|R2S/R2L|                    0.0000   0.999    0.2000   0.3000   0.8000
(2)(|RAx|-|RBx|)/(|RAx|+|RBx|)  0.0018   0.0009   0.0156   0.0324   0.0242
(3)(|RAy|-|RBy|)/(|RAy|+|RBy|)  0.0000   0.0068   0.0016   0.0016   0.0068
実施例6  実施例7  実施例8  実施例9  実施例10 
(1)|R2S/R2L|                    0.7000   0.2000   0.0000   0.0000   0.0000   
(2)(|RAx|-|RBx|)/(|RAx|+|RBx|)  0.0105   0.2647   0.0000   0.0087   0.0106   
(3)(|RAy|-|RBy|)/(|RAy|+|RBy|)  0.0054   0.0068   0.2691   0.0000   0.0000   
実施例11 実施例12 実施例13 
(1)|R2S/R2L|                    0.0000   0.0000   0.2000   
(2)(|RAx|-|RBx|)/(|RAx|+|RBx|)  0.0948   0.0000   0.0948   
(3)(|RAy|-|RBy|)/(|RAy|+|RBy|)  0.0000   0.2380   0.0909   
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本件発明によれば、光軸に直交する第一の方向と、光軸及び第一の方向にそれぞれ直交する第二の方向とにおいて異なる曲率を有する透光性カバー部材が物体側に配置される光学系において、第一の方向成分の焦点位置と第二の方向成分の焦点位置とのズレを補正することができる補正レンズ及び当該補正レンズを含む撮像装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
ＣＧ１・・・透光性カバー部材
Ｌ１  ・・・補正レンズ
【図１】
2020071382.tif 000003
【図２】
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【図３】
2020071382.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020071382.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020071382.tif 000009
【図８】
2020071382.tif 000010
【図９】
2020071382.tif 000011
【図１０】
2020071382.tif 000012
【図１１】
2020071382.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2020071382.tif 000015
【図１４】
2020071382.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2020071382.tif 000018
【図１７】
2020071382.tif 000019
【図１８】
2020071382.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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