(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１８０度より大きい画角を持ち、撮像センサによる撮像に用いられる広角レンズであって、
物体側から像側へ向かって順次、前群、透明光学素子、後群を配し、開口絞りを有してなり、
前記前群は、２枚のレンズにより構成され、負の屈折力を持ち、且つ、像側に向いた凹レンズ面を群内に１面以上有し、
前記透明光学素子は、入射面と射出面とがともに平面であり、
後群は、５枚のレンズにより構成されて正の屈折力を有し、
前群が有する前記凹レンズ面の１以上に、入射角が０度から５０度の範囲で４００ｎｍないし８００ｎｍの波長範囲の光に対して分光反射率が１％以下となる広波長低反射コートが形成されている広角レンズ。
【請求項２】
請求項１記載の広角レンズにおいて、
広波長低反射コートが、前群の２以上の凹レンズ面に形成されている広角レンズ。
【請求項３】
請求項１または２記載の広角レンズにおいて、  
前群が、凹レンズ面を像側に向けた２枚の負メニスカスレンズで構成され、広波長低反射コートが、前記２枚の負メニスカスレンズの各凹レンズ面に形成されている広角レンズ。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１項に記載の広角レンズにおいて、  
前群を構成する２枚のレンズが、屈折率：１．８以上の材質により形成されている広角レンズ。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１項に記載の広角レンズにおいて、
透明光学素子の入射面もしくは射出面に、反射型の赤外光カットフィルタを形成された広角レンズ。
【請求項６】
請求項５記載の広角レンズにおいて、
前群における全ての凸面と、透明光学素子の赤外光カットフィルタが形成されていない面と、後群の各レンズの、空気に接する全てのレンズ面に低反射コートが形成されている広角レンズ。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１項に記載の広角レンズにおいて、
透明光学素子が、入射面から入射する光束の光軸を屈曲させて射出面から射出させる反射面を有するプリズム形状である広角レンズ。
【請求項８】
１８０度より大きい画角をもつ広角レンズにより撮像対象の像を撮像センサにより撮像する撮像装置であって、
１８０度より大きい画角を持つ広角レンズが、請求項１ないし７の何れか１項に記載の広角レンズである撮像装置。
【請求項９】
１８０度より大きい画角を持つ広角レンズと、この広角レンズによる像を撮像する撮像センサとを有する同一構造の撮像系を２つ組み合わせ、各撮像系により撮像された像を合成して４πラジアンの立体角内の像を得る全天球型の撮像装置であって、
同一構造の２つの撮像系の広角レンズが、請求項７記載の広角レンズである撮像装置。
【請求項１０】
請求項９記載の撮像装置において、
広角レンズの１８０度を超える全画角範囲に対し等距離撮影方式である撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、広角レンズおよび撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
広角レンズは「魚眼レンズ」とも呼ばれる「画角の大きいレンズ」であり従来から色々な光学装置に使用され、種々のタイプのものが提案されている（特許文献１〜４等）。
【０００３】
広角レンズには、例えば、特許文献２の「２枚構成」や、特許文献３の「３枚構成」のように、レンズ構成枚数の少ないものもあるが、一般には、レンズ構成枚数が多い。
【０００４】
レンズ枚数が多くなると、レンズ面による反射が多様化し、反射光が、広角レンズの性能に影響を与え易い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、レンズ面による反射を考慮した、新規な広角レンズの実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の広角レンズは、１８０度より大きい画角を持ち、撮像センサによる撮像に用いられる広角レンズであって、物体側から像側へ向かって順次、前群、透明光学素子、後群を配し、開口絞りを有してなり、前記前群は、２枚のレンズにより構成され、負の屈折力を持ち、且つ、像側に向いた凹レンズ面を群内に１面以上有し、前記透明光学素子は、入射面と射出面とがともに平面であり、後群は、５枚のレンズにより構成されて正の屈折力を有し、前群が有する前記凹レンズ面の１以上に、入射角が０度から５０度の範囲で４００ｎｍないし８００ｎｍの波長範囲の光に対して分光反射率が１％以下となる広波長低反射コートが形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、レンズ面による反射を考慮した、新規な広角レンズを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】広角レンズの実施の１形態を説明するための図である。
【図２】広角レンズの実施の別形態を説明するための図である。
【図３】広角レンズの基本的な構成を説明するための図である。
【図４】図３の広角レンズの球面収差を示す図である。
【図５】図３の広角レンズの像面湾曲と歪曲収差を示す図である。
【図６】図３の広角レンズのコマ収差を示す図である。
【図７】図３の広角レンズのＭＴＦ特性を示す図である。
【図８】低反射コート（ＡＲコート）の分光反射率特性を示す図である。
【図９】色シェーディングを説明するための図である。
【図１０】広波長低反射コート（ＷＡＲコート）の分光反射率特性を示す図である。
【図１１】ゴースト像を説明するための図である。
【図１２】図２の実施の形態の広角レンズを用いることによるゴースト光の改善を説明するための図である。
【図１３】全天球型の撮像装置の実施の１形態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態を説明する。
【００１０】
先ず、図３を参照する。  
図３は、この発明の実施の１形態をなす広角レンズの、基本的なレンズ構成を示す。
【００１１】
図３に示す広角レンズは、図の左方が物体側、右側が像側である。  
広角レンズは、物体側から像側へ向かって順次、前群、透明光学素子Ｌ３、開口絞りＳおよび後群を配してなる。
【００１２】
物体側に配された前群は、物体側から順次、レンズＬ１とＬ２を配してなる。  
透明光学素子Ｌ３は、入射面・射出面ともに平面である。
【００１３】
開口絞りＳは、透明光学素子Ｌ３の射出側の面に近接して設けられている。
【００１４】
後群は、物体側から順に、レンズＬ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８を配してなる。
【００１５】
より詳細には、前群・後群を構成するレンズおよび透明光学素子Ｌ３は、何れも、硝子材料で形成されている。
【００１６】
レンズＬ１、Ｌ２は共に、負の屈折力を持つ「メニスカスレンズ」で、凹レンズ面を像側に向けている。レンズＬ１は両面共に球面、レンズＬ２は両面共に非球面である。
【００１７】
レンズＬ４、Ｌ５は共に「両凸レンズ」である。レンズＬ４は両面とも球面、レンズＬ５は両面共に非球面である。
【００１８】
レンズＬ６とレンズＬ７は接合されている。レンズＬ６は両凸レンズ、レンズＬ７は両凹レンズであり、物体側面、接合面、像側面ともに球面である。
【００１９】
レンズＬ８は「両凸レンズ」で、両面共に非球面である。
【００２０】
図３の広角レンズは、広角画像を撮像センサ（２次元の受光面を持つ固体撮像素子）により撮像するためのものであり、広角画像は像面Ｉｍに結像する。
【００２１】
像面Ｉｍの物体側に符号ＣＧで示すのは、撮像センサのカバーガラスである。撮像センサの受光面は、像面Ｉｍに合致する。
【００２２】
上に説明した図３の広角レンズのデータを、表１に挙げる。なお、長さの次元を持つ量の単位は「ｍｍ」である。
【００２３】
【表１】
0005884857.tif 000002
【００２４】
表１において「面番号」は物体側から数えた面の番号であり、開口絞りの面（面番号７）を含む。面番号１７と１８は、カバーガラスＣＧの両面であり、「ＩＭＡ」は、図１に示す像面Ｉｍに相当する。
【００２５】
表１における「Ｔｙｐｅ」は面の形態を表し、曲率半径の欄の「Ｉｎｆｉｎｉｔｙ」は無限大を意味する。  
従って、面の形態が「球面」で曲率半径が「無限大」である面番号５、６の面は、何れも平面である。また「Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ」は「光軸上の面間隔」を意味する。
【００２６】
表１にデータを示す広角レンズは、面番号３、４、１０、１１、１５、１６の各面が非球面となっている。
【００２７】
この広角レンズに採用された非球面形状は、光軸上の「近軸曲率半径：ｒ０」、光軸直交方向における光軸からの距離：ｒにおける非球面頂点から光軸に平行な方向の距離（非球面のデプス）：Ｙにより以下の多項式で表現される。
【００２８】
Ｙ＝ｒ０＋ａ・ｒ２＋ｂ・ｒ４＋ｃ・ｒ６＋ｄ・ｒ８＋ｅ・ｒ１０ 
＋ｆ・ｒ１２＋ｇ・ｒ１４                                  。
【００２９】
右辺第１項のｒ０は、表１において「曲率半径」として与えられたものである。
【００３０】
ａないしｇは「各次数の非球面係数」であり、以下に、これら非球面係数を与えて各面の非球面形状を特定する。
【００３１】
「面番号３」
ａ＝0.0  、ｂ＝0.002491  、ｃ＝-9.61E-05  、ｄ＝4.63E-0.7  
ｅ＝-1.30E-10  、ｆ＝ｇ＝ｈ＝0.0                            。
【００３２】
「面番号４」
ａ＝0.0  、ｂ＝0.003451  、ｃ＝0.000504  、ｄ＝-8.56E-05  、
ｅ＝1.45E-05  、ｆ＝-3.03E-07  、ｇ＝-1.17E-07  、ｈ＝0.0    。
【００３３】
「面番号１０」
ａ＝0.0  、ｂ＝-0.00235  、ｃ＝-0.00025、ｄ＝-2.58E-05  、
ｅ＝-6.08E-06  、ｆ＝ｇ＝ｈ＝0.0                            。
【００３４】
「面番号１１」
ａ＝0.0  、ｂ＝-0.00217  、ｃ＝-0.00028、ｄ＝-2.79E-05  、
ｅ＝-3.04E-06  、ｆ＝ｇ＝ｈ＝0.0                            。
【００３５】
「面番号１５」
ａ＝0.0  、ｂ＝-0.00167  、ｃ＝-0.00031、ｄ＝3.07E-05  、
ｅ＝3.12E-05  、ｆ＝-1.01E-05  、ｇ＝ｈ＝0.0                。
【００３６】
「面番号１６」
ａ＝0.0  、ｂ＝0.004209  、ｃ＝-0.00141、ｄ＝0.000474  、
ｅ＝-7.89E-05  、ｆ＝2.02E-06  、ｇ＝ｈ＝0.0                。
【００３７】
なお、上の非球面係数の表記において、例えば「-7.89E-05」は「-7.89×10-5」を意味する。
【００３８】
この広角レンズの性能を示す収差図を、図４ないし図７に示す。  
図４は「球面収差」を示す図、図５は「非点収差（左図）と歪曲収差（右図）」を示す図であり、図６は「コマ収差」を示し、図７は「ＭＴＦ特性」を示す図である。
【００３９】
これらの図から明らかなように、この広角レンズは極めて高い性能を有している。
【００４０】
以下、この発明を説明する。  
上に説明した広角レンズは、広角画像を撮像センサにより撮像するためのものであり、明るいものであることが求められる。
【００４１】
従来から一般に、広角画像の明るさを確保するために、光路上の各面に「反射率を低減して透過率を高めるための低反射コートを形成する」ことが行われている。
【００４２】
この発明の広角レンズは、１８０度より大きい画角を実現するものであり、負の屈折力をもつ「前群」が２枚のレンズにより構成される。
【００４３】
そして前群の群内には「像側に向いた凹レンズ面」が１面以上存在する。  
上に例示した広角レンズでは、前群が「２枚の負メニスカスレンズＬ１、Ｌ２」により構成され、「像側に向いた凹レンズ面」は２面存在している。
【００４４】
一般に、１８０度よりも大きい画角を持つ広角レンズでは、物体側のレンズに「像側に向かう光線を大きく屈曲させる機能」を持たせる必要がある。
【００４５】
この発明の広角レンズのように、前群を２枚のレンズで構成する場合、前群に含まれる「像側に向いた凹レンズ面」は、曲率半径が小さく（曲率が大きく）なり易い。
【００４６】
このように「曲率半径の小さい凹レンズ面」においては、物体側からの光線の入射角が「凹レンズ面上の位置」により大きく変化しやすい。
【００４７】
即ち、凹レンズ面の中心部分である「光軸近傍の領域」では光線の入射角は小さいが、光軸から離れた周辺部では入射角が大きくなり易い。
【００４８】
凹レンズ面の中心部と周辺部での「光線の入射角の変化量」は、凹レンズ面の曲率半径が小さいほど大きくなり易く、５０度近くになる場合もある。
【００４９】
低反射コートの特性（反射抑制効果）は、２つのパラメータに依存する。
【００５０】
即ち、第１は「光波長」であり、第２は「入射角」である。
【００５１】
図８は、従来から低反射コートとして知られた一般的な低反射コート（以下「ＡＲコート」と言う。）の特性を示している。  
縦軸は「反射率（％）」、横軸は「波長（ｎｍ）」であり、曲線８−１は入射角：０度における分光反射率特性、曲線８−２は入射角：５０度における分光反射率特性である。
【００５２】
言うまでもなく、反射率が高いほど「反射抑制効果」は小さい。
【００５３】
図８に特性を示すＡＲコートでは、図のように、入射角の大小に拘らず、光波長が長くなるに従い「反射抑制効果」が低下して反射率が高くなることが分かる。
【００５４】
可視光の赤色の波長領域（以下、「赤色光」とも言う）で、波長：６５０ｎｍの光が、図８の特性をもつＡＲコートに入射した場合を考える。
【００５５】
この場合、ＡＲコートによる反射率は、入射角：０度では０．１％程度であるが、入射角：５０度では１．５％程度に上昇する。
【００５６】
上にデータを与えた広角レンズで、全ての面に、図８の如き分光反射率特性を持ったＡＲコートが形成されている場合を想定する。
【００５７】
この場合、前群のレンズＬ１の凹レンズ面、レンズＬ２の凹レンズ面では、周辺部における入射角の増大による「反射抑制効果」の低減で、反射率が増大する。
【００５８】
その結果、６５０ｎｍの光に対するレンズＬ１、Ｌ２の透過率は、周辺部では９４％程度になってしまう。
【００５９】
即ち、上記広角レンズの場合、前群のレンズＬ１、Ｌ２の凹レンズ面における中心部と周辺部での入射角の差により、レンズ周辺を通る「赤色光」の透過率が低下する。
【００６０】
図８の分光反射率特性を持つＡＲコートの場合、青色光や緑色光、黄色光等に対する反射抑制効果は、入射角による影響を殆ど受けない。
【００６１】
従って、上記の如く「赤色光の透過率が低下」すると、撮像センサ上に結像する広角画像の周辺部では、赤色光成分が他の色成分の光に対して相対的に低下することになる。
【００６２】
このため、撮像センサ上に結像する広角のカラー画像では、中心部に対して周辺部では「青みがかった色味」になる。
【００６３】
この現象をこの明細書において「色シェーディング」と呼ぶ。
【００６４】
図９に、色シェーディングのイメージ図を示す。
【００６５】
図９において、符号９−１で示す部分は、撮像センサの「２次元の受光面」を示す。  
符号９−２で示す部分は「白色の画像に対する広角のカラー画像」を示しており、中心部に比して周辺部が「青みがかった色味」になっていることを示している。
【００６６】
この色シェーディングの問題を、この発明では以下のようにして解決する。  
即ち、広角レンズの前群が有する凹レンズ面の１以上に「入射角が０度から５０度の範囲で４００ｎｍないし８００ｎｍの波長範囲の光に対して反射率が１％以下となる広波長低反射コート」を形成する。
【００６７】
「広波長低反射コート」は、従来のＡＲコートに比して「広波長領域で反射抑制効果を有する低反射コート」であり、以下「ＷＡＲコート」と言う。
【００６８】
図１は、これを実施した形態を説明図的に示している。
【００６９】
即ち、広角レンズの前群を構成するレンズＬ１の像側の凹レンズ面に広波長低反射コート（ＷＡＲコートとも言う）１１が形成され、レンズＬ２の像側の凹レンズ面に広波長低反射コート（ＷＡＲコートとも言う）１２が蒸着形成されている。
【００７０】
図１におけるレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ４〜Ｌ７、透明光学素子Ｌ３の入射側面および射出側面には、図８に示した分光反射率特性の通常のＡＲコートが蒸着形成されている。
【００７１】
ＷＡＲコートは、一般のＡＲコートと同様、その分光反射率特性を指定すれば「特定された特性を満たすもの」を設計し、蒸着形成することは当業者に容易である。
【００７２】
ＷＡＲコート１１、１２は同一の分光反射率特性を有するものである。  
図１０は、ＷＡＲコート１１、１２の分光反射率特性を示している。  
図１０における曲線１０−１は入射角：０度に対する分光反射率特性、曲線１０−２は、入射角：５０度に対する分光反射率特性を示す。
【００７３】
図１０に示すＷＲＡコートは「入射角が０度から５０度の範囲で４００ｎｍないし８００ｎｍの波長範囲の光に対して反射率が１％以下」となっている。
【００７４】
即ち、図１０に分光反射率特性を示すＷＡＲコートは、入射角が０度でも５０度でも、上記波長範囲内（４００ｎｍないし８００ｎｍの波長範囲の光）で、反射率が１％以下である。なお、図１０に示されているように、入射角が０度の場合は、４００ｎｍないし８８０ｎｍの波長範囲の光に対して反射率が１％以下となっている。
【００７５】
従って、広角レンズ中において曲率の大きい「前群の凹レンズ面」による波長：６５０ｎｍ前後の赤色光の透過率現象に起因する「色シェーディング」が有効に抑制される。
【００７６】
このようにして、広角のカラー画像の全画像領域で「均質な色味」のカラー画像を取得でき、前述の色シェーディングの問題を解決することができる。
【００７７】
図２に、広角レンズの実施の別形態を示す。
【００７８】
広角レンズの基本構成は、図１に実施の形態を示した広角レンズと同じものであり、そのデータおよび非球面データは、前述の表１、表２で与えられる。
【００７９】
図２に実施の形態を示す広角レンズは、透明光学素子Ｌ３の射出面に、反射型の赤外光カットフィルタ（以下「ＩＲＣＦ」とも言う。）１３が形成されている。
【００８０】
また、各面にはコートが形成されている。
【００８１】
広角レンズの各面におけるコート状況を以下に纏めて示す。
【００８２】
面番号          素子                            コートの種別  
１              レンズＬ１（物体面）            ＡＲコート  
２              レンズＬ１（像側面）            ＷＡＲコート  
３              レンズＬ２（物体面）            ＡＲコート  
４              レンズＬ２（像側面）            ＷＡＲコート  
５              透明光学素子Ｌ３（入射面）      ＡＲコート  
６              透明光学素子Ｌ３（射出面）      ＩＲＣＦ  
７              開口絞りＳ                      コートなし
８              レンズＬ４（物体側面）          ＡＲコート  
９              レンズＬ４（像側面）            ＡＲコート  
１０            レンズＬ５（物体側面）          ＡＲコート  
１１            レンズＬ５（像側面）            ＡＲコート  
１２            レンズＬ６（物体側面）          ＡＲコート  
１３            レンズＬ６、Ｌ７の接合面        コートなし  
１４            レンズＬ７（像側面）            ＡＲコート  
１５            レンズＬ８（物体側面）          ＡＲコート  
１６            レンズＬ８（像側面）            ＡＲコート        。
【００８３】
このように、前群における全ての凸面（レンズＬ１およびレンズＬ２の物体側面）と、透明光学素子Ｌ３の入射面と、後群の各レンズ（レンズＬ４〜Ｌ８）の「空気に接する全てのレンズ面」に低反射コート（ＡＲコート）が形成されている。
【００８４】
また、レンズＬ１とレンズＬ２の像側の凹レンズ面にはＷＡＲコート（広波長低反射コート）１１、１２が形成されている。
【００８５】
上記ＡＲコートは、図８に示す如き分光反射率特性をもつ低反射コートであり、ＷＡＲコートは、図１０に示す如き分光反射率特性を持つ広波長低反射コートである。
【００８６】
広角レンズを用いる撮像装置が「屋外での使用」を前提とするものである場合「太陽光に含まれる赤外光成分」が撮像画像に影響を及ぼすことが考えられる。
【００８７】
このような赤外光成分の影響を除去するために、反射型の赤外光カットフィルタ（ＩＲＣＦ）が用いられることが多い。
【００８８】
従来、撮像センサへの赤外光の入射を防止するために、ＩＲＣＦを撮像センサの受光面の直前に配置することが行われている。
【００８９】
しかし、このような配置は、所謂ゴースト光（迷光）を発生させ易い。  
即ち、反射型のＩＲＣＦを「撮像センサの直近」に設けた場合、その物体側には広角レンズがある。
【００９０】
従って、反射型のＩＲＣＦの高い反射率で反射された赤外光は、広角レンズの全レンズ面や透明光学素子の入・射出面で反射され、ゴースト光となってＩＲＣＦに入射する。
【００９１】
ＩＲＣＦは赤外光に対する高い反射率を有するが、それでも赤外光の透過率は０ではなく、若干の赤外光はＩＲＣＦを透過して撮像センサに達してゴースト像を発生させる。
【００９２】
このようなゴースト像の影響を考えると、反射型のＩＲＣＦを配置する位置は、なるべく物体側に寄った位置が好ましい。
【００９３】
例えば、図３に示した広角レンズの場合なら、反射型のＩＲＣＦを前群のレンズＬ１の物体側面に配置すれば、広角レンズに入射する赤外光の殆どを除去できる。
【００９４】
ＩＲＣＦは一般に「蒸着形成される薄膜」である。
【００９５】
従って、例えば、レンズＬ１の物体側面に形成しようとすると、レンズＬ１のレンズ面が大きいことによりＩＲＣＦのサイズも大きくなり、形成コストも高くなる。
【００９６】
また、ＩＲＣＦは「なるべく曲率の小さい面」に形成することが好ましい。
【００９７】
この点を鑑みると、図３に示す広角レンズの場合、ＩＲＣＦを形成するのは、透明光学素子Ｌ３の入射面もしくは射出面が好ましい。
【００９８】
図２の実施の形態では、ＩＲＣＦ１３を、透明光学素子Ｌ３の射出面、即ち、像側面に形成している。開口絞りＳは、ＩＲＣＦ１３の直近の像側に設けられている。
【００９９】
図２を参照すると、透明光学素子Ｌ３の射出面に形成されたＩＲＣＦ１３は、物体側から入射してくる赤外光成分を物体側へ反射する。
【０１００】
反射された赤外光成分は、広角レンズの前群を構成するレンズＬ２、Ｌ１を透過して、物体側へ放射される。従って、撮像画像への赤外光成分の影響を有効に軽減できる。
【０１０１】
上述の如く、広角レンズの前群の全ての凸面（レンズＬ１、レンズＬ２の物体側面）と、透明光学素子Ｌ３の入射面は、低反射コート（ＡＲコート）を形成されている。
【０１０２】
また、前群の全ての凹レンズ面（レンズＬ１、Ｌ２の像側の面）にはＷＡＲコート１１、１２が形成されている。
【０１０３】
従って、ＩＲＣＦ１３により物体側へ反射された赤外光成分は、高い透過率で、透明光学素子Ｌ３と前群のレンズＬ１、Ｌ２を透過し、反射される成分は有効に軽減される。
【０１０４】
前群のレンズＬ１、Ｌ２の像側面は凹レンズ面であり、何れも曲率半径が小さい。
【０１０５】
このため、ＩＲＣＦ１３で反射された赤外光成分が、これらの凹レンズ面を透過する際にも、凹レンズ面の周辺部で入射角は大きくなる。
【０１０６】
このため、これらの凹レンズ面にも、図８のような分光特性を持つ通常のＡＲコートを形成した場合には、上記凹レンズ面の周辺部で、赤外光成分の反射率が高くなる。
【０１０７】
即ち、ＩＲＣＦ１３で反射された反射光成分のうち、レンズＬ１、Ｌ２の凹レンズ面の周辺部に入射するものは、他の部分におけるよりも反射される量が相対的に大きくなる。
【０１０８】
このため、ゴーストが顕著に表れる。
【０１０９】
図１１は、この場合に発生するゴースト像を示している。  
図１１は、ＩＲＣＦ１３による反射光を１０００本の光線で表し、これら光線について光線追跡した結果をネガ像として示している。
【０１１０】
個々の点が光線の個々を表し、「点の濃さ」がゴースト光線の強度を示す。広角画像の周辺部に「赤みがかった色のゴースト像」が輪帯状に表れている。
【０１１１】
図１２は、レンズＬ１、Ｌ２の像側の凹レンズ面に、図１０に分光反射率特性を示すＷＡＲコートを形成した場合のゴースト像（図１１と同様の方法で得られたもの）を示している。
【０１１２】
図１２のゴースト像は、図１１のゴースト像に比して「広角画像の全体に亘って均一」に表れ、「目立たなく」なっている。
【０１１３】
なお、赤外光カットフィルタは、特許文献５に記載があるが、特許文献５記載のものは「透過型の赤外光カットフィルタ」であり、この発明における「反射型の赤外光カットフィルタ」とは異なる。
【０１１４】
上に、図１、図２に即して説明した広角レンズは、前群と後群の間に、透明光学素子Ｌ３を有する。透明光学素子Ｌ３は、入射面と射出面とがともに平面である。
【０１１５】
このような透明光学素子Ｌ３は、具体的には、前群と後群の間の光路長を調整する機能をもったものや、撮像センサへの入射光の強度を調整するためのＮＤフィルタ（これらは「平行平板」状になる。）であることができる。
【０１１６】
しかし、このようなものに限らず、透明光学素子は「入射面から入射する光束の光軸を屈曲させて射出面から射出させる反射面を有するプリズム形状」であることができる。
【０１１７】
このようなプリズム形状の透明光学素子を、透明光学素子Ｌ３として用いると、前群から入射した結像光束を、前群の光軸に対して異なる方向へ導光することができる。
【０１１８】
プリズム形状の透明光学素子Ｌ３の反射面が１面であれば、入射面から入射する光束の光軸を、例えば、直角に屈曲させて射出面から射出させることができる。
【０１１９】
プリズム形状の透明光学素子Ｌ３の反射面が２面であれば、入射面から入射する光束の光軸を「平行にずらし」て、射出面から射出させることもできる。
【０１２０】
図１３は、透明光学素子を「入射面から入射する光束の光軸を９０度屈曲させて射出面から射出させる直角プリズム」とした広角レンズと撮像センサによる撮像装置と、同一構造の撮像系を２つ組み合わせた「全天球型の撮像装置」の実施の形態を示す図である。
【０１２１】
図１３（ａ）は、広角レンズと撮像センサＩＳＡを組み合わせた撮像装置を示し、同図（ｂ）は、広角レンズと撮像センサＩＳＢを組み合わせた撮像装置を示している。
【０１２２】
以下、図１３（ａ）に示す撮像装置を撮像装置Ａと呼び、同図（ｂ）に示す撮像装置を撮像装置Ｂと呼ぶ。
【０１２３】
撮像装置Ａは、図１または図２に即して説明した広角レンズと撮像センサＩＳＡを組み合わせた撮像装置である。
【０１２４】
広角レンズは、前群Ａと、透明光学素子Ｌ３Ａと、後群Ａとにより構成されている。
【０１２５】
前群Ａは、レンズＬ１ＡとＬ２Ａとにより構成される。  
後群Ａは、レンズＬ３Ａ、Ｌ４Ａ、Ｌ５Ａ、Ｌ６Ａ、Ｌ７Ａ、Ｌ８Ａにより構成されている。
【０１２６】
透明光学素子Ｌ３Ａは「直角三角プリズム」であり、斜面が反射面となっている。
【０１２７】
撮像装置Ｂは、図１または図２に即して説明した広角レンズと撮像センサＩＳＢを組み合わせた撮像装置である。
【０１２８】
広角レンズは、前群Ｂと、透明光学素子Ｌ３Ｂと、後群Ｂとにより構成されている。
【０１２９】
前群Ｂは、レンズＬ１ＢとＬ２Ｂとにより構成される。  
後群Ｂは、レンズＬ３Ｂ、Ｌ４Ｂ、Ｌ５Ｂ、Ｌ６Ｂ、Ｌ７Ｂ、Ｌ８Ｂにより構成されている。
【０１３０】
透明光学素子Ｌ３Ｂは「直角三角プリズム」であり、斜面が反射面となっている。
【０１３１】
撮像装置Ａと撮像装置Ｂは、同一構成のものであり、前群Ａ、前群Ｂを構成する２枚のレンズは光学素子として同一である。
【０１３２】
また、後群Ａを構成するレンズと後群Ｂを構成するレンズも、光学的に同一である。
【０１３３】
撮像センサＩＳＡとＩＳＢも同一仕様のものである。
【０１３４】
図１３（ｂ）に示す撮像装置Ｂは、同図（ａ）に示す撮像装置Ａを、図面に直交する軸の周りに１８０度回転させた形態となっている。
【０１３５】
図１３（ｃ）は、同図（ａ）の撮像装置Ａと、同図（ｂ）の撮像装置Ｂを、透明光学素子の反射面を合致させて、単体のプリズムＬ３０として一体化した撮像装置を示す。
【０１３６】
図１３（ｃ）の撮像装置は、所謂「全天球型の撮像装置」である。  
図１３（ａ）、（ｂ）に示す撮像装置Ａ、撮像装置Ｂは、それぞれ単体で「撮像装置」であるが、図１３（ｃ）においては、全天球型の撮像装置の一部を構成するものである。
【０１３７】
それで、図１３（ｃ）の全天球型の撮像装置についての説明においては、撮像装置Ａを「撮像系Ａ」、撮像装置Ｂを「撮像系Ｂ」と呼ぶことにする。
【０１３８】
図１３（ｃ）に示す、全天球型の撮像装置において、撮像系Ａと撮像系Ｂは、前群Ａと前群Ｂの「光軸同士が互いに実質的に合致」するように組み合わせられている。
【０１３９】
撮像系Ａ、撮像系Ｂに用いられる広角レンズは、１８０度より大きい画角を有する。
【０１４０】
従って、撮像系Ａ、撮像系Ｂによりそれぞれ「１８０度より大きい画角の広角画像」を得ることができる。
【０１４１】
これら２つの撮像系により得られる「１８０度より大きい画角の広角画像」を合成することにより、４πラジアンの立体角内の像を得ることができる。
【０１４２】
撮像系Ａ、撮像系Ｂで得られた広角画像は、合成されて１枚の「全天球画像」となる。
【０１４３】
なお、このような「全天球型の撮像装置」は、特許文献６により既に知られている。
【０１４４】
各撮像系により得られた広角画像は、その周辺部に同一の撮影対象の像を含んであり、周辺部の同一の像部分を「繋ぎ位置」として、検出する。
【０１４５】
そして、各広角画像は「歪補正処理」で歪みを補正されて平面状に展開されたのち「ブレンド処理」で１枚の画像として継ぎ合わせられ「立体角：４πラジアン内の画像になる。
【０１４６】
全天球型の撮像装置では、撮像された画像が１枚の全天球画像となるから、通常のカメラ装置とは異なり「撮影された画像において画像中心・画像周辺の概念」が存在しない。
【０１４７】
即ち、全方位のどの部分も、画像の中心となり得るものである。
【０１４８】
従って、撮像系Ａ、撮像系Ｂで取得された広角画像の周辺部の光学性能（ＭＴＦや射影方式、色収差、シェーディング等）が重要となる。
【０１４９】
上に実施の形態を説明した広角レンズは、像高：Ｙ、焦点距離：ｆ、画角：θが、関係
「Ｙ＝ｆ・θ」を満足する所謂「等距離射影方式」の射影方式を採用している。
【０１５０】
この射影方式では「画像の中心から周辺までの像高距離と入射角度が比例」しており、通常のカメラの中心射影方式に比して、広角画像周辺における撮像センサのピクセル数を多く使用することが出来る。
【０１５１】
このため、ＭＴＦが周辺まで「略均一に解像」していれば、画面全域において均一な画像が取得できる。
【０１５２】
しかし、広角レンズが、先に説明した「色シェーディング」を有すると、合成された全天球画像の「繋ぎの部分」での色味が他の部分と異なったものとなり、「繋ぎの部分が目立つ画像」になる。
【０１５３】
図１に実施の形態を示す広角レンズを、撮像系Ａ、撮像系Ｂにおいて用いれば、このような「色味」の不均一を有効に軽減もしくは防止でき「全体の色味が均一な全天球画像」を得ることができる。
【０１５４】
また、図２に実施の形態を示す広角レンズを、各撮像系Ａ、撮像系Ｂにおいて用いれば、上記「色味」の不均一を有効に軽減もしくは防止して、全体の色味が均一な全天球画像を得ることができ、且つ、ゴースト像を有効に軽減させることができる。
【０１５５】
以上のように、この発明によれば、以下の如き、広角レンズおよび撮像装置を実現できる。
【０１５６】
［１］
１８０度より大きい画角を持ち、撮像センサによる撮像に用いられる広角レンズであって、物体側から像側へ向かって順次、前群、透明光学素子、後群を配し、開口絞りを有してなり、前記前群は、２枚のレンズにより構成され、負の屈折力を持ち、且つ、像側に向いた凹レンズ面を群内に１面以上有し、前記透明光学素子は、入射面と射出面とがともに平面であり、後群は、５枚のレンズにより構成されて正の屈折力を有し、前群が有する前記凹レンズ面の１以上に、入射角が０度から５０度の範囲で４００ｎｍないし８００ｎｍの波長範囲の光に対して分光反射率が１％以下となる広波長低反射コートが形成されている広角レンズ。
【０１５７】
［２］
［１］記載の広角レンズにおいて、広波長低反射コート１１、１２が、前群の２以上の凹レンズ面に形成されている広角レンズ。
【０１５８】
［３］
［１］または［２］記載の広角レンズにおいて、前群が、凹レンズ面を像側に向けた２枚の負メニスカスレンズＬ１、Ｌ２で構成され、広波長低反射コート１１、１２が、２枚の負メニスカスレンズＬ１、Ｌ２の各凹レンズ面に形成されている広角レンズ。
【０１５９】
［４］
［１］ないし［３］の何れか１に記載の広角レンズにおいて、前群を構成する２枚のレンズが、屈折率：１．８以上の材質により形成されている広角レンズ。
【０１６０】
このように屈折率の高い材質で、前群のレンズを形成すると、レンズ面の曲率の増大を伴うことなく、凹レンズ面での屈折作用を高めることができる。
【０１６１】
従って、広波長低反射コートの分光反射率特性に対する要求を緩くすることができ、広波長低反射コートの設計・形成が容易になる。
【０１６２】
［５］
［１］ないし［４］の何れか１に記載の広角レンズにおいて、透明光学素子Ｌ３の入射面もしくは射出面に、反射型の赤外光カットフィルタ１３を形成された広角レンズ。
【０１６３】
［６］
［５］記載の広角レンズにおいて、前群における全ての凸面と、透明光学素子Ｌ３の赤外光カットフィルタ１３が形成されていない面と、後群の各レンズの、空気に接する全てのレンズ面に低反射コートが形成されている広角レンズ。
【０１６４】
［７］
［１］ないし［６］の何れか１に記載の広角レンズにおいて、透明光学素子Ｌ３が、入射面から入射する光束の光軸を屈曲させて射出面から射出させる反射面を有するプリズム形状である広角レンズ。
【０１６５】
［８］
１８０度より大きい画角をもつ広角レンズにより撮像対象の像を撮像センサＩＳＡにより撮像する撮像装置であって、１８０度より大きい画角を持つ広角レンズが、［１］ないし［７］の何れか１に記載の広角レンズである撮像装置。
【０１６６】
［９］
１８０度より大きい画角を持つ広角レンズと、この広角レンズによる像を撮像する撮像センサとを有する同一構造の撮像系を２つ組み合わせ、各撮像系により撮像された像を合成して４πラジアンの立体角内の像を得る全天球型の撮像装置であって、同一構造の２つの撮像系の広角レンズが、［７］記載の広角レンズである撮像装置。
【０１６７】
［１０］
［９］記載の撮像装置において、広角レンズの１８０度を超える全画角範囲に対し等距離撮影方式である撮像装置。
【０１６８】
以上、発明の好ましい実施の形態について説明したが、この発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。  
例えば、上に説明した実施の各形態においては、広角レンズの前群を、２枚の負メニスカスレンズＬ１、Ｌ２で構成したが、これに限らず、前群を１枚の負レンズで構成してもよい。
【０１６９】
また、上に説明した実施の各形態においては、前群を構成する２枚の負メニスカスレンズの各々の凹レンズ面に広波長低反射コートを形成している。
【０１７０】
しかし、これに限らず、２枚の負メニスカスレンズの凹レンズ面のうちの１面のみに広波長低反射コートを形成するのみでも、色シェーディングやゴースト像を有効に改善することができる。
【０１７１】
特に、上に説明した実施の形態においては、レンズＬ１の凹レンズ面の曲率は、レンズＬ２の凹レンズ面の曲率よりも小さい。
【０１７２】
従って、この場合「レンズＬ２の凹レンズ面のみ」に、広波長低反射コートを形成するのみでも、色シェーディングやゴースト像の有効な改善が可能である。
【０１７３】
この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１７４】
Ｌ１      前群の負メニスカスレンズ  
Ｌ２      前群の負メニスカスレンズ  
Ｌ３      透明光学素子  
Ｌ４      後群のレンズ  
Ｌ５      後群のレンズ  
Ｌ６      後群のレンズ  
Ｌ７      後群のレンズ  
Ｌ８      後群のレンズ  
１１      広波長低反射コート（ＷＡＲコート）  
１２      広波長低反射コート（ＷＡＲコート）  
Ｓ        開口絞り  
１３      反射型の赤外光カットフィルタ  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７５】
【特許文献１】特開２００５−２９２２８０号公報
【特許文献２】特開２００８−１３４５４０号公報
【特許文献３】特開２００８−１３４５３５号公報
【特許文献４】特開２０１３−３５４７号公報
【特許文献５】特開２００１−４２２３０号公報
【特許文献６】特開２０１４−６０４８号公報
【図１】
0005884857.tif 000003
【図２】
0005884857.tif 000004
【図３】
0005884857.tif 000005
【図４】
0005884857.tif 000006
【図５】
0005884857.tif 000007
【図６】
0005884857.tif 000008
【図７】
0005884857.tif 000009
【図８】
0005884857.tif 000010
【図９】
0005884857.tif 000011
【図１０】
0005884857.tif 000012
【図１１】
0005884857.tif 000013
【図１２】
0005884857.tif 000014
【図１３】
0005884857.tif 000015