(57)【要約】      （修正有）【課題】有限距離の被検物を高精細に検査し、画像処理に使用できる大口径広角レンズ系を得る。【解決手段】物体側から順に、正の前群レンズ、絞り、正の後群レンズからなり、前群レンズは、物体側から順に負の第１ａレンズ群と正の第１ｂレンズ群からなり、第１ａレンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、及び負レンズの３枚から構成され、次の条件式（１）ないし（３）を満足する大口径広角レンズ系。（１）０．５＜ｆ／｜ｆ1a｜＜０．７５（２）０．５＜｜ｆ1a｜／ｆ1b＜１．０（３）０．３５＜ｆ／ｆ1bi＜０．６但し、ｆ；全系の焦点距離、ｆ1a；第１ａレンズ群の焦点距離（ｆ1a＜０）、ｆ1b；第１ｂレンズ群の焦点距離（ｆ1b＞０）、ｆ1bi；第１ｂレンズ群の最も像側の面の焦点距離（ｆ1bi＞０）、  ｆ1bi＝ｒ1bi／（１−Ｎ1bi）ｒ1bi；第１ｂレンズ群の最も像側の面の曲率半径（ｒ1bi＜０）、Ｎ1bi；第１ｂレンズ群の最も像側のレンズの屈折率。【選択図】図１
2006171285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正の前群レンズ、絞り、及び正の後群レンズからなり、
前群レンズは、物体側から順に、負の第１ａレンズ群と正の第１ｂレンズ群からなり、
第１ａレンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、及び負レンズの３枚から構成され、
次の条件式（１）ないし（３）を満足することを特徴とする大口径広角レンズ系。
（１）０．５＜ｆ／｜ｆ1a｜＜０．７５
（２）０．５＜｜ｆ1a｜／ｆ1b＜１．０
（３）０．３５＜ｆ／ｆ1bi＜０．６
但し、
ｆ；全系の焦点距離、
ｆ1a；第１ａレンズ群の焦点距離（ｆ1a＜０）、
ｆ1b；第１ｂレンズ群の焦点距離（ｆ1b＞０）、
ｆ1bi；第１ｂレンズ群の最も像側の面の焦点距離（ｆ1bi＞０）、
ｆ1bi＝ｒ1bi／（１−Ｎ1bi）
ｒ1bi；第１ｂレンズ群の最も像側の面の曲率半径（ｒ1bi＜０）、
Ｎ1bi；第１ｂレンズ群の最も像側のレンズの屈折率。
【請求項２】
請求項１記載の大口径広角レンズ系において、次の条件式（４）を満足する大口径広角レンズ系。
（４）１．７＜ｄ1a-1b／ｆ＜３．０
但し、
ｄ1a-1b；第１ａレンズ群の最も物体側の面から第１ｂレンズ群の最も物体側の面までの距離。
【請求項３】
請求項１または２記載の大口径広角レンズ系において、前記正の第１ｂレンズ群は、物体側から正負または負正の順の貼合せレンズからなり、次の条件式（５）及び（６）を満足する大口径広角レンズ系。
（５）０．２５＜ｆ1bp／｜ｆ1bn｜＜０．５
（６）１０＜ν1bp−ν1bn＜３０
但し、
ｆ1bp；第１ｂレンズ群中の正レンズの焦点距離、
ｆ1bn；第１ｂレンズ群中の負レンズの焦点距離、
ν1bp；第１ｂレンズ群中の正レンズのアッベ数、
ν1bn；第１ｂレンズ群中の負レンズのアッベ数。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の大口径広角レンズ系において、フォーカシングは全系繰り出しによって行う大口径広角レンズ系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有限距離の被検物を高精細に検査し、画像処理を行うことを目的とした大口径広角レンズ系に関する。
【背景技術】
【０００２】
大口径広角レンズ系として、従来、監視カメラ用では、例えば、特開２００１−２０８９６７号公報、特開平９−１２７４１３号公報、特開平７−６３９８６号公報、特開平４−１１２０９号公報などで知られているが、いずれも歪曲収差が大きく、高精細の光学性能を要求される画像処理に使用することができない。また、焦点距離に比較して全長が大きいという問題もある。写真撮影用では、例えば、特開平５−１８８２９４号公報があるが、周辺光量が少なく、周辺光量を多くしようとすると、高次のコマ収差が発生し、高精細の光学性能を有することができず、画像処理に使用できない。
【特許文献１】特開２００１−２０８９６７号公報
【特許文献２】特開平９−１２７４１３号公報
【特許文献３】特開平７−６３９８６号公報
【特許文献４】特開平４−１１２０９号公報
【特許文献５】特開平５−１８８２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、有限距離の被検物を高精細に検査し、画像処理に使用することができる大口径広角レンズ系を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の大口径広角レンズ系は、物体側から順に、正の前群レンズ、絞り、及び正の後群レンズからなり、前群レンズは、物体側から順に負の第１ａレンズ群と正の第１ｂレンズ群からなり、第１ａレンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、及び負レンズの３枚から構成され、次の条件式（１）ないし（３）を満足することを特徴としている。
（１）０．５＜ｆ／｜ｆ1a｜＜０．７５
（２）０．５＜｜ｆ1a｜／ｆ1b＜１．０
（３）０．３５＜ｆ／ｆ1bi＜０．６
但し、
ｆ；全系の焦点距離、
ｆ1a；第１ａレンズ群の焦点距離（ｆ1a＜０）、
ｆ1b；第１ｂレンズ群の焦点距離（ｆ1b＞０）、
ｆ1bi；第１ｂレンズ群の最も像側の面の焦点距離（ｆ1bi＞０）、
ｆ1bi＝ｒ1bi／（１−Ｎ1bi）
ｒ1bi；第１ｂレンズ群の最も像側の面の曲率半径（ｒ1bi＜０）、
Ｎ1bi；第１ｂレンズ群の最も像側のレンズの屈折率、
である。
【０００５】
本発明の大口径広角レンズ系は、次の条件式（４）を満足することが好ましい。
（４）１．７＜ｄ1a-1b／ｆ＜３．０
但し、
ｄ1a-1b；第１ａレンズ群の最も物体側の面から第１ｂレンズ群の最も物体側の面までの距離、
である。
【０００６】
正の第１ｂレンズ群は、物体側から正負または負正の順の貼合せレンズから構成し、次の条件式（５）及び（６）を満足させることが好ましい。
（５）０．２５＜ｆ1bp／｜ｆ1bn｜＜０．５
（６）１０＜ν1bp−ν1bn＜３０
但し、
ｆ1bp；第１ｂレンズ群中の正レンズの焦点距離、
ｆ1bn；第１ｂレンズ群中の負レンズの焦点距離、
ν1bp；第１ｂレンズ群中の正レンズのアッベ数、
ν1bn；第１ｂレンズ群中の負レンズのアッベ数、
である。
【０００７】
本発明の大口径広角レンズ系は、全系繰り出しによってフォーカシングを行うことが実際的である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、Ｆナンバーが１．４程度の大口径で、有限距離の被検物を高精細に検査し、画像処理に使用できる広角レンズ系を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本実施形態の大口径広角レンズ系は、図１、図３、図５、図７、図９及び図１１の各数値実施例のレンズ構成図に示すように、物体側から順に、正の前群レンズ１０、絞りＳ、及び正の後群レンズ２０からなっている。前群レンズ１０は、物体側から順に、負の第１ａレンズ群１１と正の第１ｂレンズ群１２からなり、第１ａレンズ群１１は、物体側から順に、正レンズ、負レンズ及び正レンズの３枚のレンズからなっている。無限遠撮影状態から有限距離へのフォーカシングは全系を繰り出して行う。
【００１０】
条件式（１）は、前群レンズ１０の物体側の第１ａレンズ群１１のパワーに関する条件である。条件式（１）の上限を超えると、第１ａレンズ群の負のパワーが大きくなりすぎて、高次のコマ収差が発生し、高精細の光学性能を得られなくなる。下限を超えると、バックフォーカスを大きくすることが困難になり、また球面収差が補正不足になる。
【００１１】
条件式（２）は、負の第１ａレンズ群と正の第１ｂレンズ群のパワーの比に関する条件である。条件式（２）の上限を超えると、第１ａレンズ群の負のパワーに対し第１ｂレンズ群の正のパワーが大きくなりすぎる。そのため、周辺光量を大きくすると、高次のコマ収差の増大を招く。条件式（２）の下限を超えると、第１ｂレンズ群の正のパワーが小さくなり過ぎて、歪曲収差の補正が困難になる。
【００１２】
条件式（３）は、第１ｂレンズ群の最も像側の面の面パワーに関する条件である。第１ｂレンズ群の像側の面の焦点距離は正であって（ｆ1bi＞０）、像面に向かって凸である。第１ｂレンズ群は、正負または負正の順の貼合せレンズであることが好ましいが、貼合せレンズでは、この像側の面の曲率が物体側の面の曲率より大きい（曲率半径が小さい）ことが好ましい。条件式（３）の上限を超えると、最も像側の面の面パワーが大きくなり過ぎて、高次のコマ収差、高次の歪曲収差が増大し、高精細の光学性能を得ることができない。条件式（３）の下限を超えると、歪曲収差の補正が困難になる。
【００１３】
条件式（４）は、第１ａレンズ群の最も物体側の面から第１ｂレンズ群の最も物体側の面までの距離に関する条件である。条件式（４）の上限を超えると、バックフォーカスを大きくすることには有利であるが、第１ｂレンズ群の正のパワーを強くせざるを得ず、第１ｂレンズ群で発生する球面収差の補正が困難となる。下限を超え第１ａレンズ群による歪曲収差の補正が困難になる。
【００１４】
条件式（５）と（６）は、第１ｂレンズ群を物体側から順に正負または負正の順の貼合せレンズから構成した場合の正レンズと負レンズに関する条件である。条件式（５）は正レンズと負レンズのパワーの比に関する条件であり、その上限を超えると、負レンズのパワーが大きくなり過ぎて、高次のコマ収差が増大し、倍率色収差も補正過剰となる。下限を超えると、負レンズのパワーが小さくなり過ぎて倍率色収差の補正が困難となり、高精細の光学性能を得ることができない。
【００１５】
条件式（６）は、同正レンズと負レンズのアッベ数に関する条件である。条件式（６）の上限を超えると、倍率色収差の補正が過剰となる。条件式（６）の下限を超えると、倍率色収差の補正が困難となる。
【００１６】
次に具体的な実施例を示す。諸収差図及び表中、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条件、球面収差で表される色収差（軸上色収差）図及び倍率色収差図中のｄ線、ｇ線、Ｃ線はそれぞれの波長に対する収差、ｙは像高、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、ＦはＦナンバー、fは全系の焦点距離、mは全系の横倍率、fBはバックフォーカス、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折率、νはアッベ数を示す。
【実施例１】
【００１７】
図１および図２と表１は本発明による大口径広角レンズ系の数値実施例１を示している。図１はレンズ構成図、図２はその諸収差図、表１はその数値データである。負の第１ａレンズ群１１は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ１３、正レンズ１４、及び物体側に凸の負メニスカスレンズ１５からなり、正の第１ｂレンズ群１２は、物体側の正レンズ１６と像側の負レンズ１７の貼合せレンズからなり、正の後群レンズ２０は、物体側から順に、両凹負レンズ２１と正レンズ２２の貼り合せレンズ、負レンズ２３、正レンズ２４、及び正レンズ２５からなっている。後群レンズ２０の後方には、ＣＣＤ（撮像素子）の前方に位置するカバーガラス（フィルタ類）Ｃが位置している。絞りＳは、第９面（第１ｂレンズ群１２）の極から後方3.72にある。
（表１）
F    =  1:  1.4 
f    =  8.24
m    =  -0.031
fB   =  9.80
面NO.     ｒ         ｄ        Ｎd         ν
1       29.944      1.50    1.77250      49.6 
2       10.452      4.63       -           -
3       87.837      2.78    1.80518      25.4                           
4      -42.638      0.10       -           -                            
5       38.544      1.20    1.77250      49.6                           
6       10.806      6.17       -           -                            
7       37.244      8.01    1.80440      39.6                           
8       -9.598      1.00    1.84666      23.8                           
9      -15.388      8.12       -           -                            
10      -8.302      1.00    1.66680      33.0                           
11      15.113      6.82    1.77250      49.6                           
12     -13.982      0.10       -           -                            
13      72.345      1.00    1.84666      23.8                           
14      16.246      1.40       -           -                            
15     113.193      3.33    1.61800      63.4                           
16     -20.498      0.10       -           -                            
17      16.477      4.00    1.77250      49.6                           
18    -218.833      1.50       -           -                            
19          ∞      0.75    1.51633      64.1                           
20          ∞       -         -           -
【実施例２】
【００１８】
図３および図４と表２は本発明による大口径広角レンズ系の数値実施例２を示している。図３はレンズ構成図、図４はその諸収差図、表２はその数値データである。基本的なレンズ構成は数値実施例１と同様である。絞りＳは、第９面（第１ｂレンズ群１２）の極から後方3.43にある。
（表２）
F    =  1:  1.4
f    =   8.24
m    =   -0.031                                                         
fB   =   9.81
面NO.     ｒ        ｄ        Ｎd          ν
1       26.321      1.50    1.77250       49.6                          
2       10.859      4.42       -           -                            
3       90.564      4.72    1.84666       23.8                          
4      -48.823      0.34       -           -                            
5       26.887      1.00    1.81600       46.6                          
6        8.758      5.07       -           -                            
7       34.492     10.24    1.80610       40.9                          
8       -8.732      1.00    1.84666       23.8                          
9      -13.773      7.88       -           -                            
10      -8.046      1.00    1.67270       32.1                          
11     204.499      6.82    1.77250       49.6                          
12     -12.533      0.10       -           -                            
13     193.274      1.00    1.84666       23.8                          
14      17.163      0.96       -           -                            
15      52.008      3.26    1.61800       63.4                          
16     -23.889      0.56       -           -                            
17      16.599      3.65    1.77250       49.6                          
18    -149.938      1.50       -           -                            
19       ∞         0.75    1.51633       64.1                         
20       ∞          -         -           -
【実施例３】
【００１９】
図５および図６と表３は本発明による大口径広角レンズ系の数値実施例３を示している。図５はレンズ構成図、図６はその諸収差図、表３はその数値データである。基本的なレンズ構成は数値実施例１と同様である。絞りＳは、第９面（第１ｂレンズ群１２）の極から後方3.36にある。
（表３）
F    =  1:  1.4
f    =   8.24
m    =   -0.031                                                         
fB   =   9.80
面NO.     ｒ        ｄ        Ｎd        ν
1       31.514      1.53    1.77250     49.6                     
2       10.902      4.55       -         -                            
3      102.280      2.77    1.80518     25.4                     
4      -43.350      0.10       -         -                            
5       33.500      1.48    1.77250     49.6                     
6       10.968      6.53       -         -                            
7       43.580      8.01    1.80440     39.6                           
8      -10.075      1.04    1.84666     23.8                     
9      -15.658      8.25       -         -                            
10      -8.369      1.00    1.66680     33.0                     
11      14.000      6.72    1.77250     49.6                     
12     -14.248      0.11       -         -                            
13      69.320      1.00    1.84666     23.8                            
14      16.256      1.44       -         -                            
15     152.240      3.34    1.61800     63.4                     
16     -19.850      0.10       -         -                            
17      16.331      4.18    1.77250     49.6                     
18    -184.409      1.50       -         -                            
19       ∞         0.75    1.51633     64.1                    
20       ∞          -         -         -
【実施例４】
【００２０】
図７および図８と表４は本発明による大口径広角レンズ系の数値実施例４を示している。図７はレンズ構成図、図８はその諸収差図、表４はその数値データである。正の第１ｂレンズ群１２は、物体側に位置する負レンズ１６と像側に位置する正レンズ１７の貼合せレンズからなっている。その他のレンズ構成は数値実施例１と同様である。絞りＳは、第９面（第１ｂレンズ群１２）の極から後方4.74にある。
（表４）
F    =  1:  1.4
f    =  8.24                                                            
m    =  -0.031                                                          
fB   =  9.81
面NO.     ｒ        ｄ        Ｎd        ν
1       35.883      1.50    1.80400     46.6                            
2       11.983      4.77       -         -                             
3      103.021      2.86    1.84666     23.8                            
4      -44.561      0.75       -         -                             
5       56.033      1.91    1.77250     49.6                            
6       11.249      5.23       -         -                             
7       30.793      2.77    1.80518     25.4                            
8       10.823      8.28    1.80440     39.6                            
9      -16.854      8.84       -         -                             
10      -8.411      1.00    1.64769     33.8                            
11      12.738      6.37    1.77250     49.6                            
12     -15.280      0.10       -         -                             
13    -215.261      1.00    1.84666     23.8                            
14      18.113      1.20       -         -                             
15     112.470      3.27    1.77250     49.6                            
16     -19.711      0.10       -         -                             
17      16.138      3.53    1.77250     49.6                            
18    -164.421      1.50       -         -                             
19       ∞         0.75    1.51633     64.1                           
20       ∞          -         -         -
【実施例５】
【００２１】
図９および図１０と表５は本発明による大口径広角レンズ系の数値実施例５を示している。図９はレンズ構成図、図１０はその諸収差図、表５はその数値データである。基本的なレンズ構成は、数値実施例４と同様である。絞りＳは、第９面（第１ｂレンズ群１２）の極から後方3.72にある。
（表５）
F    =  1:  1.4                                                         
f    =   8.24                                                           
m    =   -0.031 
fB   =   9.81
面NO.     ｒ        ｄ        Ｎd        ν
1       61.901      1.50    1.77250      49.6                           
2       13.205      4.26       -          -                            
3      121.803      4.80    1.84666      23.8                           
4      -36.864      2.73       -          -                            
5       38.333      1.75    1.81600      46.6                           
6        9.763      5.68       -          -                            
7       19.658      1.00    1.84666      23.8                           
8       10.795      6.30    1.72000      43.7                           
9      -15.071      8.17       -          -                            
10      -7.664      1.00    1.67270      32.1                           
11    -179.325      6.49    1.77250      49.6                           
12     -12.053      0.10       -          -                            
13     192.826      1.00    1.84666      23.8                           
14      17.710      1.08       -          -                            
15      77.386      3.35    1.61800      63.4                           
16     -21.137      0.10       -          -                            
17      16.978      5.08    1.77250      49.6                           
18    -132.890      1.50       -          -                            
19        ∞        0.75    1.51633      64.1                           
20        ∞         -         -          -
【実施例６】
【００２２】
図１１および図１２と表６は本発明による大口径広角レンズ系の数値実施例６を示している。図１１はレンズ構成図、図１２はその諸収差図、表６はその数値データである。基本的なレンズ構成は、数値実施例４と同様である。絞りＳは、第９面（第１ｂレンズ群１２）の極から後方3.67にある。                    
（表６）
F    =  1:  1.4                                                         
f    =  8.24                                                            
m    =  -0.031                                                          
fB   =  9.81
面NO.     ｒ        ｄ        Ｎd         ν
1       43.537      1.50    1.80400      46.6                           
2       12.507      4.20       -          -                            
3       87.408      4.33    1.84666      23.8                           
4      -40.490      2.96       -          -                            
5       39.135      1.00    1.81600      46.6                           
6        9.466      5.28       -          -                            
7       19.560      1.00    1.80518      25.4                           
8       10.120      6.55    1.72000      43.7                           
9      -14.587      8.12       -          -                            
10      -7.375      1.00    1.67270      32.1                           
11     266.274      5.82    1.77250      49.6                           
12     -11.482      0.10       -          -                            
13     195.964      1.00    1.84666      23.8                           
14      17.093      1.09       -          -                            
15      79.909      3.34    1.61800      63.4                           
16     -20.550      0.10       -          -                            
17      16.344      4.25    1.77250      49.6                           
18    -140.307      1.50       -          -                            
19        ∞        0.75    1.51633      64.1                           
20        ∞         -         -          -
【００２３】
各実施例の各条件式に対する値を表７に示す。
（表７）
実施例１  実施例２  実施例３  実施例４  実施例５  実施例６
条件式（１） 0.632     0.690     0.579     0.643     0.719     0.738
条件式（２） 0.884     0.860     0.908     0.847     0.834     0.837
条件式（３） 0.453     0.507     0.445     0.393     0.394     0.407    
条件式（４） 1.988     2.070     2.059     2.067     2.515     2.337
条件式（５） 0.314     0.312     0.299     0.428     0.326     0.341    
条件式（６）15.8      17.1      15.8      14.2      19.9      19.9
【００２４】
表７から明らかなように、数値実施例１ないし６は条件式（１）〜（６）を満足しており、また諸収差図から明らかなように諸収差（特に歪曲収差と非点収差）も比較的よく補正されていて、有限距離被検物の高精細な画像処理用に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による大口径広角レンズ系の数値実施例１のレンズ構成図である。
【図２】図１の構成における諸収差図である。
【図３】本発明による大口径広角レンズ系の数値実施例２のレンズ構成図である。
【図４】図３の構成における諸収差図である。
【図５】本発明による大口径広角レンズ系の数値実施例３のレンズ構成図である。
【図６】図５の構成における諸収差図である。
【図７】本発明による大口径広角レンズ系の数値実施例４のレンズ構成図である。
【図８】図７の構成における諸収差図である。
【図９】本発明による大口径広角レンズ系の数値実施例５のレンズ構成図である。
【図１０】図９の構成における諸収差図である。
【図１１】本発明による大口径広角レンズ系の数値実施例６のレンズ構成図である。
【図１２】図１１の構成における諸収差図である。
【図１】
2006171285.tif 000003
【図２】
2006171285.tif 000004
【図３】
2006171285.tif 000005
【図４】
2006171285.tif 000006
【図５】
2006171285.tif 000007
【図６】
2006171285.tif 000008
【図７】
2006171285.tif 000009
【図８】
2006171285.tif 000010
【図９】
2006171285.tif 000011
【図１０】
2006171285.tif 000012
【図１１】
2006171285.tif 000013
【図１２】
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