(57)【要約】  視界の周辺方向に光軸から離れて配置された物体を撮像するための広角レンズ。  【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
視野の関心領域に配置された物体を撮像するための広角レンズであって、物体から画像空間への光軸に沿った順序で、第１のレンズ要素群と、開口絞りと、第２のレンズ要素群とを有し、前記関心領域は、前記光軸から少なくとも３０度の第１の角度から前記光軸から少なくとも７５度の第２の角度まで延びる環状円錐であり、前記第１および第２のレンズ要素群は、  前記関心領域内に配置された物体を撮像するように構成されたものである、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、前記第２の角度は、前記第１の角度の少なくとも２倍であるものである、広角レンズ。
【請求項３】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、前記第１の角度に対する前記第２の角度の比Ｒは、Ｒ＝１．６７：１から２．５：１の範囲にあるものである、広角レンズ。
【請求項４】
請求項３記載の広角レンズにおいて、物体空間内の前記第２の角度の光線が前記光軸から距離Ｈで前記レンズ結像面と交差し、物体空間内の前記第１の角度の光線が前記光軸から距離ｈで、前記レンズ結像面と交差するように構成および製造されたものであり、ここでＨ／ｈ＞Ｒ、または好ましくはＨ／ｈ≧１．１ｘＲ、またはより好ましくはＨ／ｈ≧１．５ｘＲになるようにされるものである、広角レンズ。
【請求項５】
請求項３または４記載の広角レンズにおいて、Ｒ＝２である、広角レンズ。
【請求項６】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
前記第１の角度が４５度である、広角レンズ。
【請求項７】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
前記第１の角度は、５０度である、広角レンズ。
【請求項８】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
前記第１の角度は、５０度であり、前記第２の角度は１００度である、広角レンズ。
【請求項９】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
前記第１および第２のレンズ要素群は、前記関心領域全体にわたる縦球面収差よりも大きい軸上の縦球面収差を有することにより、前記関心領域内に配置された物体の撮像のために構成されるものである、広角レンズ。
【請求項１０】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
前記第１および第２のレンズ要素群は、前記関心領域全体にわたる縦球面収差を軸上の縦球面収差の半分未満にすることにより、前記関心領域内に配置された物体の撮像用に構成されたものである、広角レンズ。
【請求項１１】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
前記第１および第２のレンズ要素群は、前記関心領域全体にわたるタンジェンシャル光線の像面湾曲よりも大きい軸上のタンジェンシャル光線の像面湾曲を有することにより、前記関心領域内に配置された物体の撮像用に構成されたものである、広角レンズ。
【請求項１２】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
前記第１および第２のレンズ要素群は、前記関心領域全体にわたるタンジェンシャル光線の像面湾曲を軸上のタンジェンシャル光線の像面湾曲の１／４未満にすることにより、前記関心領域内に配置された物体を撮像するように構成されたものである、広角レンズ。
【請求項１３】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
前記第１および第２のレンズ要素群は、前記関心領域のサジタル光線用に１８７ｌｐ／ｍｍで少なくとも５５％の変調伝達関数を有することにより、前記関心領域内に配置された物体を撮像するために構成されたものである、広角レンズ。
【請求項１４】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
前記第１および第２のレンズ要素群は、前記関心領域のサジタル光線用に９３ｌｐ／ｍｍで少なくとも７６％の変調伝達関数を有することにより、関心領域内に配置された物体の撮像用に構成されるものである、広角レンズ。
【請求項１５】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
前記第１および第２のレンズ要素群は、前記関心領域のタンジェンシャル光線用に１８７ｌｐ／  ｍｍで少なくとも３６％の変調伝達関数を有することにより、前記関心領域内に配置された物体の撮像用に構成されるものである、広角レンズ。
【請求項１６】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
前記第１および第２のレンズ要素群は、前記関心領域のタンジェンシャル光線用に、９３ｌｐ／ｍｍで少なくとも６５％の変調伝達関数を有することにより、前記関心領域内に配置された物体の撮像用に構成されるものである、広角レンズ。
【請求項１７】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
前記第１および第２のレンズ要素群は、すべて球面を有するものである、広角レンズ。
【請求項１８】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
前記第１および第２のレンズ要素群は、４または５のレンズを有するものである、広角レンズ。
【請求項１９】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
前記第１および第２のレンズ要素群は、４つレンズを有するものである、広角レンズ。
【請求項２０】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
前記第１および第２のレンズ要素群は、有効焦点距離は、１ｍｍ以下である、広角レンズ。
【請求項２１】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
ｆ値は、２．４以下である、広角レンズ。
【請求項２２】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
ｆ−シータの歪みは、全視界で３４％以下である、広角レンズ。
【請求項２３】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
前記広角レンズの結像面での主光線角が前記結像面において表面に垂直から４．５度未満である、広角レンズ。
【請求項２４】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、後方焦点距離は、１ｍｍ以下である。
【請求項２５】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、前記第１のレンズ要素群の、前記開口絞りに最も近いレンズ要素が３次の像面湾曲の補正に寄与するものである、広角レンズ。
【請求項２６】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、前記第２のレンズ要素群のレンズ要素が３次の像面湾曲の補正に寄与するものである、広角レンズ。
【請求項２７】
前記請求項のいずれかに記載の広角レンズにおいて、
前記関心領域内の前記視野の前記結像面上への角度マッピングが実質的に線形である、広角レンズ。
【請求項２８】
光軸にまたがる１５０度を超える視野角ＦＯＶおよび前記光軸にまたがる中心半視野角ＦＯＶ１／２を有する広角レンズであって、
前記中心半視野角ＦＯＶ１／２の角度範囲に対する前記視野角ＦＯＶの角度範囲に対する比がＦＯＶ／ＦＯＶ１／２＝２になるものであり、視野のイメージサークルの結像面での直径（Ｄ１）と前記中央半視野角のイメージサークルの直径（Ｄ１／２）の比は、Ｄ１／Ｄ１／２＞２になるように製造および配置されたものである、広角レンズ。
【請求項２９】
請求項２８記載の広角レンズにおいて、Ｄ１／Ｄ１／２≧２．２、または好ましくはＤ１／Ｄ１／２≧２．５、またはより好ましくはＤ１／Ｄ１／２≧３である、広角レンズ。
【請求項３０】
請求項２８〜２９に記載の広角レンズにおいて、
前記ＦＯＶ１／２とＦＯＶとの間に配置された関心領域を有し、前記関心領域内の前記視野の前記結像面への角度マッピングが実質的に線形である、請求項２８〜２９に記載の広角レンズ。
【請求項３１】
請求項２８〜３０に記載の広角レンズにおいて、
前記ＦＯＶ１／２とＦＯＶとの間に配置された関心領域を有し、前記関心領域全体にわたる縦球面収差よりも大きい光軸上の縦球面収差を有するものである、広角レンズ。
【請求項３２】
請求項２８〜３０に記載の広角レンズにおいて、
前記ＦＯＶ１／２とＦＯＶとの間に配置された関心領域を有し、前記関心領域全体にわたる縦球面収差は光軸上の縦球面収差の半分未満である、広角レンズ。
【請求項３３】
請求項２８〜３０に記載の広角レンズにおいて、
前記ＦＯＶ１／２とＦＯＶとの間に配置された関心領域を有し、軸上のタンジェンシャル光線の像面湾曲が前記関心領域全体にわたるタンジェンシャル光線の像面湾曲よりも大きいものである、広角レンズ。
【請求項３４】
請求項２８〜３０に記載の広角レンズにおいて、
前記ＦＯＶ１／２とＦＯＶとの間に配置された関心領域を有し、前記関心領域全体にわたるタンジェンシャル光線の像面湾曲は、軸上のタンジェンシャル光線の像面湾曲の４分の１未満である、広角レンズ。
【請求項３５】
請求項２８〜３０に記載の広角レンズにおいて、
前記ＦＯＶ１／２とＦＯＶとの間に配置された関心領域を有し、前記関心領域のサジタル光線用に、１８７ｌｐ／ｍｍで少なくとも５５％の変調伝達関数を有するものである、広角レンズ。
【請求項３６】
請求項２８〜３０に記載の広角レンズにおいて、
前記ＦＯＶ１／２とＦＯＶとの間に配置された関心領域を有し、前記関心領域のサジタル光線用に、９３ｌｐ／ｍｍで少なくとも７６％の変調伝達関数を有するものである、広角レンズ。
【請求項３７】
請求項２８〜３０に記載の広角レンズにおいて、
前記ＦＯＶ１／２とＦＯＶとの間に配置された関心領域を有し、前記関心領域のタンジェンシャル光線用に、１８７ｌｐ／ｍｍで少なくとも３６％の変調伝達関数を有するものである、広角レンズ。
【請求項３８】
請求項２８〜３０に記載の広角レンズにおいて、
前記ＦＯＶ１／２とＦＯＶとの間に配置された関心領域を有し、前記関心領域のタンジェンシャル光線用に、９３ｌｐ／ｍｍで少なくとも６５％の変調伝達関数を有するものである、広角レンズ。
【請求項３９】
請求項２８〜３８に記載の広角レンズにおいて、前記レンズはすべて球面を有するものである、広角レンズ。
【請求項４０】
請求項２８〜３９に記載の広角レンズにおいて、有効焦点距離は、１ｍｍ以下である、広角レンズ。
【請求項４１】
請求項２８〜４０に記載の広角レンズにおいて、ｆ値は、２．４以下である、広角レンズ。
【請求項４２】
請求項２８〜４１に記載の広角レンズにおいて、
ｆ−シータの歪みは、全フィールドで３４％以下である、広角レンズ。
【請求項４３】
請求項２８〜４２に記載の広角レンズにおいて、
前記主光線角は、前記広角レンズの結像面での主光線角が前記結像面において表面に垂直から４．５度未満である、広角レンズ。
【請求項４４】
請求項２８〜４３に記載の広角レンズにおいて、後方焦点距離は、１ｍｍ以下である。
【請求項４５】
請求項２８〜４４に記載の広角レンズにおいて、前記光軸をまたがる全視野は、２００度である、広角レンズ。
【請求項４６】
前記請求項のいずれか一項に記載の広角レンズと、前記レンズの後焦点距離に配置された撮像表面領域を有する画像センサと、を有するカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１７年６月２日に出願された米国仮出願第６２／５１４，０８０号の優先権の利益を主張し、その出願の全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、広角レンズに関し、特に、視野の周辺に位置する被写体を優先的に撮像するように構成されたレンズ、およびそのようなレンズを組み込んだカメラシステムに関するが、これに限定されるものではない。
【背景技術】
【０００３】
公理的光学イメージングシステムは、そのようなシステムが主要な関心対象が撮像システムの光軸上に位置することを期待して設計される原理であり、したがってそのようなシステムのレンズは軸上に高品質の撮像を提供するように設計されなければならない。実際、軸上の光学性能を向上させるために、通常、視野の端での光学性能の低下が許容される。写真、顕微鏡、天文学はすべて、観察者が少なくとも１つの被写体が光学システムの光軸上の視野の中央に配置されるようにする分野の例である。
【０００４】
対照的に、出願人は、関心のあるすべての被写体が光軸から視野の周辺に向かって離れて配置される場合の用途を考慮した。その結果、出願人は、軸上性能のために最適化された既存のレンズは、軸上性能の不必要な最適化のために部分的に、周辺視野イメージングにあまり適さないことを認識した。したがって、軸上ではなく視野の周辺に位置する被写体を撮像するために最適化された広角レンズを提供することが、最新技術の進歩であると思料する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願の観点の１つによれば、本発明は、視野の周辺の関心領域に配置された物体を撮像するための広角レンズを提供する。本発明による例示的な広角レンズは、被写体から画像空間への光軸に沿った順序で、第１のレンズ要素群、開口絞り、および第１のレンズ要素群を含むことができる。関心領域は、光軸から少なくとも３０度の第１の角度から光軸から少なくとも７５度の第２の角度まで延在する環状円錐であってもよく、第１および第２のレンズ群は、前記関心領域内に配置された物体の撮像のために構成されている。広角レンズは、Ｒ＝１．６７：１〜２．５：１の範囲の前記第１の角度と前記第２の角度の比を有する。特に、前記第１の角度は５０度、第２の角度は１００度であってもよい。前記レンズは、Ｈ／ｈ＞Ｒ、または好ましくはＨ／ｈ≧１．１ｘＲ、またはより好ましくはＨ／ｈ≧１．５ｘＲになるように、前記物体空間の前記第２の角度の光線が光軸から距離Ｈで前記レンズの結像面と交差し、前記物体空間の前記第１の角度の光線が光軸からの距離ｈで前記レンズの結像面と交差するように構成および製造される。前記関心領域の視野の結像面への角度マッピングは実質的に線形である。
【０００６】
第１および第２のレンズ要素群は、前記関心領域内に特定の性能測定基準を有することにより、前記関心領域内に配置された被写体の撮像のために構成される。例えば、第１および第２のレンズ要素群は協働して、以下を提供することができる：関心領域全体にわたる縦球面収差よりも大きい軸上の縦球面収差、軸上の縦球面収差の半分未満の関心領域全体にわたる縦球面収差、関心領域全体のタンジェンシャル光線の像面湾曲より大きい軸上の縦球面収差、および／または、軸上のタンジェンシャル光線の像面湾曲の４分の１未満の関心領域全体のタンジェンシャル光線の像面湾曲。
【０００７】
さらに、第１および第２のレンズ要素群は、以下を提供するために協働する：関心領域のサジタル光線の１８７ｌｐ／ｍｍで少なくとも５５％の変調伝達関数；関心領域のサジタル光線の９３ｌｐ／ｍｍで少なくとも７６％の変調伝達関数；関心領域のタンジェンシャル光線に対して１８７ｌｐ／ｍｍで少なくとも３６％の変調伝達関数、および／または、関心領域のタンジェンシャル光線の９３ｌｐ／ｍｍで少なくとも６５％の変調伝達関数。また、注目すべきは、本発明による例示的な広角レンズは、非球面を使用せずに最適化できることである。第１および第２群のレンズ要素はすべて球面を有することができる。第１のレンズ要素群は４つまたは５つのレンズで構成され、第２のレンズ要素群は４つのレンズで構成される。有効焦点距離は、Ｆ値が２．４以下で１ｍｍ以下である。
【０００８】
別の観点では、本発明は、光軸にまたがる１５０度を超える視野角ＦＯＶと、光軸にまたがる中央半視野角ＦＯＶ１  ／  ２とを有する広角レンズを提供することができる。中央半視野角の角度範囲ＦＯＶ１  ／  ２と視野角ＦＯＶの角度範囲の比は、ＦＯＶ／ＦＯＶ１／２＝２であり、前記レンズは視野のイメージサークルの結像面での直径（Ｄ１）と中央半視野角のイメージサークルの直径（Ｄ１／２）の比は、Ｄ１／Ｄ１／２＞２になるように設計及び配置されたものである。Ｄ１／Ｄ１／２の比はＤ１／Ｄ１／２≧２．２、または好ましくはＤ１／Ｄ１／２≧２．５、またはより好ましくはＤ１／Ｄ１／２≧３の比である。前記レンズは、ＦＯＶ１／２ＦＯＶの間に配置された関心領域を有し、前記関心領域の視野の結像面への角度マッピングは実質的に線形である。さらに、本発明は、本発明の広角レンズを含むカメラシステムを提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の例示的な実施形態の前述の概要および以下の詳細な説明は、添付の図面と併せて読むとさらに理解できるものである。
【図１】図１は、本発明による例示的な８要素レンズを概略的に示すものである。
【図２Ａ】図２Ａ〜２Ｃは、図１のレンズの計算された縦球面収差、像面湾曲、およびｆ−θ歪みをそれぞれ示すものである。
【図２Ｂ】図２Ａ〜２Ｃは、図１のレンズの計算された縦球面収差、像面湾曲、およびｆ−θ歪みをそれぞれ示すものである。
【図２Ｃ】図２Ａ〜２Ｃは、図１のレンズの計算された縦球面収差、像面湾曲、およびｆ−θ歪みをそれぞれ示すものである。
【図３】本発明による例示的な９要素レンズを概略的に示す図である。
【図４Ａ】図４Ａ〜４Ｃは、それぞれ、図３のレンズの計算された縦球面収差、像面湾曲、およびｆ−θ歪みを示している。
【図４Ｂ】図４Ａ〜４Ｃは、それぞれ、図３のレンズの計算された縦球面収差、像面湾曲、およびｆ−θ歪みを示している。
【図４Ｃ】図４Ａ〜４Ｃは、それぞれ、図３のレンズの計算された縦球面収差、像面湾曲、およびｆ−θ歪みを示している。
【図５】図５は、図３のレンズについて計算された変調伝達関数に対する視野を示す。
【００１０】
【図６】図６は、図３のレンズについて計算された多色回折変調伝達関数に対する空間周波数を示す。
【図７】図３のレンズの計算されたスポット図を示す。
【図８】図８は、図３のレンズの焦点変調伝達関数に対する焦点シフトによる計算された多色回折を示している。
【図９】図９は、図３のレンズの結像面対視野の計算された相対照度を示す。
【図１０】図１０は、例示的な画像センサ（検出器）の目標主光線角度と共に、図３のレンズの計算されたレンズ主光線角度対視野を示す図である。
【図１１】図１１は、設計および製造された図３のレンズの視野高さ対視野を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここで図面を参照すると、全体を通して同様の要素に同様の番号が付けられており、図１および図３は、本発明による視野の外側半分に対する性能に最適化された例示的な広角レンズ１００、２００の構成を概略的に示すものである。レンズ１００、２００は、２１０°（光軸の両側で±１０５°）の広い視野を有することが可能で、視野の関心領域内の光学性能に対して最適化されている。具体的には、視野の周辺に配置された被写体を撮像する目的の場合、関心領域は、光軸から５０°で始まり、光軸から１００°まで延びる環状円錐を有してもよい。関心領域外の光学性能、例えば、０°と５０°の間の視野の円錐部は、緩和され、関心領域で見られるものよりも劣った光学性能を有してもよい。例えば、レンズ１００、２００の球面収差は、５０°以下と比較して５０°以上に対して十分に補正され得る。さらに、関心領域外の光学性能の要件を緩和することにより、出願人は、すべての光学面が球面である設計を達成し、非球面に関連する製造の複雑さとコストを回避することができた。
【００１２】
図１のレンズ１００の構成をより詳細に見ると、レンズ１００は、開口絞りＳ１１の被写体側に配置された４つの光学要素Ｌ１〜Ｌ４の第１群と絞りＳ１１の像側に配置された４つの光学要素Ｌ６〜Ｌ９の第２群を含むことができ、これらは表１に示す１次設計特性を有するものである。最初の２つのレンズＬ１、Ｌ２は、被写体側に凸面をもつメニスカス型レンズであり、負パワーを導入して、入射光線の角度を小さくし、光軸に対してより平行にする。オプションで、図１のレンズ１００のレンズＬ４は、表２と図３に示すように、他のすべてのレンズＬ１〜Ｌ３およびＬ６〜Ｌ９が同じままで、２つのレンズ要素Ｌ４ａ、Ｌ５で置き換えることができる。表１、２に記載されている光学ガラスは、米国ニューヨーク州エルムズフォードのショットノースアメリカ社のガラスを指し、Ｎｄは５８７．６ｎｍの波長を参照する。表１、２の環状オレフィンコポリマー「ＣＯＣ」は、ＡＰＥＬ  ＴＭシクロオレフィンコポリマーＡＰＬ５０１４ＣＬ（三井化学株式会社、東京、日本）であってもよい。
【表１】
2020522751.tif 000003
８要素の設計
【表２】
2020522751.tif 000004
９要素の設計
光学性能に関して、本発明による設計は、視野の端まで延びる環状円錐を有する関心領域の性能に焦点を合わせているため、光軸付近の性能が低下する可能性がある。たとえば、一般に定義された収差の点において、図２Ａ、４Ａでは、５０°と１００°との間の関心領域において縦方向球面収差を良好に補正することができるのに対して、４０μｍの軸上の比較的大きな球面収差は許容することができる。特に、縦方向の球面収差は、関心領域で非常によく補正されるため、関心領域の値は軸上に存在する値の４分の１未満になる場合がある。同様に、特にタンジェンシャル光線の像面湾曲は、図２Ｂ、４Ｂのように軸上で比較的大きく、関心領域で最小化される。球面収差と同様に、関心領域のタンジェンシャル光線の像面湾曲は、軸上に存在するものの４分の１未満になる場合がある。特定の理論に束縛されることを意図するものではないが、レンズ２００のレンズ要素Ｌ５およびレンズ要素Ｌ７、Ｌ８を介して高次の像面湾曲を補償することにより３次の像面湾曲を補正できると考えられる。縦方向の球面収差や像面湾曲とは異なり、Ｆ−θ歪みは補正なしで像高とともに増加する可能性があるが、全視野で３４％未満に制限されえる（図２Ｃ、４Ｃ）。
【００１３】
３次収差ではなく変調伝達関数（ＭＴＦ）に関して特定される、関心領域におけるＭＴＦの例示的な目標値は、表３に提供され、それは、結像面で使用される検出器に関連して選択可能である。具体的には、検出器上のピクセルのサイズと間隔により、ＭＴＦ設計ターゲットのナイキスト周波数を確立できる。例えば、ピクセルサイズが１．３４μｍ×１．３４μｍの例示的な検出器（ＯＶ１６８２５  １６メガピクセルＣａｍｅｒａＣｈｉｐ（登録商標）センサー、ＯｍｎｉＶｉｓｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｉｎｃ．、米国カリフォルニア州サンタクララ）の場合、ナイキスト周波数の４分の１が９３ｌｐ／ｍｍに対応し、ナイキスト周波数の半分は１８７ｌｐ／ｍｍに対応する。  ＭＴＦに関する図３のレンズ２００の設計の計算された性能は、図５、６および８、また表４に示されている。スポット図の観点での図３のレンズ２００の設計の性能は図７に示される。さらに、結像面で検出器を適切に照明する能力は、図９の相対照明の観点から示されており、これは８０％の相対照明が１０５°まで維持されることを示している。この結果は、図１０に示す主光線角度の適切な制御と一致し、図１０は、レンズの主光線角度を、視野の６０％にわたってターゲット検出器の主光線角度から±２°に維持できることを示している。
【００１４】
さらに、レンズ２００の設計を含む本発明による設計は、関心領域に（例えば、光軸から５０°で始まり、光軸から１００°まで延びる環状円錐）おいて線形であり、且つ、視野の関心領域がマッピングされるイメージセンサーＳ２０上のピクセル数を最大化する方法で検出器への視野角のマッピングを最適化しようとする。特に、図１１は、関心領域の視野がイメージセンサーＳ２０の視野に実質的に線形にマッピングされ、画像検出器のＨ／ｈ＝２．３７５の比率で、５０°の視野がｈ＝０．４の相対視野高さにマッピングされ、Ｈ＝０．９５の相対フィールド高さで１００°マッピングされることを示している。この領域では、イメージセンサーでカバーされるピクセル数も最適化でき。上記の例示的なセンサーモデルＯＶ１６８２５の場合、５０°から１００°の視野内に約９７０ピクセルが配置されるが、ここでピクセル数はイメージセンサーのピクセルの１．３４μｍｘ１．３４μｍグリッドが編成される２つの直交方向の１つに沿った線に沿ってカウントされるものである。このピクセルサイズの場合、９７０ピクセルは１．３ｍｍ（９７０×１．３４μｍ）に相当する。したがって、５０°と１００°の間の環状の視野は、センサーグリッドの２つの直交軸の１つに沿って取られた約１．３ｍｍの直線距離にマッピングされる。
【００１５】
より一般的には、関心領域は、物体空間内の光軸から第１の角度と第２の角度との間で延び、ここで第２の角度と第１の角度との比はＲであり、Ｒ＝１．６７：１から２．５：１の範囲内であり得る。レンズは、物体空間の第２角度の光線が光軸から距離Ｈでレンズ結像面と交差し、物体空間の第１角度の光線がＨ／ｈ＞Ｒ、または好ましくはＨ／ｈ≧１．１ｘＲ、またはより好ましくはＨ／ｈ≧１．５ｘＲとなるような光軸からの距離ｈでレンズ結像面と交差するように構成および構築することができる。
【００１６】
関心領域の結像面への角度マッピングを指定するための別のメトリックは、全視野ＦＯＶ、および半視野ＦＯＶ１／２（すなわちＦＯＶ／ＦＯＶ１／２＝２）に関して提供される。レンズは、全視野のイメージサークルの結像面での直径（Ｄ１）と中央の半分の視野のイメージサークルの直径（Ｄ１／２）の比が、Ｄ１／Ｄ１／２＞２になるように製造できる。また、Ｄ１／Ｄ１／２≧２．２、または好ましくはＤ１／Ｄ１／２≧２．５、またはより好ましくはＤ１／Ｄ１／２≧３である。例えば、画像センサのピクセルセンサ素子の７５パーセント以上は、５０°と１００°との間の環状視野に対応する画像領域に配置されてもよい。また、関心領域の視野の結像面への角度マッピングは、実質的に線形であり得る。
【表３】
2020522751.tif 000005
ＭＴＦ設計ターゲット値
【表４】
2020522751.tif 000006
９要素設計結果
【表５】
2020522751.tif 000007
【００１７】
【表６】
2020522751.tif 000008
【００１８】
【表７】
2020522751.tif 000009
【００１９】
本発明のこれらおよび他の利点は、前述の明細書から当業者には明らかであろう。したがって、本発明の広範な発明概念から逸脱することなく、上述の実施形態に変更または修正を加えることができることは当業者であれば理解される。本発明は、したがって、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲および精神内にあるすべての変更および修正を含むことを意図する。さらに、添付の特許請求の範囲で使用される場合の「有する」および「からなる」という移行句は、記載されていない追加の請求要素または工程が請求の範囲から除外されるかを定義する。「有する」という用語は、包括的、または記載されていない要素または材料について排除しないことを意図している。「からなる」という用語は、特許請求の範囲で指定されているように、それに関連して使用されるもの以外の要素または材料を除外する。
【図１】
2020522751.tif 000010
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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