镜头系统、相机系统以及摄像系统技术方案

本公开提供一种镜头系统、相机系统以及摄像系统，所述镜头系统是在配置于光轴的矩形的摄像元件进行成像的镜头系统，具备相对于光轴不对称的第1自由曲面透镜。在与光轴相距相对于最短像高的给定比率的长度的圆、和穿过光轴且与摄像元件的长边平行的第1面的交点，第1自由曲面透镜的自由曲面针对与光轴平行的光线具有正的屈光力，在与光轴相距相对于最短像高的给定比率的长度的圆、和穿过光轴且与摄像元件的短边平行的第2面的交点，第1自由曲面透镜的自由曲面针对与光轴平行的光线具有负的屈光力。

Lens system, camera system and camera system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】镜头系统、相机系统以及摄像系统
本公开涉及镜头系统、相机系统以及摄像系统。
技术介绍
由不是中心射影方式的透镜成像的像会从矩形变形，若使用矩形的摄像元件，则光学像和摄像元件不重叠而不被使用的感光面的区域会变多。此外，从被摄体检测/识别的观点出发，要求将远离光轴的周边部的被摄体大幅放大来使其成像在摄像元件上，但比较困难。专利文献1公开了一种通过长方形的图像传感器来摄像全景图像的方法。专利文献1公开了如下内容，即，对于鱼眼物镜而使用圆环透镜，由此使圆形图像变为矩形图像地成像在矩形的摄像元件。在先技术文献专利文献专利文献1：国际公开第03/101599号
技术实现思路
本公开提供一种能够在有效地利用矩形的摄像元件的感光面的区域的同时将远离光轴的周边部的被摄体进行放大的镜头系统、包含该透镜的相机系统以及摄像系统。本公开的镜头系统是在配置于光轴的矩形的摄像元件进行成像的镜头系统，具备相对于光轴不对称的第1自由曲面透镜。第1自由曲面透镜的自由曲面在与光轴相距相对于最短像高的给定比率的长度的圆、和穿过光轴且与摄像元件的长边平行的第1面的交点，针对与光轴平行的光线具有正的屈光力，在与光轴相距相对于最短像高的给定比率的长度的圆、和穿过光轴且与摄像元件的短边平行的第2面的交点，针对与光轴平行的光线具有负的屈光力。本公开的相机系统具备：本公开的上述镜头系统；和矩形的摄像元件，在光轴配置于镜头系统进行成像的位置。本公开的摄像系统具备：本公开的上述镜头系统；矩形的摄像元件，在光轴配置于镜头系统进行成像的位置；和图像处理部，对摄像元件所生成的图像进行处理。在本专利技术中，能够实现一种在成像大致矩形的像的同时将远离光轴的周边部的被摄体进行放大的镜头系统、包含该镜头系统的相机系统以及摄像系统。附图说明图1是示出实施方式1涉及的镜头系统的无限对焦状态的透镜配置图。图2是示出实施方式2涉及的镜头系统的无限对焦状态的透镜配置图。图3是示出实施方式3涉及的镜头系统的无限对焦状态的透镜配置图。图4是实施方式4涉及的相机系统的概要结构图。图5是实施方式5涉及的摄像系统的概要结构图。图6是示出数值实施例1涉及的镜头系统的无限对焦状态的球面像差和像面弯曲的像差图。图7是示出数值实施例1涉及的镜头系统的无限对焦状态的视角与像点的关系的图。图8是示出数值实施例2涉及的镜头系统的无限对焦状态的球面像差和像面弯曲的像差图。图9是示出数值实施例2涉及的镜头系统的无限对焦状态的视角与像点的关系的图。图10是示出数值实施例3涉及的镜头系统的无限对焦状态的球面像差和像面弯曲的像差图。图11是示出数值实施例3涉及的镜头系统的无限对焦状态的视角与像点的关系的图。具体实施方式以下，边适当参照附图边详细地说明实施方式。但是，有时省略必要以上的详细说明。例如，有时省略已经熟知的事项的详细说明、对于实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明变得不必要地冗余，使本领域技术人员容易理解。另外，添加的附图以及以下的说明是为使本领域技术人员充分理解本公开而提供的，并非意图通过这些来限定权利要求书记载的主题。(实施方式1)图1是实施方式1涉及的镜头系统的配置图，表示无限远对焦状态。另外，图1的(a)为YZ剖面，图1的(b)为XZ剖面，表示具有7片透镜元件的镜头系统111、以及具有短边和长边的矩形的摄像元件102。X方向是与摄像元件102的长边平行的方向，Y方向是与摄像元件102的短边方向平行的方向，Z方向是与光轴平行的方向。此外，YZ剖面是包含光轴且与Y方向和Z方向平行的平面。XZ剖面是包含光轴且与X方向和Z方向平行的平面。如图1所示，实施方式1涉及的镜头系统111从物体侧向像面侧依次具备4片透镜元件L1～L4、孔径光圈A、3片透镜元件L5～L7。镜头系统111的成像的位置成为摄像元件102的像面。在图1的(b)中，省略了附图标记。进而，对镜头系统111详细地说明。镜头系统111从物体侧向像面侧依次由使凸面朝向物体侧的负凹凸透镜形状的透镜元件L1、两面由非球面形成且为双凹形状的透镜元件L2、像面侧面由非球面形成且为双凹形状的透镜元件L3、物体侧面由非球面形成且为双凸形状的透镜元件L4、孔径光圈A、物体侧面由非球面形成且为双凸形状的透镜元件L5、像面侧面由非球面形成且使凸面朝向像面侧的负凹凸透镜形状的透镜元件L6、和双凸形状的透镜元件L7构成。透镜元件L5和透镜元件L6被接合。在此，透镜元件L1为第1透镜元件的一例，透镜元件L2为第2透镜元件的一例。在镜头系统111中，透镜元件L3是物体侧面为XY多项式的自由曲面，透镜元件L7是物体侧和像面侧的两面为XY多项式的自由曲面。在图1中，对自由曲面标注*标记。在此，透镜元件L3为第1自由曲面透镜的一例，透镜元件L7为第2自由曲面透镜的一例。透镜元件L3的物体侧的自由曲面在与光轴相距最短像高的90％以上的长度的各个圆、和穿过光轴且与摄像元件的长边平行的XZ面(第1面)的交点，针对与光轴平行的光线具有正的屈光力，在与光轴相距最短像高的90％以上的长度的各个圆、和穿过光轴且与摄像元件的短边平行的YZ面(第2面)的交点，针对与光轴平行的光线具有负的屈光力。关于各透镜元件的面数据将后述。另外，自由曲面透镜以及非球面透镜的面的形状通过Y方向的光轴附近(顶点)处的形状来表现。(实施方式2)图2为实施方式2涉及的镜头系统的配置图。图2的(a)为YZ剖面，图2的(b)为XZ剖面，表示由7片透镜元件构成的镜头系统121、以及具有短边和长边的矩形的摄像元件102。在图2的(b)中，省略了附图标记。实施方式2的镜头系统121与实施方式1的镜头系统111相比较，透镜元件的片数、以及配置顺序相同，透镜元件L5和透镜元件L6的种类以及各镜头系统元件L1～L7的面数据不同。关于透镜元件L5以及透镜元件L6，两面由非球面形成。关于面数据的不同点将后述。在镜头系统121中，透镜元件L1为第1透镜元件的一例，透镜元件L2为第2透镜元件的一例，透镜元件L3为第1自由曲面透镜的一例，透镜元件L7为第2自由曲面透镜的一例。在实施方式2的镜头系统121中，透镜元件L3的物体侧的自由曲面在与光轴相距最短像高的60％以上的长度的各个圆、和穿过光轴且与摄像元件的长边平行的XZ面(第1面)的交点，针对与光轴平行的光线具有正的屈光力，在与光轴相距最短像高的60％以上的长度的各个圆、和穿过光轴且与摄像元件的短边平行的YZ面(第2面)的交点，针对与光轴平行的光线具有负的屈光力。(实施方式3)图3为实施方式3涉及的镜头系统的配置图。图3的(a)为YZ剖面，图3的(b)为XZ剖面，表示具有7片透镜元件的镜头系统131、以及具有短边和长边的矩形的摄像元件102。在图3的(b)中，省略了附图标记。实施方式3的镜头系统131与实施方式1的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镜头系统，在配置于光轴的矩形的摄像元件进行成像，/n所述镜头系统具备相对于所述光轴不对称的第1自由曲面透镜，/n在与所述光轴相距相对于最短像高的给定比率的长度的圆、和穿过所述光轴且与所述摄像元件的长边平行的第1面的交点，所述第1自由曲面透镜的自由曲面针对与所述光轴平行的光线具有正的屈光力，/n在与所述光轴相距相对于最短像高的给定比率的长度的圆、和穿过所述光轴且与所述摄像元件的短边平行的第2面的交点，所述第1自由曲面透镜的自由曲面针对与所述光轴平行的光线具有负的屈光力。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170613 JP 2017-1155481.一种镜头系统，在配置于光轴的矩形的摄像元件进行成像，
所述镜头系统具备相对于所述光轴不对称的第1自由曲面透镜，
在与所述光轴相距相对于最短像高的给定比率的长度的圆、和穿过所述光轴且与所述摄像元件的长边平行的第1面的交点，所述第1自由曲面透镜的自由曲面针对与所述光轴平行的光线具有正的屈光力，
在与所述光轴相距相对于最短像高的给定比率的长度的圆、和穿过所述光轴且与所述摄像元件的短边平行的第2面的交点，所述第1自由曲面透镜的自由曲面针对与所述光轴平行的光线具有负的屈光力。


2.根据权利要求1所述的镜头系统，其中，
所述给定比率为60％～100％。


3.根据权利要求1或2所述的镜头系统，其中，
所述镜头系统具有孔径光圈，
所述第1自由曲面透镜位于比所述孔径光圈更靠物体侧。


4.根据权利要求3所述的镜头系统，其中，
在比所述孔径光圈更靠像面侧具有第2自由曲面透镜。


5.根据权利要求4所述的镜头系统，其中，
所述第2自由曲面透镜配置在最靠像面侧，并且物体侧和像面侧的两面为自由曲面。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的镜头系统，其中，
从物体侧起依次具有第1透镜元件和第2透镜元件，所述第1透镜元件是在物体侧为凸形状且具有负的光焦度的凹凸透镜，所述第2透镜元件具有负的光焦度。


7.根据权利要求6所述的镜头系统，其中，
所述第1自由曲面透镜配置在所述第2透镜元件的像面侧，并且至少物体侧为自由曲面。


8.根据权利要求1～7中任一项所述的镜头系统，其中，
至少具有3个以上的相对于所述光轴旋转对称的透镜元件。


9.根据权利要求1所述的镜头系统，其中，
满足以下的条件(1)：
ωLONG＞60°(1)
在此，
ωLONG：摄像元件的长边方向的最大半视角。


10.根据权利要求1所述的镜头系统，其中，
满足以下的条件(2)：
1＜DLSHORT/DSSHORT(2)
在此，
DLSHORT：相对于与摄像元件的短边方向的最大半视角相等的视角的摄像元件的长边方向的入射光的像点、和相对于与摄像元件垂直的入射光的像点的长边方向的最大距离；
DSSHORT：相对于摄像元件的短边方向的最大半视角的入射光的像点和相对于与摄像元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：松村善夫，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP