JP3559623B2 - 結像レンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤや撮像管等を用いたビデオカメラや銀塩フィルム上に被写体画像を形成するカメラ等の各種カメラに使用される結像レンズに関し、特に紫外線領域において使用する場合に好適な結像レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紫外線領域において使用されるレンズでは、光透過率を良好なものとしようとすると、硝材が極めて限定され、結局蛍石や石英の結晶からなる硝材を用いる場合が大半であった。
【０００３】
このような限られた硝材を用いたレンズでは、レンズ形成材料の分散の差を大とすることが難しいことから色収差を低減することが難しく、また上記結晶の屈折率の低さからペッツバール和が大きくなる傾向にあるため、顕微鏡対物レンズのような画角の狭いレンズとして使用されることが多く、カメラ用のレンズとしては必ずしも適切とはいえなかった。さらに結晶構造によっては曲率半径の小さな面を精度良く形成することが難しく、また凸面しか研磨できないという問題もあり、収差補正をさらに難しくしていた。
これらの問題を改善するために、特開昭４８−３４５３１に記載の結像レンズが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報記載の結像レンズでは画角が２９度と従来のものに比べて広くなってはいるものの、必ずしも十分とはいえず、明るさの面でも不十分であり、さらにペッツバール和の補正も不十分である。また、色収差補正の面でも不十分であり、特に紫外線領域で補正不足となっている。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、レンズ形成材料として、屈折率が低く、使用波長帯における分散の差が小さい複数の硝材を使用する場合において、画角が広く明るいレンズであって、色収差補正を良好なものとすることができるとともに、ペッツバール和も小さくおさえることのできる結像レンズを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の第１の結像レンズは、物体側から、正の第１レンズ、負の第２レンズ、負の第３レンズおよび正の第４レンズをこの順に配列してなる第１レンズ群と、
２枚以上のレンズから構成してなる第２レンズ群とが物体側からこの順に配列されてなり、
各レンズを形成する材料の分散の差が０．００５５より小さくなるように、かつ下記各条件式を満足するように構成されてなることを特徴とする結像レンズ。
−０．２＜Ｆ／Ｆ１＜１．０ …（１）
−０．１＜Ｆ／Ｆ２＜１．４ …（２）
０．８＜Ｆ／ｆａ＜２．０ …（３）
０．５＜｜Ｆ／ｆｂ｜＜１．５ …（４）
１．６＜｜Ｆ／ｆｃ｜＜３．０ …（５）
１．０＜Ｆ／ｆｄ＜２．５ …（６）
【０００７】
本発明の第２の結像レンズは、群全体として負の第１レンズ群と、
物体側から、正の第１レンズ、負の第２レンズ、負の第３レンズおよび正の第４レンズをこの順に配列してなる第２レンズ群と、
２枚以上のレンズから構成され、最も像側のレンズが負レンズとされてなる第３レンズ群とが物体側からこの順に配列されてなり、
各レンズを形成する材料の分散の差が０．００５５より小さくなるように、かつ下記各条件式を満足するように構成されてなることを特徴とするものである。
−０．６＜Ｆ／Ｆ１＜０．０ …（７）
０．０＜Ｆ／Ｆ２＜１．４ …（８）
−０．６＜Ｆ／Ｆ３＜１．５ …（９）
０．８＜Ｆ／ｆａ＜２．０ …（１０）
０．０＜｜Ｆ／ｆｂ｜＜１．５ …（１１）
１．４＜｜Ｆ／ｆｃ｜＜３．０ …（１２）
１．０＜Ｆ／ｆｄ＜２．５ …（１３）
また、本発明の第２の結像レンズにおいて、前記第３レンズ群は、物体側から順に正レンズおよび負レンズからなる２枚構成、または、物体側から順に正レンズ、正レンズおよび負レンズからなる３枚構成とされていることが好ましい。
【０００８】
ただし、上記条件式（１）〜（１３）において、
Ｆ ：全体の焦点距離
Ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
Ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
Ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ｆａ：第１の結像レンズにおける第１レンズ群もしくは第２の結像レンズにおける第２レンズ群の物体側正レンズの焦点距離
ｆｂ：第１の結像レンズにおける第１レンズ群もしくは第２の結像レンズにおける第２レンズ群の物体側負レンズの焦点距離
ｆｃ：第１の結像レンズにおける第１レンズ群もしくは第２の結像レンズにおける第２レンズ群の像側負レンズの焦点距離
ｆｄ：第１の結像レンズにおける第１レンズ群もしくは第２の結像レンズにおける第２レンズ群の像側正レンズの焦点距離
【０００９】
また、上記２つの結像レンズにおいては、各レンズを形成する材料の、波長３００〜８００ｎｍの光に対する光透過率が、該材料の厚さを１０ｍｍとしたときに、５０％以上となるように設定するのが望ましい。
特に、上記各レンズを形成する材料を蛍石および石英とし、上記第１の結像レンズにおける第１レンズ群もしくは上記第２の結像レンズにおける第２レンズ群を構成するレンズのうち前記第１レンズおよび第４レンズは蛍石から、前記第２レンズおよび第３レンズは石英から形成するのが望ましい。
【００１０】
なお、本願明細書において上記レンズを形成する材料の分散とは、以下のように表される。
レンズ材料の分散＝ＮＦ−ＮＣ
ただし、ＮＦ：Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）に対するレンズ材料の屈折率
ＮＣ：Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）に対するレンズ材料の屈折率
また、上記第１の結像レンズにおける、第１レンズ群を構成する４枚のレンズおよび上記第２の結像レンズにおける、第２レンズ群を構成する４枚のレンズは、これら４枚のレンズのうち２枚以上が互いに接合された状態とされていてもよいし、４枚の全てが互いに分離された状態とされていてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、以下に８つの実施例について具体的に説明するが、各実施例に各々対応する図面の説明において同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明については省略する。
【００１２】
＜実施例１＞
この実施例１の結像レンズは、図１に示すように、物体側から、正の第１レンズＬ１、負の第２レンズＬ２、負の第３レンズＬ３および正の第４レンズＬ４をこの順に配列してなる第１レンズ群と、
３枚のレンズＬ５、Ｌ６、Ｌ７から構成してなる第２レンズ群とが物体側からこの順に配列されてなり、
各レンズＬ１〜Ｌ７を形成する材料の分散の差が０．００５５より小さくなるように、かつ下記各条件式を満足するように構成されてなる。
−０．２＜Ｆ／Ｆ１＜１．０ …（１）
−０．１＜Ｆ／Ｆ２＜１．４ …（２）
０．８＜Ｆ／ｆａ＜２．０ …（３）
０．５＜｜Ｆ／ｆｂ｜＜１．５ …（４）
１．６＜｜Ｆ／ｆｃ｜＜３．０ …（５）
１．０＜Ｆ／ｆｄ＜２．５ …（６）
【００１３】
ただし、Ｆ ：全体の焦点距離
Ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
Ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆａ：第１レンズ群物体側正レンズの焦点距離
ｆｂ：第１レンズ群物体側負レンズの焦点距離
ｆｃ：第１レンズ群像側負レンズの焦点距離
ｆｄ：第１レンズ群像側正レンズの焦点距離
【００１４】
なお、物体側から光軸Ｘに沿って入射した光束は結像面１上の結像位置Ｐに結像される。また、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の間には絞りｉが配されており、レンズ系の結像面側にはカバ−ガラス２が配されている。
ここで、第１レンズＬ１および第４レンズＬ４は物体側に強い曲率の面を向けた両凸レンズ、第２レンズＬ２ および第３レンズＬ３ は像面側に強い曲率の面を向けた両凹レンズ、第５レンズＬ５および第６レンズＬ６は物体側に強い曲率の面を向けた両凸レンズ、第７レンズＬ７は物体側に強い曲率の面を向けた両凹レンズである。
【００１５】
次に、上記条件式（１）〜（６）について説明する。
上記条件式（１）において、Ｆ／Ｆ１が下限を下回ると、第１レンズ群の負のパワーが強まるので、第２レンズ群における収差補正にレンズ枚数を要し、色収差補正が不十分となる。一方、Ｆ／Ｆ１が上限を上回ると、第１レンズ群の正のパワーが強まり、凸面の曲率半径が小さくなり過ぎるので、収差補正やレンズの面精度を確保することが困難となり、またバックフォーカスも短くなる。そこで、本実施例においては、このＦ／Ｆ１の値を表９に示すように０．１０に設定することで条件式（１）を満足させ、収差補正、特に色収差補正を良好とし、レンズ枚数の削減およびレンズの面精度の確保を可能としている。
【００１６】
また、この結像レンズにおいては、軸上光線高の低い第２レンズ群でペッツバール和の補正を行っているが、上記条件式（２）において、Ｆ／Ｆ２が上限を上回ると、第２レンズ群の正のパワーが強まり、ペッツバール和が大きくなるので像面補正が難しくなる。また下限を下回ると、第２レンズ群の負のパワーが強まるので、コマ収差や歪曲を補正することが難しくなる。そこで、本実施例においては、このＦ／Ｆ２の値を表９に示すように０．９４に設定することで条件式（２）を満足させ、収差補正、特に像面、コマ収差あるいは歪曲の収差補正を良好とし、さらに所定のバックフォ−カス長を確保している。
【００１７】
また、第１レンズ群は、主に色収差や球面収差を補正しているが、条件式（３），（４），（５），（６）の上限を上回るとそのレンズのパワーが強くなり過ぎ、レンズ面の曲率半径が小さくなり過ぎるため、球面収差補正の良好性や面精度を確保することが難しくなる。一方、上記各条件式の下限を下回るとそのレンズのパワーが弱くなり過ぎるため、色収差の補正が不足する。そこで、本実施例においては、このＦ／ｆａ、｜Ｆ／ｆｂ｜、｜Ｆ／ｆｃ｜およびＦ／ｆｄの値を表９に示すように、各々１．１４、０．９６、２．０６および１．７０に設定することで条件式（３），（４），（５），（６）を満足させ、収差補正、特に球面収差や色収差の補正を良好とし、さらにレンズの面精度の確保を可能としている。
【００１８】
また、紫外線領域の光透過率が良好な蛍石あるいは石英等の結晶をレンズ形成材料として用いることができるが、これらのような分散の差が小さいレンズ形成材料から各レンズを形成した場合であっても、諸収差を良好なものとすることができる。
また、各レンズを形成する材料として、波長３００〜８００ｎｍの光に対する光透過率が、該材料の厚さを１０ｍｍとしたときに、５０％以上となるようなものを選択すれば、紫外線領域から可視光領域に亘り好適に使用可能なレンズを形成することが可能である。
【００１９】
次に、この実施例１における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ）、各レンズのｉ線における屈折率Ｎを下記表１に示す。
ただし、この表１および後述する表２〜８において、各記号ｒ，ｄ，Ｎ に対応させた数字は物体側から順次増加するようになっている。
また、この実施例１における結像レンズのＦナンバおよび半画角ωは各々２．５０ および１７．３°である。
【００２０】
【表１】
【００２１】
＜実施例２＞
実施例２の結像レンズについて図２を用いて説明する。
この実施例２の結像レンズは、上記実施例１の結像レンズとほぼ同様の７枚レンズ構成とされているが、主として、第２レンズＬ２ および第３レンズＬ３が物体側に強い曲率の面を向け、第３レンズＬ３および第４レンズＬ４が接合されている点で上記実施例１のものとは異なっている。
なお、前述した条件式（１）〜（６）は全て満足されており、各々の値は表９に示す如く設定されている。
【００２２】
また、この実施例２における結像レンズのＦナンバおよび半画角ωは各々２．５０
および１７．３°である。
この実施例２における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ ）および各レンズのｉ線における屈折率Ｎ を下記表２に示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】
＜実施例３＞
実施例３の結像レンズについて図３を用いて説明する。
この実施例３の結像レンズは、上記実施例１の結像レンズとほぼ同様のレンズ構成とされているが、主として、第２レンズ群が２枚のレンズＬ５、Ｌ６で構成されており、第２レンズＬ２ が物体側に強い曲率の面を向けている点で上記実施例１のものとは異なっている。
なお、前述した条件式（１）〜（６）は全て満足されており、各々の値は表９に示す如く設定されている。
【００２５】
また、この実施例３における結像レンズのＦナンバおよび半画角ωは各々２．５０および１７．４°である。
この実施例３における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ ）および各レンズのｉ線における屈折率Ｎ を下記表３に示す。
【００２６】
【表３】
【００２７】
＜実施例４＞
実施例４の結像レンズについて図４を用いて説明する。
この実施例４の結像レンズは、上記実施例１の結像レンズとほぼ同様の７枚レンズ構成とされているが、主として、第２レンズＬ２ が物体側に強い曲率の面を向け、第１レンズ Ｌ１ および第２レンズＬ２が接合されている点で上記実施例１のものとは異なっている。
なお、前述した条件式（１）〜（６）は全て満足されており、各々の値は表９に示す如く設定されている。
【００２８】
また、この実施例４における結像レンズのＦナンバおよび半画角ωは各々２．５０および１７．４°である。
この実施例４における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ ）および各レンズのｉ線における屈折率Ｎ を下記表４に示す。
【００２９】
【表４】
【００３０】
＜実施例５＞
実施例５の結像レンズについて図５を用いて説明する。
この実施例５の結像レンズは、上記実施例１の結像レンズとほぼ同様の７枚レンズ構成とされているが、主として、第３レンズＬ３が物体側に強い曲率の面を向けている点で上記実施例１のものとは異なっている。
なお、前述した条件式（１）〜（６）は全て満足されており、各々の値は表９に示す如く設定されている。
【００３１】
また、この実施例５における結像レンズのＦナンバおよび半画角ωは各々２．５０および１７．７°である。
この実施例５における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ ）および各レンズのｉ線における屈折率Ｎ を下記表５に示す。
【００３２】
【表５】
【００３３】
＜実施例６＞
実施例６の結像レンズについて図６を用いて説明する。
この実施例６の結像レンズは、図６に示すように、負の単レンズＬ１からなる第１レンズ群と、
物体側から、正の第２レンズＬ２、負の第３レンズＬ３、負の第４レンズＬ４および正の第５レンズＬ５をこの順に配列してなる第２レンズ群と、
３枚のレンズＬ６、Ｌ７、Ｌ８から構成してなる第３レンズ群とが物体側からこの順に配列されてなり、
各レンズＬ１〜Ｌ８を形成する材料の分散の差が０．００５５より小さくなるように、かつ下記各条件式を満足するように構成されてなる。
−０．６＜Ｆ／Ｆ１＜０．０ …（７）
０．０＜Ｆ／Ｆ２＜１．４ …（８）
−０．６＜Ｆ／Ｆ３＜１．５ …（９）
０．８＜Ｆ／ｆａ＜２．０ …（１０）
０．０＜｜Ｆ／ｆｂ｜＜１．５ …（１１）
１．４＜｜Ｆ／ｆｃ｜＜３．０ …（１２）
１．０＜Ｆ／ｆｄ＜２．５ …（１３）
【００３４】
ただし、Ｆ ：全体の焦点距離
Ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
Ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
Ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ｆａ：第２レンズ群物体側正レンズの焦点距離
ｆｂ：第２レンズ群物体側負レンズの焦点距離
ｆｃ：第２レンズ群像側負レンズの焦点距離
ｆｄ：第２レンズ群像側正レンズの焦点距離
【００３５】
なお、物体側から光軸Ｘに沿って入射した光束は結像面１上の結像位置Ｐに結像される。また、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の間には絞りｉが配されており、レンズ系の結像面側にはカバ−ガラス２が配されている。
ここで、第１レンズＬ１は物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、第２レンズＬ２は物体側に凸面を向けた平凸レンズ、第３レンズＬ３は物体側に強い曲率の面を向けた両凹レンズ、第４レンズＬ４は像面側に強い曲率の面を向けた両凹レンズ、第５レンズＬ５は物体側に強い曲率の面を向けた両凸レンズ、第６レンズＬ６および第７レンズＬ７は物体側に強い曲率の面を向けた両凸レンズ、第８レンズＬ８は像面側に強い曲率の面を向けた両凹レンズである。
【００３６】
次に、上記条件式（７）〜（１３）について説明する。
まず、条件式（７）において、Ｆ／Ｆ１が下限を下回ると、第１レンズ群の負のパワーが弱まるので、第２レンズ群に入射する軸上光線高が高くなり球面収差などの収差補正が難しくなる。一方、上限を上回ると第１レンズ群の正のパワーが強まるので、第２レンズ群に入射する軸上光線高が低くなって第２レンズ群での色収差補正が難しくなり、またバックフォーカスも短くなってしまう。そこで、本実施例においては、このＦ／Ｆ１の値を表１０に示すように−０．２２に設定することで条件式（７）を満足させ、球面収差や色収差などの収差補正を良好なものとし、またバックフォーカスが長くとれるようにしている。
【００３７】
また、上記条件式（８）において、Ｆ／Ｆ２が下限を下回ると、第２レンズ群の負のパワーが強まるので、第３レンズ群における収差補正にレンズ枚数を要し、色収差補正が不十分となる。一方、Ｆ／Ｆ２が上限を上回ると、第２レンズ群の正のパワーが強まり、凸面の曲率半径が小さくなり過ぎるので、収差補正やレンズの面精度を確保することが困難となり、またバックフォーカスも短くなる。そこで、本実施例においては、このＦ／Ｆ２の値を表１０に示すように０．２２に設定することで条件式（８）を満足させ、収差補正、特に色収差補正を良好とし、レンズ枚数の削減およびレンズの面精度の確保を可能としている。
【００３８】
また、この結像レンズにおいては、軸上光線高の低い第３レンズ群でペッツバール和の補正を行っているが、上記条件式（９）において、Ｆ／Ｆ３が上限を上回ると、第３レンズ群の正のパワーが強まるので、ペッツバール和が大きくなり像面補正が難しくなる。また下限を下回ると、第３レンズ群の負のパワーが強まるので、コマ収差や歪曲を補正することが難しくなる。そこで、本実施例においては、このＦ／Ｆ３の値を表１０に示すように１．０１に設定することで条件式（９）を満足させ、収差補正、特に像面、コマ収差あるいは歪曲の収差補正を良好とし、さらにバックフォーカスの確保を可能としている。
【００３９】
また、第２レンズ群は、主に色収差や球面収差を補正しているが、条件式（１０），（１１），（１２），（１３）の上限を上回るとそのレンズのパワーが強くなり過ぎ、レンズ面の曲率半径が小さくなり過ぎるため、球面収差補正の良好性や面精度を確保することが難しくなる。一方、上記各条件式の下限を下回るとそのレンズのパワーが弱くなりすぎるため、色収差の補正が不足する。そこで、本実施例においては、このＦ／ｆａ、｜Ｆ／ｆｂ｜、｜Ｆ／ｆｃ｜およびＦ／ｆｄの値を表１０に示すように、各々１．０９、１．１８、１．８０および１．７４に設定することで条件式（１０），（１１），（１２），（１３）を満足させ、収差補正、特に球面収差や色収差の補正を良好とし、さらにレンズの面精度の確保を可能としている。
【００４０】
また、上記実施例１〜実施例５と同様に、紫外線領域の光透過率が良好な蛍石あるいは石英等の結晶をレンズ形成材料として用いることができるが、このように分散の差が小さいレンズ形成材料から各レンズを形成した場合であっても、諸収差を良好なものとすることができ、さらに、各レンズを形成する材料として、波長３００〜８００ｎｍの光に対する光透過率が、該材料の厚さを１０ｍｍとしたときに、５０％以上となるようなものを選択すれば、紫外線領域から可視光領域に亘り好適に使用可能なレンズを形成することが可能である。
また、この実施例６における結像レンズのＦナンバおよび半画角ωは各々２．５０
および１７．６°である。
【００４１】
この実施例６における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ ）および各レンズのｉ線における屈折率Ｎ を下記表６に示す。
【００４２】
【表６】
【００４３】
＜実施例７＞
実施例７の結像レンズについて図７を用いて説明する。
この実施例７の結像レンズは、上記実施例６の結像レンズとほぼ同様のレンズ構成とされているが、主として、第１レンズ群が２枚のレンズＬ１、Ｌ２で構成されている点で上記実施例６のものとは異なっている。
なお、前述した条件式（７）〜（１３）は全て満足されており、各々の値は表１０に示す如く設定されている。
【００４４】
また、この実施例７における結像レンズのＦナンバおよび半画角ωは各々２．５０
および１７．７°である。
この実施例７における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ ）、および各レンズのｉ線における屈折率Ｎ を下記表７に示す。
【００４５】
【表７】
【００４６】
＜実施例８＞
実施例８の結像レンズについて図８を用いて説明する。
この実施例８の結像レンズは、上記実施例６の結像レンズとほぼ同様のレンズ構成とされているが、主として、第１レンズ群が２枚のレンズＬ１、Ｌ２で構成されており、第３レンズ群が２枚のレンズＬ７、Ｌ８で構成されている点で上記実施例６のものとは異なっている。
なお、前述した条件式（７）〜（１３）は全て満足されており、各々の値は表１０に示す如く設定されている。
【００４７】
また、この実施例８における結像レンズのＦナンバおよび半画角ωは各々２．５０
および１７．７°である。
この実施例８における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ ）、および各レンズのｉ線における屈折率Ｎ を下記表８に示す。
【００４８】
【表８】
【００４９】
なお、実施例１〜８に対応させてその各収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差および倍率色収差の収差図）を各々図９〜１６に示す。なお、この収差図においてωは半画角を示す。これら図９〜１６から明らかなように、上述した各実施例によれば、前述した各収差を全て良好なものとすることができる。
また、各球面収差図においては ｉ線、ｇ線、ｅ線およびＣ線に対する収差が、また各倍率色収差図においてはｉ線に対するｇ線、ｅ線、Ｃ線の収差が示されている。さらに、各非点収差図には、サジタル（Ｓ）像面およびタンジェンシャル（Ｔ）像面に対する収差が示されている。なお、球面収差、非点収差および倍率色収差におけるグラフ各線の説明を図９に示し、図１０〜１６については、それと同様であることから説明を省略する。
【００５０】
次に、図１７は、蛍石と石英の透過率特性を示すグラフである。本図には、該材料の他に、一般的なレンズ硝材であるＢＫ−７とＦ−２も示されている。本実施例で用いた蛍石や石英は、ともに紫外線領域における透過率が良好で、波長３００〜４００ｎｍにおいて厚さを１０ｎｍとしたときに、透過率が８０％以上とされる。また、図１７には示されていないが、波長４００〜８００ｎｍの光に対しても８０％以上の透過率を有している。実際には、波長３００〜８００ｎｍにおいて５０％以上の透過率を有していれば、紫外線領域から可視光領域まで好適に使用可能なレンズを構成することができる。
【００５１】
また、一般に、レンズ系を構成する数種のレンズ材料の分散の差が小さいほど色収差の補正は困難となる。レンズ材料として最も一般的なＢＫ−７とＦ−２の分散の差は０．００９０程度であるが、分散の差が０．００５５より小さくなると色収差の補正は非常に難しくなる。
本実施例で用いた蛍石（分散＝０．００４５６７）と石英（分散＝０．００６７６０）にあっても、その分散の差は約０．００２２と極めて小さい。しかし、本実施例の結像レンズは、このような色収差補正が困難な条件下においても、十分良好に色収差を補正することができ、なおかつ、他の諸収差も良好に補正することができ、優れた特性を示している。
【００５２】
なお、本発明の結像レンズとしては、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率ｒおよびレンズ間隔（もしくはレンズ厚）ｄを適宜変更することが可能である。
なお、本発明の結像レンズに使用できるレンズ材料は蛍石や石英に限られるものではなく、他のレンズ材料であっても、条件式（１）〜（６）もしくは条件式（７）〜（１３）を満足するとともに、分散の差が０．００５５より小さい数種類のレンズ材料を用いて良好に諸収差を補正することができる。
【表９】
【表１０】
【００５３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明した通り、本発明の結像レンズによれば、分散の差が小さいレンズ材料を用いながらも、明るく、広い画角を有するものとすることができる。また、色収差補正を良好とすることができ、さらにペッツバール和も十分低く抑えることができるので、諸収差が良好に補正されたものとすることができる。これにより、紫外線領域における透過率が良好ではあるが、分散の差が小さいレンズ材料、例えば、石英と蛍石を用いても、良好な特性を示す結像レンズを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図２】本発明の実施例２に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図３】本発明の実施例３に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図４】本発明の実施例４に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図５】本発明の実施例５に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図６】本発明の実施例６に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図７】本発明の実施例７に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図８】本発明の実施例８に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図９】実施例１に係るレンズの各収差図
【図１０】実施例２に係るレンズの各収差図
【図１１】実施例３に係るレンズの各収差図
【図１２】実施例４に係るレンズの各収差図
【図１３】実施例５に係るレンズの各収差図
【図１４】実施例６に係るレンズの各収差図
【図１５】実施例７に係るレンズの各収差図
【図１６】実施例８に係るレンズの各収差図
【図１７】蛍石および石英の光透過率を示すグラフ
【符号の説明】
Ｌ１ 〜Ｌ９ レンズ
ｒ１ 〜ｒ２０ レンズ面あるいはカバ−ガラス面の曲率半径
ｄ１ 〜ｄ１９ レンズ面間隔（レンズ厚）
Ｘ 光軸
Ｐ 結像位置
ｉ 絞り
１ 結像面
２ カバ−ガラス
【表９】
【表１０】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤや撮像管等を用いたビデオカメラや銀塩フィルム上に被写体画像を形成するカメラ等の各種カメラに使用される結像レンズに関し、特に紫外線領域において使用する場合に好適な結像レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紫外線領域において使用されるレンズでは、光透過率を良好なものとしようとすると、硝材が極めて限定され、結局蛍石や石英の結晶からなる硝材を用いる場合が大半であった。
【０００３】
このような限られた硝材を用いたレンズでは、レンズ形成材料の分散の差を大とすることが難しいことから色収差を低減することが難しく、また上記結晶の屈折率の低さからペッツバール和が大きくなる傾向にあるため、顕微鏡対物レンズのような画角の狭いレンズとして使用されることが多く、カメラ用のレンズとしては必ずしも適切とはいえなかった。さらに結晶構造によっては曲率半径の小さな面を精度良く形成することが難しく、また凸面しか研磨できないという問題もあり、収差補正をさらに難しくしていた。
これらの問題を改善するために、特開昭４８−３４５３１に記載の結像レンズが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報記載の結像レンズでは画角が２９度と従来のものに比べて広くなってはいるものの、必ずしも十分とはいえず、明るさの面でも不十分であり、さらにペッツバール和の補正も不十分である。また、色収差補正の面でも不十分であり、特に紫外線領域で補正不足となっている。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、レンズ形成材料として、屈折率が低く、使用波長帯における分散の差が小さい複数の硝材を使用する場合において、画角が広く明るいレンズであって、色収差補正を良好なものとすることができるとともに、ペッツバール和も小さくおさえることのできる結像レンズを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の第１の結像レンズは、物体側から、正の第１レンズ、負の第２レンズ、負の第３レンズおよび正の第４レンズをこの順に配列してなる第１レンズ群と、
２枚以上のレンズから構成してなる第２レンズ群とが物体側からこの順に配列されてなり、
各レンズを形成する材料の分散の差が０．００５５より小さくなるように、かつ下記各条件式を満足するように構成されてなることを特徴とする結像レンズ。
−０．２＜Ｆ／Ｆ１＜１．０ …（１）
−０．１＜Ｆ／Ｆ２＜１．４ …（２）
０．８＜Ｆ／ｆａ＜２．０ …（３）
０．５＜｜Ｆ／ｆｂ｜＜１．５ …（４）
１．６＜｜Ｆ／ｆｃ｜＜３．０ …（５）
１．０＜Ｆ／ｆｄ＜２．５ …（６）
【０００７】
本発明の第２の結像レンズは、群全体として負の第１レンズ群と、
物体側から、正の第１レンズ、負の第２レンズ、負の第３レンズおよび正の第４レンズをこの順に配列してなる第２レンズ群と、
２枚以上のレンズから構成され、最も像側のレンズが負レンズとされてなる第３レンズ群とが物体側からこの順に配列されてなり、
各レンズを形成する材料の分散の差が０．００５５より小さくなるように、かつ下記各条件式を満足するように構成されてなることを特徴とするものである。
−０．６＜Ｆ／Ｆ１＜０．０ …（７）
０．０＜Ｆ／Ｆ２＜１．４ …（８）
−０．６＜Ｆ／Ｆ３＜１．５ …（９）
０．８＜Ｆ／ｆａ＜２．０ …（１０）
０．０＜｜Ｆ／ｆｂ｜＜１．５ …（１１）
１．４＜｜Ｆ／ｆｃ｜＜３．０ …（１２）
１．０＜Ｆ／ｆｄ＜２．５ …（１３）
また、本発明の第２の結像レンズにおいて、前記第３レンズ群は、物体側から順に正レンズおよび負レンズからなる２枚構成、または、物体側から順に正レンズ、正レンズおよび負レンズからなる３枚構成とされていることが好ましい。
【０００８】
ただし、上記条件式（１）〜（１３）において、
Ｆ ：全体の焦点距離
Ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
Ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
Ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ｆａ：第１の結像レンズにおける第１レンズ群もしくは第２の結像レンズにおける第２レンズ群の物体側正レンズの焦点距離
ｆｂ：第１の結像レンズにおける第１レンズ群もしくは第２の結像レンズにおける第２レンズ群の物体側負レンズの焦点距離
ｆｃ：第１の結像レンズにおける第１レンズ群もしくは第２の結像レンズにおける第２レンズ群の像側負レンズの焦点距離
ｆｄ：第１の結像レンズにおける第１レンズ群もしくは第２の結像レンズにおける第２レンズ群の像側正レンズの焦点距離
【０００９】
また、上記２つの結像レンズにおいては、各レンズを形成する材料の、波長３００〜８００ｎｍの光に対する光透過率が、該材料の厚さを１０ｍｍとしたときに、５０％以上となるように設定するのが望ましい。
特に、上記各レンズを形成する材料を蛍石および石英とし、上記第１の結像レンズにおける第１レンズ群もしくは上記第２の結像レンズにおける第２レンズ群を構成するレンズのうち前記第１レンズおよび第４レンズは蛍石から、前記第２レンズおよび第３レンズは石英から形成するのが望ましい。
【００１０】
なお、本願明細書において上記レンズを形成する材料の分散とは、以下のように表される。
レンズ材料の分散＝ＮＦ−ＮＣ
ただし、ＮＦ：Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）に対するレンズ材料の屈折率
ＮＣ：Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）に対するレンズ材料の屈折率
また、上記第１の結像レンズにおける、第１レンズ群を構成する４枚のレンズおよび上記第２の結像レンズにおける、第２レンズ群を構成する４枚のレンズは、これら４枚のレンズのうち２枚以上が互いに接合された状態とされていてもよいし、４枚の全てが互いに分離された状態とされていてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、以下に８つの実施例について具体的に説明するが、各実施例に各々対応する図面の説明において同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明については省略する。
【００１２】
＜実施例１＞
この実施例１の結像レンズは、図１に示すように、物体側から、正の第１レンズＬ１、負の第２レンズＬ２、負の第３レンズＬ３および正の第４レンズＬ４をこの順に配列してなる第１レンズ群と、
３枚のレンズＬ５、Ｌ６、Ｌ７から構成してなる第２レンズ群とが物体側からこの順に配列されてなり、
各レンズＬ１〜Ｌ７を形成する材料の分散の差が０．００５５より小さくなるように、かつ下記各条件式を満足するように構成されてなる。
−０．２＜Ｆ／Ｆ１＜１．０ …（１）
−０．１＜Ｆ／Ｆ２＜１．４ …（２）
０．８＜Ｆ／ｆａ＜２．０ …（３）
０．５＜｜Ｆ／ｆｂ｜＜１．５ …（４）
１．６＜｜Ｆ／ｆｃ｜＜３．０ …（５）
１．０＜Ｆ／ｆｄ＜２．５ …（６）
【００１３】
ただし、Ｆ ：全体の焦点距離
Ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
Ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆａ：第１レンズ群物体側正レンズの焦点距離
ｆｂ：第１レンズ群物体側負レンズの焦点距離
ｆｃ：第１レンズ群像側負レンズの焦点距離
ｆｄ：第１レンズ群像側正レンズの焦点距離
【００１４】
なお、物体側から光軸Ｘに沿って入射した光束は結像面１上の結像位置Ｐに結像される。また、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の間には絞りｉが配されており、レンズ系の結像面側にはカバ−ガラス２が配されている。
ここで、第１レンズＬ１および第４レンズＬ４は物体側に強い曲率の面を向けた両凸レンズ、第２レンズＬ２ および第３レンズＬ３ は像面側に強い曲率の面を向けた両凹レンズ、第５レンズＬ５および第６レンズＬ６は物体側に強い曲率の面を向けた両凸レンズ、第７レンズＬ７は物体側に強い曲率の面を向けた両凹レンズである。
【００１５】
次に、上記条件式（１）〜（６）について説明する。
上記条件式（１）において、Ｆ／Ｆ１が下限を下回ると、第１レンズ群の負のパワーが強まるので、第２レンズ群における収差補正にレンズ枚数を要し、色収差補正が不十分となる。一方、Ｆ／Ｆ１が上限を上回ると、第１レンズ群の正のパワーが強まり、凸面の曲率半径が小さくなり過ぎるので、収差補正やレンズの面精度を確保することが困難となり、またバックフォーカスも短くなる。そこで、本実施例においては、このＦ／Ｆ１の値を表９に示すように０．１０に設定することで条件式（１）を満足させ、収差補正、特に色収差補正を良好とし、レンズ枚数の削減およびレンズの面精度の確保を可能としている。
【００１６】
また、この結像レンズにおいては、軸上光線高の低い第２レンズ群でペッツバール和の補正を行っているが、上記条件式（２）において、Ｆ／Ｆ２が上限を上回ると、第２レンズ群の正のパワーが強まり、ペッツバール和が大きくなるので像面補正が難しくなる。また下限を下回ると、第２レンズ群の負のパワーが強まるので、コマ収差や歪曲を補正することが難しくなる。そこで、本実施例においては、このＦ／Ｆ２の値を表９に示すように０．９４に設定することで条件式（２）を満足させ、収差補正、特に像面、コマ収差あるいは歪曲の収差補正を良好とし、さらに所定のバックフォ−カス長を確保している。
【００１７】
また、第１レンズ群は、主に色収差や球面収差を補正しているが、条件式（３），（４），（５），（６）の上限を上回るとそのレンズのパワーが強くなり過ぎ、レンズ面の曲率半径が小さくなり過ぎるため、球面収差補正の良好性や面精度を確保することが難しくなる。一方、上記各条件式の下限を下回るとそのレンズのパワーが弱くなり過ぎるため、色収差の補正が不足する。そこで、本実施例においては、このＦ／ｆａ、｜Ｆ／ｆｂ｜、｜Ｆ／ｆｃ｜およびＦ／ｆｄの値を表９に示すように、各々１．１４、０．９６、２．０６および１．７０に設定することで条件式（３），（４），（５），（６）を満足させ、収差補正、特に球面収差や色収差の補正を良好とし、さらにレンズの面精度の確保を可能としている。
【００１８】
また、紫外線領域の光透過率が良好な蛍石あるいは石英等の結晶をレンズ形成材料として用いることができるが、これらのような分散の差が小さいレンズ形成材料から各レンズを形成した場合であっても、諸収差を良好なものとすることができる。
また、各レンズを形成する材料として、波長３００〜８００ｎｍの光に対する光透過率が、該材料の厚さを１０ｍｍとしたときに、５０％以上となるようなものを選択すれば、紫外線領域から可視光領域に亘り好適に使用可能なレンズを形成することが可能である。
【００１９】
次に、この実施例１における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ）、各レンズのｉ線における屈折率Ｎを下記表１に示す。
ただし、この表１および後述する表２〜８において、各記号ｒ，ｄ，Ｎ に対応させた数字は物体側から順次増加するようになっている。
また、この実施例１における結像レンズのＦナンバおよび半画角ωは各々２．５０ および１７．３°である。
【００２０】
【表１】
＜実施例２＞
実施例２の結像レンズについて図２を用いて説明する。
この実施例２の結像レンズは、上記実施例１の結像レンズとほぼ同様の７枚レンズ構成とされているが、主として、第２レンズＬ２ および第３レンズＬ３が物体側に強い曲率の面を向け、第３レンズＬ３および第４レンズＬ４が接合されている点で上記実施例１のものとは異なっている。
なお、前述した条件式（１）〜（６）は全て満足されており、各々の値は表９に示す如く設定されている。
【００２２】
また、この実施例２における結像レンズのＦナンバおよび半画角ωは各々２．５０
および１７．３°である。
この実施例２における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ ）および各レンズのｉ線における屈折率Ｎ を下記表２に示す。
【００２３】
【表２】
＜実施例３＞
実施例３の結像レンズについて図３を用いて説明する。
この実施例３の結像レンズは、上記実施例１の結像レンズとほぼ同様のレンズ構成とされているが、主として、第２レンズ群が２枚のレンズＬ５、Ｌ６で構成されており、第２レンズＬ２ が物体側に強い曲率の面を向けている点で上記実施例１のものとは異なっている。
なお、前述した条件式（１）〜（６）は全て満足されており、各々の値は表９に示す如く設定されている。
【００２５】
また、この実施例３における結像レンズのＦナンバおよび半画角ωは各々２．５０および１７．４°である。
この実施例３における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ ）および各レンズのｉ線における屈折率Ｎ を下記表３に示す。
【００２６】
【表３】
＜実施例４＞
実施例４の結像レンズについて図４を用いて説明する。
この実施例４の結像レンズは、上記実施例１の結像レンズとほぼ同様の７枚レンズ構成とされているが、主として、第２レンズＬ２ が物体側に強い曲率の面を向け、第１レンズ Ｌ１ および第２レンズＬ２が接合されている点で上記実施例１のものとは異なっている。
なお、前述した条件式（１）〜（６）は全て満足されており、各々の値は表９に示す如く設定されている。
【００２８】
また、この実施例４における結像レンズのＦナンバおよび半画角ωは各々２．５０および１７．４°である。
この実施例４における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ ）および各レンズのｉ線における屈折率Ｎ を下記表４に示す。
【００２９】
【表４】
＜実施例５＞
実施例５の結像レンズについて図５を用いて説明する。
この実施例５の結像レンズは、上記実施例１の結像レンズとほぼ同様の７枚レンズ構成とされているが、主として、第３レンズＬ３が物体側に強い曲率の面を向けている点で上記実施例１のものとは異なっている。
なお、前述した条件式（１）〜（６）は全て満足されており、各々の値は表９に示す如く設定されている。
【００３１】
また、この実施例５における結像レンズのＦナンバおよび半画角ωは各々２．５０および１７．７°である。
この実施例５における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ ）および各レンズのｉ線における屈折率Ｎ を下記表５に示す。
【００３２】
【表５】
＜実施例６＞
実施例６の結像レンズについて図６を用いて説明する。
この実施例６の結像レンズは、図６に示すように、負の単レンズＬ１からなる第１レンズ群と、
物体側から、正の第２レンズＬ２、負の第３レンズＬ３、負の第４レンズＬ４および正の第５レンズＬ５をこの順に配列してなる第２レンズ群と、
３枚のレンズＬ６、Ｌ７、Ｌ８から構成してなる第３レンズ群とが物体側からこの順に配列されてなり、
各レンズＬ１〜Ｌ８を形成する材料の分散の差が０．００５５より小さくなるように、かつ下記各条件式を満足するように構成されてなる。
−０．６＜Ｆ／Ｆ１＜０．０ …（７）
０．０＜Ｆ／Ｆ２＜１．４ …（８）
−０．６＜Ｆ／Ｆ３＜１．５ …（９）
０．８＜Ｆ／ｆａ＜２．０ …（１０）
０．０＜｜Ｆ／ｆｂ｜＜１．５ …（１１）
１．４＜｜Ｆ／ｆｃ｜＜３．０ …（１２）
１．０＜Ｆ／ｆｄ＜２．５ …（１３）
【００３４】
ただし、Ｆ ：全体の焦点距離
Ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
Ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
Ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ｆａ：第２レンズ群物体側正レンズの焦点距離
ｆｂ：第２レンズ群物体側負レンズの焦点距離
ｆｃ：第２レンズ群像側負レンズの焦点距離
ｆｄ：第２レンズ群像側正レンズの焦点距離
【００３５】
なお、物体側から光軸Ｘに沿って入射した光束は結像面１上の結像位置Ｐに結像される。また、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の間には絞りｉが配されており、レンズ系の結像面側にはカバ−ガラス２が配されている。
ここで、第１レンズＬ１は物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ、第２レンズＬ２は物体側に凸面を向けた平凸レンズ、第３レンズＬ３は物体側に強い曲率の面を向けた両凹レンズ、第４レンズＬ４は像面側に強い曲率の面を向けた両凹レンズ、第５レンズＬ５は物体側に強い曲率の面を向けた両凸レンズ、第６レンズＬ６および第７レンズＬ７は物体側に強い曲率の面を向けた両凸レンズ、第８レンズＬ８は像面側に強い曲率の面を向けた両凹レンズである。
【００３６】
次に、上記条件式（７）〜（１３）について説明する。
まず、条件式（７）において、Ｆ／Ｆ１が下限を下回ると、第１レンズ群の負のパワーが弱まるので、第２レンズ群に入射する軸上光線高が高くなり球面収差などの収差補正が難しくなる。一方、上限を上回ると第１レンズ群の正のパワーが強まるので、第２レンズ群に入射する軸上光線高が低くなって第２レンズ群での色収差補正が難しくなり、またバックフォーカスも短くなってしまう。そこで、本実施例においては、このＦ／Ｆ１の値を表１０に示すように−０．２２に設定することで条件式（７）を満足させ、球面収差や色収差などの収差補正を良好なものとし、またバックフォーカスが長くとれるようにしている。
【００３７】
また、上記条件式（８）において、Ｆ／Ｆ２が下限を下回ると、第２レンズ群の負のパワーが強まるので、第３レンズ群における収差補正にレンズ枚数を要し、色収差補正が不十分となる。一方、Ｆ／Ｆ２が上限を上回ると、第２レンズ群の正のパワーが強まり、凸面の曲率半径が小さくなり過ぎるので、収差補正やレンズの面精度を確保することが困難となり、またバックフォーカスも短くなる。そこで、本実施例においては、このＦ／Ｆ２の値を表１０に示すように０．２２に設定することで条件式（８）を満足させ、収差補正、特に色収差補正を良好とし、レンズ枚数の削減およびレンズの面精度の確保を可能としている。
【００３８】
また、この結像レンズにおいては、軸上光線高の低い第３レンズ群でペッツバール和の補正を行っているが、上記条件式（９）において、Ｆ／Ｆ３が上限を上回ると、第３レンズ群の正のパワーが強まるので、ペッツバール和が大きくなり像面補正が難しくなる。また下限を下回ると、第３レンズ群の負のパワーが強まるので、コマ収差や歪曲を補正することが難しくなる。そこで、本実施例においては、このＦ／Ｆ３の値を表１０に示すように１．０１に設定することで条件式（９）を満足させ、収差補正、特に像面、コマ収差あるいは歪曲の収差補正を良好とし、さらにバックフォーカスの確保を可能としている。
【００３９】
また、第２レンズ群は、主に色収差や球面収差を補正しているが、条件式（１０），（１１），（１２），（１３）の上限を上回るとそのレンズのパワーが強くなり過ぎ、レンズ面の曲率半径が小さくなり過ぎるため、球面収差補正の良好性や面精度を確保することが難しくなる。一方、上記各条件式の下限を下回るとそのレンズのパワーが弱くなりすぎるため、色収差の補正が不足する。そこで、本実施例においては、このＦ／ｆａ、｜Ｆ／ｆｂ｜、｜Ｆ／ｆｃ｜およびＦ／ｆｄの値を表１０に示すように、各々１．０９、１．１８、１．８０および１．７４に設定することで条件式（１０），（１１），（１２），（１３）を満足させ、収差補正、特に球面収差や色収差の補正を良好とし、さらにレンズの面精度の確保を可能としている。
【００４０】
また、上記実施例１〜実施例５と同様に、紫外線領域の光透過率が良好な蛍石あるいは石英等の結晶をレンズ形成材料として用いることができるが、このように分散の差が小さいレンズ形成材料から各レンズを形成した場合であっても、諸収差を良好なものとすることができ、さらに、各レンズを形成する材料として、波長３００〜８００ｎｍの光に対する光透過率が、該材料の厚さを１０ｍｍとしたときに、５０％以上となるようなものを選択すれば、紫外線領域から可視光領域に亘り好適に使用可能なレンズを形成することが可能である。
また、この実施例６における結像レンズのＦナンバおよび半画角ωは各々２．５０
および１７．６°である。
【００４１】
この実施例６における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ ）および各レンズのｉ線における屈折率Ｎ を下記表６に示す。
【００４２】
【表６】
＜実施例７＞
実施例７の結像レンズについて図７を用いて説明する。
この実施例７の結像レンズは、上記実施例６の結像レンズとほぼ同様のレンズ構成とされているが、主として、第１レンズ群が２枚のレンズＬ１、Ｌ２で構成されている点で上記実施例６のものとは異なっている。
なお、前述した条件式（７）〜（１３）は全て満足されており、各々の値は表１０に示す如く設定されている。
【００４４】
また、この実施例７における結像レンズのＦナンバおよび半画角ωは各々２．５０
および１７．７°である。
この実施例７における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ ）、および各レンズのｉ線における屈折率Ｎ を下記表７に示す。
【００４５】
【表７】
＜実施例８＞
実施例８の結像レンズについて図８を用いて説明する。
この実施例８の結像レンズは、上記実施例６の結像レンズとほぼ同様のレンズ構成とされているが、主として、第１レンズ群が２枚のレンズＬ１、Ｌ２で構成されており、第３レンズ群が２枚のレンズＬ７、Ｌ８で構成されている点で上記実施例６のものとは異なっている。
なお、前述した条件式（７）〜（１３）は全て満足されており、各々の値は表１０に示す如く設定されている。
【００４７】
また、この実施例８における結像レンズのＦナンバおよび半画角ωは各々２．５０
および１７．７°である。
この実施例８における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ ）、および各レンズのｉ線における屈折率Ｎ を下記表８に示す。
【００４８】
【表８】
なお、実施例１〜８に対応させてその各収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差および倍率色収差の収差図）を各々図９〜１６に示す。なお、この収差図においてωは半画角を示す。これら図９〜１６から明らかなように、上述した各実施例によれば、前述した各収差を全て良好なものとすることができる。
また、各球面収差図においては ｉ線、ｇ線、ｅ線およびＣ線に対する収差が、また各倍率色収差図においてはｉ線に対するｇ線、ｅ線、Ｃ線の収差が示されている。さらに、各非点収差図には、サジタル（Ｓ）像面およびタンジェンシャル（Ｔ）像面に対する収差が示されている。なお、球面収差、非点収差および倍率色収差におけるグラフ各線の説明を図９に示し、図１０〜１６については、それと同様であることから説明を省略する。
【００５０】
次に、図１７は、蛍石と石英の透過率特性を示すグラフである。本図には、該材料の他に、一般的なレンズ硝材であるＢＫ−７とＦ−２も示されている。本実施例で用いた蛍石や石英は、ともに紫外線領域における透過率が良好で、波長３００〜４００ｎｍにおいて厚さを１０ｎｍとしたときに、透過率が８０％以上とされる。また、図１７には示されていないが、波長４００〜８００ｎｍの光に対しても８０％以上の透過率を有している。実際には、波長３００〜８００ｎｍにおいて５０％以上の透過率を有していれば、紫外線領域から可視光領域まで好適に使用可能なレンズを構成することができる。
【００５１】
また、一般に、レンズ系を構成する数種のレンズ材料の分散の差が小さいほど色収差の補正は困難となる。レンズ材料として最も一般的なＢＫ−７とＦ−２の分散の差は０．００９０程度であるが、分散の差が０．００５５より小さくなると色収差の補正は非常に難しくなる。
本実施例で用いた蛍石（分散＝０．００４５６７）と石英（分散＝０．００６７６０）にあっても、その分散の差は約０．００２２と極めて小さい。しかし、本実施例の結像レンズは、このような色収差補正が困難な条件下においても、十分良好に色収差を補正することができ、なおかつ、他の諸収差も良好に補正することができ、優れた特性を示している。
【００５２】
なお、本発明の結像レンズとしては、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率ｒおよびレンズ間隔（もしくはレンズ厚）ｄを適宜変更することが可能である。
なお、本発明の結像レンズに使用できるレンズ材料は蛍石や石英に限られるものではなく、他のレンズ材料であっても、条件式（１）〜（６）もしくは条件式（７）〜（１３）を満足するとともに、分散の差が０．００５５より小さい数種類のレンズ材料を用いて良好に諸収差を補正することができる。
【表９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明した通り、本発明の結像レンズによれば、分散の差が小さいレンズ材料を用いながらも、明るく、広い画角を有するものとすることができる。また、色収差補正を良好とすることができ、さらにペッツバール和も十分低く抑えることができるので、諸収差が良好に補正されたものとすることができる。これにより、紫外線領域における透過率が良好ではあるが、分散の差が小さいレンズ材料、例えば、石英と蛍石を用いても、良好な特性を示す結像レンズを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図２】本発明の実施例２に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図３】本発明の実施例３に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図４】本発明の実施例４に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図５】本発明の実施例５に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図６】本発明の実施例６に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図７】本発明の実施例７に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図８】本発明の実施例８に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図９】実施例１に係るレンズの各収差図
【図１０】実施例２に係るレンズの各収差図
【図１１】実施例３に係るレンズの各収差図
【図１２】実施例４に係るレンズの各収差図
【図１３】実施例５に係るレンズの各収差図
【図１４】実施例６に係るレンズの各収差図
【図１５】実施例７に係るレンズの各収差図
【図１６】実施例８に係るレンズの各収差図
【図１７】蛍石および石英の光透過率を示すグラフ
【符号の説明】
Ｌ１ 〜Ｌ９ レンズ
ｒ１ 〜ｒ２０ レンズ面あるいはカバ−ガラス面の曲率半径
ｄ１ 〜ｄ１９ レンズ面間隔（レンズ厚）
Ｘ 光軸
Ｐ 結像位置
ｉ 絞り
１ 結像面
２ カバ−ガラス
【表９】
Claims (7)
- 物体側から、正の第１レンズ、負の第２レンズ、負の第３レンズおよび正の第４レンズをこの順に配列してなる第１レンズ群と、
２枚以上のレンズから構成してなる第２レンズ群とが物体側からこの順に配列されてなり、
各レンズを形成する材料の分散の差が０．００５５より小さくなるように、かつ下記各条件式を満足するように構成されてなることを特徴とする結像レンズ。
−０．２＜Ｆ／Ｆ１＜１．０ …（１）
−０．１＜Ｆ／Ｆ２＜１．４ …（２）
０．８＜Ｆ／ｆａ＜２．０ …（３）
０．５＜｜Ｆ／ｆｂ｜＜１．５ …（４）
１．６＜｜Ｆ／ｆｃ｜＜３．０ …（５）
１．０＜Ｆ／ｆｄ＜２．５ …（６）
Ｆ ：全体の焦点距離
Ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
Ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆａ：第１レンズ群物体側正レンズの焦点距離
ｆｂ：第１レンズ群物体側負レンズの焦点距離
ｆｃ：第１レンズ群像側負レンズの焦点距離
ｆｄ：第１レンズ群像側正レンズの焦点距離 - 前記各レンズを形成する材料の、波長３００〜８００ｎｍの光に対する光透過率が、該材料の厚さを１０ｍｍとしたときに、５０％以上であることを特徴とする請求項１記載の結像レンズ。
- 前記各レンズを形成する材料が蛍石および石英からなり、前記第１レンズ群を構成するレンズのうち前記第１レンズおよび第４レンズは蛍石から、前記第２レンズおよび第３レンズは石英から各々形成されてなることを特徴とする請求項２記載の結像レンズ。
- 群全体として負の第１レンズ群と、
物体側から、正の第１レンズ、負の第２レンズ、負の第３レンズおよび正の第４レンズをこの順に配列してなる第２レンズ群と、
２枚以上のレンズから構成され、最も像側のレンズが負レンズとされてなる第３レンズ群とが物体側からこの順に配列されてなり、
各レンズを形成する材料の分散の差が０．００５５より小さくなるように、かつ下記各条件式を満足するように構成されてなることを特徴とする結像レンズ。
−０．６＜Ｆ／Ｆ１＜０．０ …（７）
０．０＜Ｆ／Ｆ２＜１．４ …（８）
−０．６＜Ｆ／Ｆ３＜１．５ …（９）
０．８＜Ｆ／ｆａ＜２．０ …（１０）
０．０＜｜Ｆ／ｆｂ｜＜１．５ …（１１）
１．４＜｜Ｆ／ｆｃ｜＜３．０ …（１２）
１．０＜Ｆ／ｆｄ＜２．５ …（１３）
Ｆ ：全体の焦点距離
Ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
Ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
Ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ｆａ：第２レンズ群物体側正レンズの焦点距離
ｆｂ：第２レンズ群物体側負レンズの焦点距離
ｆｃ：第２レンズ群像側負レンズの焦点距離
ｆｄ：第２レンズ群像側正レンズの焦点距離 - 前記第３レンズ群が、物体側から順に正レンズおよび負レンズからなる２枚構成、または、物体側から順に正レンズ、正レンズおよび負レンズからなる３枚構成とされていることを特徴とする請求項４記載の結像レンズ。
- 前記各レンズを形成する材料の、波長３００〜８００ｎｍの光に対する光透過率が、該材料の厚さを１０ｍｍとしたときに、５０％以上であることを特徴とする請求項４または５記載の結像レンズ。
- 前記各レンズを形成する材料が蛍石および石英からなり、前記第２レンズ群を構成するレンズのうち前記第１レンズおよび第４レンズは蛍石から、前記第２レンズおよび第３レンズは石英から各々形成されてなることを特徴とする請求項６記載の結像レンズ。
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