JPH09101451A

JPH09101451A - 紫外線用広角レンズ

Info

Publication number: JPH09101451A
Application number: JP7260182A
Authority: JP
Inventors: Takao Naganami; 隆夫長南; Yoshiyuki Fukuyama; 義幸福山; Kenji Ono; 賢治小野
Original assignee: Nikon Corp; Japan Steel Works Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Current assignee: Nikon Corp; Japan Steel Works Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1995-10-06
Publication date: 1997-04-15
Anticipated expiration: 2015-10-06
Also published as: JP2858639B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】０．２０μｍより長い波長帯の紫外線を対象
とし、全画角１２０度、Ｆナンバー１．２を達成し、挿
脱自在のＮＤフィルタや偏光フィルタ等を複数枚配置す
るスペースと、十分なバックフォーカスとを十分に確保
でき、結像性能が良好な紫外線用広角レンズを提供す
る。【解決手段】第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、
物体側に凸面を向けた負屈折力を有する第１レンズ成分
と、物体側に凸面を向けた負屈折力を有する第２レンズ
成分とからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順
に、物体側に凹面を向けた正屈折力を有する第３レンズ
成分と、負の屈折力を有する第４レンズ成分と、正の屈
折力を有する第５レンズ成分と、負の屈折力を有する第
６レンズ成分と、正の屈折力を有する第７レンズ成分
と、負の屈折力を有する第８レンズ成分と、物体側に凹
面を向けた負の屈折力を有する第９レンズ成分と、正屈
折力を有する第１０レンズ成分とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線撮像装置に
用いる紫外線用レンズに関するものであり、特に波長
０．２０μｍより長い波長帯で使用する紫外線用広角レ
ンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来における広角レンズとして、例えば
特開昭５４−１３７３２８号公報、特開昭５５−１６４
８０５号公報及び特開昭５８−５８５１４号公報には１
０枚構成で、接合レンズが含まれる単焦点広角レンズが
開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開昭５４−１３７３２８号公報、特開昭５５−１６４
８０５号公報及び特開昭５８−５８５１４号公報に開示
されている構成で、全画角１２０度、Ｆナンバー１．２
程度の諸元を持つ単焦点レンズを達成しようとすると、
収差を良好に補正することができず、鮮明な画像を得る
ことはできない。また、上記公報に開示されたレンズ構
成では、レンズの間に挿脱自在のＮＤフィルタや偏光フ
ィルタ等を複数枚配置するスペースを十分に確保するこ
とができない問題点がある。

【０００４】そこで本発明は上記の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、０．２０μ
ｍより長い波長帯の紫外線を対象とし、全画角１２０度
を達成し、Ｆナンバーが１．２と明るく、レンズの間で
挿脱自在のＮＤフィルタや偏光フィルタ等を複数枚配置
するスペースを十分に確保でき、更に、十分なバックフ
ォーカスが確保でき、結像性能が良好な紫外線用広角レ
ンズの提供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の紫外線用広角レンズは、以下に示す構成を有
している。例えば図１に示す如く、本発明の紫外線用広
角レンズは、物体側から順に、負屈折力の第１レンズ群
Ｇ１と正屈折力の第２レンズ群Ｇ２とを有する紫外線用
広角レンズであって、前記第１レンズ群Ｇ１は、物体側
から順に、物体側に凸面を向けた負屈折力を有する第１
レンズ成分Ｌ１と、物体側に凸面を向けた負屈折力を有
する第２レンズ成分Ｌ２とを有し、前記第２レンズ群Ｇ
２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正屈折力
を有する第３レンズ成分Ｌ３と、負の屈折力を有する第
４レンズ成分Ｌ４と、正の屈折力を有する第５レンズ成
分Ｌ５と、負の屈折力を有する第６レンズ成分Ｌ６と、
正の屈折力を有する第７レンズ成分Ｌ７と、負の屈折力
を有する第８レンズ成分Ｌ８と、物体側に凹面を向けた
負の屈折力を有する第９レンズ成分Ｌ９と、正屈折力を
有する第１０レンズ成分Ｌ１０とを有するように構成さ
れる。そして、本発明による紫外線用広角レンズは、以
下の条件を満足するように構成される。１．８６＜｜ｆ１／ｆＴ｜＜１．８９・・・（１）３．００＜｜ｆ２／ｆＴ｜＜３．２２・・・（２）但し、ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、ｆＴ：全系の焦点距離、ｆ２：前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離、である。

【０００６】また、本発明による紫外線広角レンズの好
ましい態様によれば、前記第２レンズ成分Ｌ２と前記第
３レンズ成分Ｌ３との光軸上の間隔をＤ１、前記紫外線
用広角レンズの全系焦点距離をｆＴとするとき、２．７＜｜Ｄ１／ｆＴ｜＜２．９・・・（３）を満足する。

【０００７】また、本発明による紫外線広角レンズの別
の好ましい態様によれば、前記第９レンズ成分Ｌ９の物
体側のレンズ面の曲率半径をｒ２１、前記紫外線用広角
レンズの焦点距離をｆＴとするとき、 −６．０＜ｒ２１／ｆＴ＜−３．０・・・（４）を満足する。

【０００８】

【発明の実施の態様】以下、本発明の実施の形態を、
０．２８〜０．３μｍの波長帯の紫外光により紫外画像
を得る所謂紫外線撮像装置用の光学系として適用したも
のとして説明する。

【０００９】図１は、本発明の実施の形態である紫外線
用広角レンズのレンズ構成図である。図１において、紫
外線用広角レンズは、物体側から順に、負屈折力の第１
レンズ群Ｇ１と正屈折力の第２レンズ群Ｇ２とから構成
されている。

【００１０】負の第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順
に、物体側に凸面を向けた負屈折力の第１レンズ成分と
しての物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１
と、物体側に凸面を向けた負屈折力の第２レンズ成分と
しての物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と
から構成されている。

【００１１】また、正の第２レンズ群Ｇ２は、物体側か
ら順に、物体側に凹面を向けた正屈折力の第３レンズ成
分としての物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ
３と、負屈折力の第４レンズ成分としての物体側に凸面
を向けた負メニスカスレンズＬ４と、正屈折力の第５レ
ンズ成分としての両凸形状の正レンズＬ５と、負屈折力
の第６レンズ成分としての物体側に凹面を向けた負メニ
スカスレンズＬ６と、正屈折力の第７レンズ成分として
の両凸形状の正レンズＬ７と、負屈折力の第８レンズ成
分としての物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ
８と、物体側に凹面を向けた負屈折力の第９レンズ成分
としての物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ９
と、正屈折力の第１０レンズ成分としての物体側に凸面
を向けたメニスカスレンズＬ１０とから構成される。

【００１２】また、図３は、本発明の別の実施の形態で
ある紫外線用広角レンズのレンズ構成図である。図３に
示す紫外線用広角レンズは、図１に示す紫外線用広角レ
ンズと同様の構成であるため、ここでは説明を省略す
る。

【００１３】なお、図１及び図３に示す態様では、第１
レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間にフィルターＦ
が配置されている。また、図１及び図３では、第２レン
ズ群Ｇ２と紫外線用検知器表面が位置する像面Ｉとの間
に配置されてこの紫外線用検知器表面を保護するための
窓Ｗを併せて示している。

【００１４】そして、図１及び図３の紫外線用広角レン
ズは以下の条件を満足している。１．８６＜｜ｆ１／ｆＴ｜＜１．８９・・・（１）３．００＜｜ｆ２／ｆＴ｜＜３．２２・・・（２）但し、ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、ｆＴ：全系の焦点距離、ｆ２：前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離、である。

【００１５】このように、本発明の実施の態様による紫
外線用広角レンズにおいては、１０群１０枚のレンズか
ら構成され、負の第１レンズ群Ｇ１と正の第２レンズ群
Ｇ２との焦点距離の比が適切な範囲内に規定されている
ため、諸収差を劣化させることなく、Ｆナンバーが１．
２と明るく、画角１２０度のレンズを実現することがで
きる。上述の構成により、本発明の実施の態様による紫
外線用広角レンズでは、負の第１レンズ群Ｇ１と正の第
２レンズ群Ｇ２との間に挿脱自在のＮＤフィルタや偏光
フィルタ等を複数枚配置するスペースを確保することが
できる。以下、上記条件について詳述する。

【００１６】上記条件（１）は、第１レンズ群Ｇ１の焦
点距離に関する最適な比を規定するものである。この条
件（１）の上限値を越える場合には、第１レンズ群Ｇ１
の屈折力が弱くなり、バックフォーカスを長くとること
ができなくなる。また、条件（１）の上限値を越える場
合には、全画角１２０度にわたる光束を通すために極端
に前玉の径を大きくする必要があるため好ましくない。

【００１７】一方、条件（１）の下限値を越える場合に
は、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなるため、バック
フォーカスを長くとることができるが、正の球面収差、
コマ収差、非点収差、歪曲収差等の諸収差が著しく発生
し、第２レンズ群Ｇ２でこれらの諸収差を補正しきれな
くなるので好ましくない。

【００１８】なお、本発明の実施の形態である紫外線用
広角レンズにおける更なる光学性能の向上を図るために
は、上記条件（１）の上限値を１．８８とすることが望
ましい。

【００１９】また、本発明の実施の形態である紫外線用
広角レンズでは、第１レンズ群Ｇ１に続いて配置される
第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１にて発散した光
束を収束させる役割を有している。上記条件（２）は、
この第２レンズ群の焦点距離ｆ２と全系の焦点距離ｆＴ
との適切な焦点距離比を規定して、Ｆナンバーが１．２
の明るさの光束が通過することによる諸収差の発生を抑
えるためのものである。

【００２０】上記条件（２）の上限値を越える場合に
は、第２レンズ群の屈折力が弱くなるため、第１レンズ
群Ｇ１で発生する軸外の非点収差及びコマ収差の補正が
困難となるので好ましくない。一方、条件（２）の下限
値を越える場合には、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強く
なるため、バックフォーカスが短くなるだけではなく、
前玉の径が大きくなるので好ましくない。また、この場
合には、球面収差、非点収差等の諸収差を補正すること
が困難となるので好ましくない。

【００２１】さて、本発明の実施の形態である紫外線用
広角レンズは、第２レンズ成分Ｌ２と第３レンズ成分Ｌ
３との光軸上の間隔をＤ１、全系焦点距離をｆＴとする
とき、２．７＜｜Ｄ１／ｆＴ｜＜２．９・・・（３）の条件を満足するように構成することが望ましい。

【００２２】上記条件（３）は、全系の焦点距離に対す
る第２レンズ成分Ｌ２と第３レンズ成分Ｌ３との光軸上
の間隔比を適切に規定するものである。特に、良好な光
学性能を維持しつつ、挿脱自在にＮＤフィルタや偏光フ
ィルタ等を複数枚配置するためのスプースを確保するた
めの条件である。そして、条件（３）の上限値を越える
場合には、第３レンズ成分Ｌ３を通過する軸上光線と軸
外光線との通過位置のバランスが悪くなり、軸外のコマ
収差が大きく発生するため好ましくない。また、この場
合には、必要なバックフォーカスを確保することが困難
になるので好ましくない。

【００２３】一方、条件（３）の下限値を越える場合に
は、第２レンズ成分Ｌ２と第３レンズ成分Ｌ３との光軸
上の間隔が小さくなることを意味し、ＮＤフィルタや偏
光フィルタ等を複数枚配置することが困難になるだけで
なく、コマ収差、非点収差が発生するため好ましくな
い。

【００２４】また、本発明の実施の形態である紫外線用
広角レンズは、第９のレンズ成分Ｌ９の物体側のレンズ
面の曲率半径をｒ２１、全系の光学系の焦点距離をｆＴ
とするとき、 −６．０＜ｒ２１／ｆＴ＜−３．０・・・（４）を満足することが望ましい。

【００２５】この条件（４）は、第９レンズ成分Ｌ９の
物体側レンズ面の曲率半径ｒ２１を適切な値に規定する
ものであり、これにより、球面収差、非点収差、コマ収
差等のバランスが良くなるように補正するためのもので
ある。

【００２６】この条件（４）の上限値を上回る場合、第
９レンズ成分Ｌ９の物体側レンズ面の曲率半径ｒ２１が
大きくなるため、このレンズ面の負の屈折力が弱くな
る。これにより、負の球面収差が発生するだけでなく像
面湾曲が増大するため好ましくない。一方、条件（４）
の下限値を下回る場合、コマ収差と像面湾曲が発生する
ため好ましくない。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施の態様である紫外線用広
角レンズの数値実施例を表１及び表２に示す。

【００２８】以下の数値実施例は、紫外線用広角レンズ
を０．２８〜０．３μｍの波長帯の紫外光により紫外画
像を得る所謂紫外線撮像装置用の光学系として、適用し
た例を示すものである。

【００２９】以下に各数値実施例の諸元の値を揚げる。
表１、表２中において、ｒＴは波長０．２９μｍの紫外
線に対する全系の焦点距離、ＦＮＯは開放Ｆナンバー、
２ωは画角、Ｂｆはバックフォーカスを表す。また、ｆ
１は第１レンズ群の焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の焦
点距離を表す。そして、左端の数字は、光線の入射順に
沿った順序を表し、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレン
ズ面の間隔、ｎは各光学部材の０．２９μｍの紫外線に
対する屈折率を示す。なお、以下の表１及び表２の諸元
においては、フィルタＦに相当する平行平面板と紫外線
検知器用保護窓Ｗに相当する平行平面板のデータを併せ
て示す。

【表１】

【表２】

【００３０】次に、上記の数値実施例でレンズ材料とし
て用いられている合成石英及び蛍石の各波長に対する屈
折率（ｎ２９０、ｎ２８０、ｎ３００）を以下の表３に
示す。ここで、ｎ２９０は波長０．２９μｍの紫外線に
対する屈折率、ｎ２８０は波長０．２８μｍの紫外線に
対する屈折率、ｎ３００は波長０．３μｍの紫外線に対
する屈折率を表す。

【表３】

【００３１】次に、第１実施例の無限遠時の諸収差図を
図２に、第２実施例の無限遠時の実施例における諸収差
図を図４に示す。ここで、球面収差図中において、実線
は波長０．２９μｍの紫外線に対する収差を示し、一点
鎖線は波長０．２８μｍの紫外線に対する収差を示し、
二点鎖線は波長０．３μｍの紫外線に対する収差を示
し、破線は正弦条件を示している。また、非点収差図中
において、破線は波長０．２９μｍの紫外線に対するメ
リジオナル像面、実線は波長０．２９μｍの紫外線に対
するサジッタル像面を示している。コマ収差図中の実線
はメリジオナルコマ、破線はサジッタルコマを示してい
る。

【００３２】各収差図の比較から、各数値実施例による
紫外線用広角レンズは、波長０．２８〜０．３μｍの範
囲にわたり良好な光学性能を示していることがわかる。
以下の表４に、本発明による各実施例の条件対応値表を
示す。

【表４】

【００３３】このように、本発明による各実施例は、上
記条件で規定された範囲を満足しており、これにより、
良好な結像性能が達成されている。

【００３４】上述の通り、本発明の実施の形態によれ
ば、その数値実施例に示す如く、Ｆナンバーが１．２と
明るく、広画角で、レンズの間に挿脱自在のＮＤフィル
タや偏光フィルタ等を複数枚配置するスペースを確保
し、かつ充分に収差補正された紫外線用広角レンズを良
好な光学性能のもとで提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の数値実施例である第１実施例のレンズ
構成図である。

【図２】本発明の数値実施例である第１実施例の無限遠
時の諸収差図である。

【図３】本発明の数値実施例である第２実施例のレンズ
構成図である。

【図４】本発明の数値実施例である第２実施例の無限遠
時の諸収差図である。

【符号の説明】

Ｇ１第１レンズ群Ｇ２第２レンズ群Ｌ１第１レンズ成分Ｌ２第２レンズ成分Ｌ３第３レンズ成分Ｌ４第４レンズ成分Ｌ５第５レンズ成分Ｌ６第６レンズ成分Ｌ７第７レンズ成分Ｌ８第８レンズ成分Ｌ９第９レンズ成分Ｌ１０第１０レンズ成分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側より順に、負屈折力の第１レンズ
群Ｇ１と正屈折力の第２レンズ群Ｇ２とを有する紫外線
用広角レンズにおいて、前記第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸
面を向けた負屈折力を有する第１レンズ成分と、物体側
に凸面を向けた負屈折力を有する第２レンズ成分とから
なり、前記第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹
面を向けた正屈折力を有する第３レンズ成分と、負の屈
折力を有する第４レンズ成分と、正の屈折力を有する第
５レンズ成分と、負の屈折力を有する第６レンズ成分
と、正の屈折力を有する第７レンズ成分と、負の屈折力
を有する第８レンズ成分と、物体側に凹面を向けた負の
屈折力を有する第９レンズ成分と、正屈折力を有する第
１０レンズ成分とからなり、以下の条件を満足することを特徴とする紫外線用広角レ
ンズ。１．８６＜｜ｆ１／ｆＴ｜＜１．８９３．００＜｜ｆ２／ｆＴ｜＜３．２２但し、ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、ｆＴ：全系の焦点距離、ｆ２：前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離、である。
【請求項２】前記第２レンズ成分と前記第３レンズ成
分との光軸上の間隔をＤ１、前記紫外線用広角レンズの
全系焦点距離をｆＴとするとき、２．７＜｜Ｄ１／ｆＴ｜＜２．９を満足することを特徴とする請求項１記載の紫外線用広
角レンズ。
【請求項３】前記第９レンズ成分の物体側のレンズ面
の曲率半径をｒ２１、前記紫外線用広角レンズの焦点距
離をｆＴとするとき、 −６．０＜ｒ２１／ｆＴ＜−３．０を満足することを特徴とする請求項１または請求項２記
載の紫外線用広角レンズ。