JPS631561B2 - - Google Patents
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- JPS631561B2 JPS631561B2 JP2773580A JP2773580A JPS631561B2 JP S631561 B2 JPS631561 B2 JP S631561B2 JP 2773580 A JP2773580 A JP 2773580A JP 2773580 A JP2773580 A JP 2773580A JP S631561 B2 JPS631561 B2 JP S631561B2
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- JP
- Japan
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- lens
- group
- focal length
- world
- projection lens
- Prior art date
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- Expired
Links
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims description 8
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 4
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 23
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 1
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/22—Telecentric objectives or lens systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
本発明は倍率が1/10倍付近で使用され、Ｆナン
バーが比較的明るくて各収差が良好に補正された
テレセントリツク投影レンズに関するものであ
る。 近年読み取り装置の走査手段として固体撮像素
子を用いこれを走査受光素子として像面に配置し
原稿を走査する方法が用いられてきている。この
場合に原稿を固体撮像素子に伝送る方法として投
影レンズを用い、さらに原稿の色信号を固体撮像
素子に伝送するには投影レンズと結像面すなわち
固体撮像素子の間に色分解プリズムを入れる必要
がある。そのため投影レンズとして一般の非テレ
セントリツクなレンズを使用すると軸外の光線は
色分解プリズムに斜めに入射することになり、シ
エーデイングが起こる。このシエーデイングを避
ける為にテレセントリツクにすること、即ち入射
光の主光線が物界側焦点を通ることにより、像界
側の射出光の主光線が軸外も光軸と平行に射出す
る様にして、色分解プリズムによるシエーデイン
グが起らない様にしている。斯様な投影レンズと
しては、一般に次の様な点が要求される。その第
１は固体撮像素子を用いて原稿を高速に走査する
ためには、素子への単位時間あたりの露光量を多
くしたいためまた原稿を照明するランプになるべ
く低照度の光源を用いたためレンズのＦナンバー
が明るいことが要求される。また第２に装置を小
型にするためすなわち原稿面と像面の間隔を小さ
くするためレンズの画角を広くすることが要求さ
れる。第３に固体撮像素子の１素子が15μ程であ
るため高解像力が要求される。第４に固体撮像素
子の全域で光量が等しいことが必要なので、レン
ズの軸外での開口効率を100％にして置く必要が
ある。第５に原稿面が一様に投影されること、す
なわち歪曲収差が小さいことが必要である。そし
て、第６には、レンズと固体撮像素子の間に、色
分解プリズムを入れるためのレンズのバツクフオ
ーカスを長くする必要がある。 本発明の目的は、以上の諸要求を満足するた
め、Ｆナンバーが明るく高解像力、高コントラス
トすなわち球面収差、コマ収差像面湾曲、歪曲収
差が良好に補正され、かつ開口効率が100％で倍
率が1/10倍付近で使用されるテレセントリツク投
影レンズを提供するものである。 本発明に係る投影レンズに於いては、レンズ系
全体の物界側焦点位置に瞳を有し、レンズ系は物
界側から順に、第群、第群そして第群の三
部分系で構成され、第群は正の単レンズ、第
群は両凹の単レン、第群はレンズ４枚或いはレ
ンズ３枚よりなり、第群のいずれか一枚のレン
ズは貼合せ面を有する。そして、次の条件を満足
するものである。 (1) 1.72≦｜f1／f2｜≦2.58 (2) −0.33≦f2／ｆ≦−0.19 (3) 0.41≦f3／ｆ≦0.59 但し、f1は第群レンズの焦点距離、f2は第
群レンズの焦点距離、f3は第群レンズの焦点距
離、ｆは全系の焦点距離である。 更に本発明に係る投影レンズに於いては、第
群のレンズの物界側の面は、物界側に凸を向けた
面であり、第群は両凹レンズの形状を取つてい
る。更に、第群の最も物界側に配されたレンズ
は、物界側に凹面を向けたメニスカスレンズ、同
じく第群の最も像界側に配されたレンズは、像
界側に凹なる面を有する正のメニスカスレンズが
望ましい。以下、本発明に関して詳述する。 まず、上記各条件について説明すると、前記条
件(1)は第１群レンズと第２群レンズの屈折力のバ
ランスを保ち球面収差を良好に補正するためのも
のである。本レンズはテレセントリツク系であり
そして第群と第群の主点間隔が第群と第
群の主点間隔より広いため、第群を近軸光線の
通過する位置が大きく離れるため球面収差が大量
に発生することになる。すなわち｜f1／f2｜が下
限値1.72以下になると第群の屈折力が大きくな
つて、この面を通過する近軸光線は光軸方向に強
く屈折され、負の球面収差が大量に発生する。ま
た上限値2.58以上になると第群の屈折力が大き
くなつて第群で発生する負の球面収差を補正し
すぎる正の球面収差を発生することになる。 条件(2)は像面湾曲を補正するためのもので、
f2／ｆが上限値−0.19より大きくなるとペツツヴ
アール和が補正過剰となり、像面湾曲が補正過剰
となる。この欠点を補うためには第群の屈折力
の絶対値を大きくする必要が生じるが、このよう
にすると次の条件(3)で述べるが、第群で多量の
歪曲収差が発生して補正困難となる。逆に下限値
を外れると全系のペツツバール和の補正が困難と
なり像面湾曲が補正不足となる。 条件(3)は像面湾曲と歪曲収差を補正するための
もので、本レンズはテレセントリツク系であるた
め、第群を主光線が通過する位置が光軸を大き
く離れるためである。すなわちf3／ｆが下限値
0.41より小さくなると、すなわち第群の屈折力
が大きくなると、第群を通過する主光線が光軸
方向に強く屈折され負の歪曲収差が多量に発生す
る。またf3／ｆが上限値0.59を外れると像面湾曲
は補正が困難な程悪化する。 次に本発明の投影レンズのレンズ形状について
説明する。本発明に係る投影レンズでは、Ｆナン
バーを明るくする為、近軸光線がレンズの光軸か
ら最も遠く離れる第群で球面収差を補正するの
が有利であり、その為に第群のレンズの物界側
の面が、像界側に凸なる形状をしている。又、斯
様なタイプのレンズでは、ペツツヴアール和を補
正するのがほとんど第群のパワーに依る。 従つて、第群のパワーがきつくなり易く、第
群で諸収差が発生しやすい。この第群で発生
する収差を極力押える為に、第群の形状は両凹
にしている。 更に本発明のレンズに於いては、本願のレンズ
がテレセントリツクレンズである為に、第群に
よつて軸外の主光線を高く即ち、光軸から遠く離
さなければならない。その為に、第群の最も物
界側に配されたレンズにより主光線を高くする為
に、該レンズは物界側に凹面を向けた正のメニス
カスレンズが良い。更に第群の最も像界側に配
されたレンズは像界側に凹面を向けたメニスカス
レンズが良い。この理由は、該レンズの像界側の
凹面により諸収差を補正するものであるが、全レ
ンズ系のバツクフオーカスを長くする必要上、該
レンズに負のパワーを持たせない為である。 次に、本発明に係る投影レンズの各実施例を示
す。各実施例は共に、焦点距離ｆを１に規格化し
てあり、Ｆナンバーは5.0、画角ωは25.2゜、結像
倍率βは−0.12343である。尚、各実施例に於い
て、Riは第ｉ番目の面の曲率半径、Diは第ｉ番
目の面と第ｉ＋ｌ番目の面との間の軸上肉厚又は
軸上空気間隔、Niは第ｉレンズのｄ線に対する
屈折率、νiは第ｉレンズのアツベ数、fiは第ｉ群
の焦点距離を示す。DOは瞳面SLからRl面までの
軸上空気間隔を示す。実施例１に示すレンズ断面
を第１図Ａに、その諸収差（球面収差、像面湾
曲、歪曲収差）を第１図Ｂに、その横収差を第１
図Ｃに示す。更に実施例２から実施例９に於いて
は、実施例ｉのレンズ断面図を第ｉ図Ａに、その
諸収差を第ｉ図Ｂに示す。
バーが比較的明るくて各収差が良好に補正された
テレセントリツク投影レンズに関するものであ
る。 近年読み取り装置の走査手段として固体撮像素
子を用いこれを走査受光素子として像面に配置し
原稿を走査する方法が用いられてきている。この
場合に原稿を固体撮像素子に伝送る方法として投
影レンズを用い、さらに原稿の色信号を固体撮像
素子に伝送するには投影レンズと結像面すなわち
固体撮像素子の間に色分解プリズムを入れる必要
がある。そのため投影レンズとして一般の非テレ
セントリツクなレンズを使用すると軸外の光線は
色分解プリズムに斜めに入射することになり、シ
エーデイングが起こる。このシエーデイングを避
ける為にテレセントリツクにすること、即ち入射
光の主光線が物界側焦点を通ることにより、像界
側の射出光の主光線が軸外も光軸と平行に射出す
る様にして、色分解プリズムによるシエーデイン
グが起らない様にしている。斯様な投影レンズと
しては、一般に次の様な点が要求される。その第
１は固体撮像素子を用いて原稿を高速に走査する
ためには、素子への単位時間あたりの露光量を多
くしたいためまた原稿を照明するランプになるべ
く低照度の光源を用いたためレンズのＦナンバー
が明るいことが要求される。また第２に装置を小
型にするためすなわち原稿面と像面の間隔を小さ
くするためレンズの画角を広くすることが要求さ
れる。第３に固体撮像素子の１素子が15μ程であ
るため高解像力が要求される。第４に固体撮像素
子の全域で光量が等しいことが必要なので、レン
ズの軸外での開口効率を100％にして置く必要が
ある。第５に原稿面が一様に投影されること、す
なわち歪曲収差が小さいことが必要である。そし
て、第６には、レンズと固体撮像素子の間に、色
分解プリズムを入れるためのレンズのバツクフオ
ーカスを長くする必要がある。 本発明の目的は、以上の諸要求を満足するた
め、Ｆナンバーが明るく高解像力、高コントラス
トすなわち球面収差、コマ収差像面湾曲、歪曲収
差が良好に補正され、かつ開口効率が100％で倍
率が1/10倍付近で使用されるテレセントリツク投
影レンズを提供するものである。 本発明に係る投影レンズに於いては、レンズ系
全体の物界側焦点位置に瞳を有し、レンズ系は物
界側から順に、第群、第群そして第群の三
部分系で構成され、第群は正の単レンズ、第
群は両凹の単レン、第群はレンズ４枚或いはレ
ンズ３枚よりなり、第群のいずれか一枚のレン
ズは貼合せ面を有する。そして、次の条件を満足
するものである。 (1) 1.72≦｜f1／f2｜≦2.58 (2) −0.33≦f2／ｆ≦−0.19 (3) 0.41≦f3／ｆ≦0.59 但し、f1は第群レンズの焦点距離、f2は第
群レンズの焦点距離、f3は第群レンズの焦点距
離、ｆは全系の焦点距離である。 更に本発明に係る投影レンズに於いては、第
群のレンズの物界側の面は、物界側に凸を向けた
面であり、第群は両凹レンズの形状を取つてい
る。更に、第群の最も物界側に配されたレンズ
は、物界側に凹面を向けたメニスカスレンズ、同
じく第群の最も像界側に配されたレンズは、像
界側に凹なる面を有する正のメニスカスレンズが
望ましい。以下、本発明に関して詳述する。 まず、上記各条件について説明すると、前記条
件(1)は第１群レンズと第２群レンズの屈折力のバ
ランスを保ち球面収差を良好に補正するためのも
のである。本レンズはテレセントリツク系であり
そして第群と第群の主点間隔が第群と第
群の主点間隔より広いため、第群を近軸光線の
通過する位置が大きく離れるため球面収差が大量
に発生することになる。すなわち｜f1／f2｜が下
限値1.72以下になると第群の屈折力が大きくな
つて、この面を通過する近軸光線は光軸方向に強
く屈折され、負の球面収差が大量に発生する。ま
た上限値2.58以上になると第群の屈折力が大き
くなつて第群で発生する負の球面収差を補正し
すぎる正の球面収差を発生することになる。 条件(2)は像面湾曲を補正するためのもので、
f2／ｆが上限値−0.19より大きくなるとペツツヴ
アール和が補正過剰となり、像面湾曲が補正過剰
となる。この欠点を補うためには第群の屈折力
の絶対値を大きくする必要が生じるが、このよう
にすると次の条件(3)で述べるが、第群で多量の
歪曲収差が発生して補正困難となる。逆に下限値
を外れると全系のペツツバール和の補正が困難と
なり像面湾曲が補正不足となる。 条件(3)は像面湾曲と歪曲収差を補正するための
もので、本レンズはテレセントリツク系であるた
め、第群を主光線が通過する位置が光軸を大き
く離れるためである。すなわちf3／ｆが下限値
0.41より小さくなると、すなわち第群の屈折力
が大きくなると、第群を通過する主光線が光軸
方向に強く屈折され負の歪曲収差が多量に発生す
る。またf3／ｆが上限値0.59を外れると像面湾曲
は補正が困難な程悪化する。 次に本発明の投影レンズのレンズ形状について
説明する。本発明に係る投影レンズでは、Ｆナン
バーを明るくする為、近軸光線がレンズの光軸か
ら最も遠く離れる第群で球面収差を補正するの
が有利であり、その為に第群のレンズの物界側
の面が、像界側に凸なる形状をしている。又、斯
様なタイプのレンズでは、ペツツヴアール和を補
正するのがほとんど第群のパワーに依る。 従つて、第群のパワーがきつくなり易く、第
群で諸収差が発生しやすい。この第群で発生
する収差を極力押える為に、第群の形状は両凹
にしている。 更に本発明のレンズに於いては、本願のレンズ
がテレセントリツクレンズである為に、第群に
よつて軸外の主光線を高く即ち、光軸から遠く離
さなければならない。その為に、第群の最も物
界側に配されたレンズにより主光線を高くする為
に、該レンズは物界側に凹面を向けた正のメニス
カスレンズが良い。更に第群の最も像界側に配
されたレンズは像界側に凹面を向けたメニスカス
レンズが良い。この理由は、該レンズの像界側の
凹面により諸収差を補正するものであるが、全レ
ンズ系のバツクフオーカスを長くする必要上、該
レンズに負のパワーを持たせない為である。 次に、本発明に係る投影レンズの各実施例を示
す。各実施例は共に、焦点距離ｆを１に規格化し
てあり、Ｆナンバーは5.0、画角ωは25.2゜、結像
倍率βは−0.12343である。尚、各実施例に於い
て、Riは第ｉ番目の面の曲率半径、Diは第ｉ番
目の面と第ｉ＋ｌ番目の面との間の軸上肉厚又は
軸上空気間隔、Niは第ｉレンズのｄ線に対する
屈折率、νiは第ｉレンズのアツベ数、fiは第ｉ群
の焦点距離を示す。DOは瞳面SLからRl面までの
軸上空気間隔を示す。実施例１に示すレンズ断面
を第１図Ａに、その諸収差（球面収差、像面湾
曲、歪曲収差）を第１図Ｂに、その横収差を第１
図Ｃに示す。更に実施例２から実施例９に於いて
は、実施例ｉのレンズ断面図を第ｉ図Ａに、その
諸収差を第ｉ図Ｂに示す。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
次に、上記各々の実施例の３次の収差係数を表
１に示す。尚、は球面収差、はコマ収差、
は非点収差、Ｐはペツツヴアール和、は歪曲収
差である。
１に示す。尚、は球面収差、はコマ収差、
は非点収差、Ｐはペツツヴアール和、は歪曲収
差である。
第１図Ａは本発明に係る実施例１のレンズ断面
図、第１図Ｂは実施例１の諸収差図、第１図Ｃは
実施例１のガウス像面上極収差図、第２図Ａは実
施例２の、第３図Ａは実施例３の、第４図Ａは実
施例４の、第５図Ａは実施例５の、第６図Ａは実
施例６の、第７図Ａは実施例７の、第８図Ａは実
施例８の、第９図Ａは実施例９の、各々レンズ断
面を示す図、第２図Ｂは実施例２の、第３図Ｂは
実施例３の、第４図Ｂは実施例４の、第５図Ｂは
実施例５の、第６図Ｂは実施例６の、第７図Ｂは
実施例７の、第８図Ｂは実施例８の、第９図Ｂは
実施例９の、各々レンズの諸収差を示す図。 Ri……第ｉレンズ面の曲率半径、Di……第ｉ
レンズ面と第ｉ＋１レンズ面との間の軸上肉厚或
いは軸上空気間隔、SL……瞳面或いは絞り、
……第群、……第群、……第群、Ｓ…
…サジタル面、Ｍ……メリデイオナル面。
図、第１図Ｂは実施例１の諸収差図、第１図Ｃは
実施例１のガウス像面上極収差図、第２図Ａは実
施例２の、第３図Ａは実施例３の、第４図Ａは実
施例４の、第５図Ａは実施例５の、第６図Ａは実
施例６の、第７図Ａは実施例７の、第８図Ａは実
施例８の、第９図Ａは実施例９の、各々レンズ断
面を示す図、第２図Ｂは実施例２の、第３図Ｂは
実施例３の、第４図Ｂは実施例４の、第５図Ｂは
実施例５の、第６図Ｂは実施例６の、第７図Ｂは
実施例７の、第８図Ｂは実施例８の、第９図Ｂは
実施例９の、各々レンズの諸収差を示す図。 Ri……第ｉレンズ面の曲率半径、Di……第ｉ
レンズ面と第ｉ＋１レンズ面との間の軸上肉厚或
いは軸上空気間隔、SL……瞳面或いは絞り、
……第群、……第群、……第群、Ｓ…
…サジタル面、Ｍ……メリデイオナル面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 物界側より正の単レンズより成る第群、負
の単レンズより成る第群、三枚或いは四枚のレ
ンズより成る第群が順次配され、その物界側焦
点位置に瞳を有するテレセントリツク投影レンズ
に於いて、 前記第群は両凹レンズであり、前記第群の
レンズのいずれか一枚は貼合せ面を含み、第群
の焦点距離をf1、第群の焦点距離をf2、第群
の焦点距離をf3、全レンズ系の焦点距離をｆとす
ると、 1.72≦｜f1／f2｜≦2.58 −0.33≦f2／ｆ≦−0.19 0.41≦f3／ｆ≦0.59 なる関係を満足することを特徴とするテレセント
リツク投影レンズ。 ２ 前記第群の物界側の面は物界側に凸面を向
けている特許請求の範囲第１項記載のテレセント
リツク投影レンズ。 ３ 前記第群の最も物界側に配されたレンズは
物界側に凹面を向けたメニスカスレンズ、最も像
界側に配されたレンズは像界側に凹面を向けたメ
ニスカスレンズである特許請求の範囲第２項記載
のテレセントリツク投影レンズ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2773580A JPS56123510A (en) | 1980-03-04 | 1980-03-04 | Telecentric projection lens |
| US06/238,412 US4441792A (en) | 1980-03-04 | 1981-02-26 | Telecentric projection lenses |
| DE19813108018 DE3108018A1 (de) | 1980-03-04 | 1981-03-03 | "telezentrisches projektionsobjektiv" |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2773580A JPS56123510A (en) | 1980-03-04 | 1980-03-04 | Telecentric projection lens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56123510A JPS56123510A (en) | 1981-09-28 |
| JPS631561B2 true JPS631561B2 (ja) | 1988-01-13 |
Family
ID=12229279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2773580A Granted JPS56123510A (en) | 1980-03-04 | 1980-03-04 | Telecentric projection lens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56123510A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0225269U (ja) * | 1988-08-04 | 1990-02-20 | ||
| JPH0388571U (ja) * | 1989-12-27 | 1991-09-10 | ||
| JPH0515622A (ja) * | 1991-07-16 | 1993-01-26 | Mizuno Corp | アイアンヘツドの製造方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2717552B2 (ja) * | 1988-07-30 | 1998-02-18 | 旭光学工業株式会社 | テレセントリック投影レンズ |
| TWI529417B (zh) | 2015-04-15 | 2016-04-11 | 大立光電股份有限公司 | 攝像鏡頭組、取像裝置及電子裝置 |
-
1980
- 1980-03-04 JP JP2773580A patent/JPS56123510A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0225269U (ja) * | 1988-08-04 | 1990-02-20 | ||
| JPH0388571U (ja) * | 1989-12-27 | 1991-09-10 | ||
| JPH0515622A (ja) * | 1991-07-16 | 1993-01-26 | Mizuno Corp | アイアンヘツドの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56123510A (en) | 1981-09-28 |
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