DE3934168A1

DE3934168A1 - Leselinsensystem

Info

Publication number: DE3934168A1
Application number: DE3934168A
Authority: DE
Inventors: Takashi Iizuka
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1988-10-12
Filing date: 1989-10-12
Publication date: 1990-04-26
Also published as: DE3934168C2; JPH0444244B2; JPH02256013A; US4943146A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Leselinsensystem zur Verwendung in Facsimilegeräten, Bildabtastern und dgl. Geräten.

Linsensysteme für Facsimilegeräte, Bildabtaster und dgl. Geräte müssen eine Auflösungsstärke von etwa 7 µm auf der Bildseite besitzen und der Anforderung genügen, einen extrem guten Kontrast bei hohen Frequenzen zu liefern. Weiter wird, um die Lichtverluste in der Randzone zu verringern, ein nahezu 100%iger Aperturwirkungsgrad gefordert. Zusätzlich muß eine ausreichende Kompensation der Verzerrung erreicht werden. Um diesen Anforderungen zu genügen, werden üblicherweise Gaußsche Linsen verwendet, wie sie beispielsweise in den ungeprüften, veröffentlichten japanischen Patentanmeldungen Nr. 50-62 631, 59-90 810, 60-1 81 716 und 63-75 720 beschrieben sind.

Bei den konventionellen Gaußschen Linsen, die mit einer F-Zahl von etwa 1 : 4.0 und einem Halbsichtwinkel von etwa 20° verwendet werden, besteht ein Problem darin, daß ihrer Leistungsfähigkeit in der sagittalen Richtung nicht die gleiche Aufmerksamkeit gewidmet wird, wie in der meridionalen Richtung. Wenn die Bildgesamtqualität durch ein geeignetes Verfahren verbessert werden soll, wie beispielsweise die Vergrößerung der Lesedichte in der sagittalen Richtung, wird eine gute Leistungsfähigkeit der Linse sowohl in meridionaler als auch sagittaler Richtung verlangt. Diese Forderung ist aber durch die Linsensysteme gemäß dem Stand der Techik nicht vollständig erfüllt worden.

Es ist demgemäß ein Ziel der vorliegenden Erfindung, das vorgenannte Problem zu lösen. Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Leselinsensystem hoher Leistungsfähigkeit zu schaffen, das eine F-Zahl von etwa 1 : 4.0 und einen Halbsichtwinkel von nicht mehr als 20° besitzt und das in der Lage ist, Aberrationen, insbesondere Astigmatismus und chromatische Aberrationen zu kompensieren.

Das Leselinsensystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß es, von der Objektseite her gesehen, der Reihe nach folgende Komponenten aufweist: eine erste positive Meniskuslinse mit einer zum Objekt weisenden konvexen Oberfläche, eine zweite positive Meniskuslinse mit einer zum Objekt weisenden konvexen Oberfläche, eine dritte negative Meniskuslinse mit einer zum Objekt weisenden konvexen Oberfläche, eine vierte negative Meniskuslinse mit einer zum Objekt weisenden konkaven Oberfläche, eine positive fünfte Meniskuslinse mit einer zum Objekt weisenden konkaven Oberfläche, und eine sechste positive Linse. Die zweite und die dritte Linse sind miteinander verkittet und die vierte und fünfte Linse sind ebenfalls miteinander verkittet, so daß ein Gesamtsystem geschaffen wird, das aus einer Zusammenstellung von "vier Einheiten-aus-sechs Elementen" besteht wobei das Linsensystem die folgenden Bedingungen erfüllt:

darin bedeutet r _i - der Krümmungsradius der i-ten Oberfläche und d _i - der Abstand zwischen der i-ten und der (i + 1)-ten Oberfläche.

Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.

Fig. 1 stellt einen vereinfachten Querschnitt durch das Linsensystem gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung dar;

Fig. 2 ist eine grafische Darstellung der Aberrationskurven, die mit dem Linsensystem nach Beispiel 1 erhalten wurden;

Fig. 3 stellt einen vereinfachten Querschnitt durch das Linsensystem gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung dar;

Fig. 4 ist eine grafische Darstellung der Aberrationskurven, die mit dem Linsensystem nach Beispiel 2 erhalten wurden;

Fig. 5 stellt einen vereinfachten Querschnitt des Linsensystems gemäß Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung dar;

Fig. 6 ist eine grafische Darstellung der Aberrationskurven, die mit dem Linsensystem gemäß Fig. 3 erhalten wurden;

Fig. 7 stellt einen vereinfachten Querschnitt durch das Linsensystem gemäß Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung dar; und

Fig. 8 ist eine grafische Darstellung der Aberrationskurven, die mit dem Linsensystem der Fig. 4 erhalten wurden.

Was die obengenannten Bedingungen (1)-(5) anbetrifft, muß zur Erzielung einer wirksamen Kompensation des Astigmatismus die Bedingung (1) erfüllt werden. Wird die Obergrenze dieser Bedingung überschritten, nimmt der Astigmatismus bei einer großen Bildhöhe zu. Wird die untere Grenze dieser Bedingung nicht erreicht, nimmt der Astigmatismus bei einer mittleren Bildhöhe zu. Beim Linsensystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist beabsichtigt, die Aberrationen in einem vergleichsweise schmalen Sichtwinkelbereich zu kompensieren, so daß der Wert von d₅ im Vergleich zu konventionellen Systemen relativ groß gemacht ist. Um eine noch höhere Leistungsfähigkeit zu erzielen, soll d₅ möglichst die Bedingung 0,30 < d₅ < 0,34 erfüllen.

Die Bedingung (2) muß zur Erzielung einer wirksamen Kompensation der sphärischen Aberration und des Komas erfüllt werden. Wird die Obergrenze dieser Bedingung überschritten, nimmt die Komaaufhellung zu; auf der anderen Seite wird aber die sphärische Aberration unterkompensiert. Wird die Untergrenze dieser Bedingung nicht erreicht, nimmt die Komaaufhellung zu. Wird die Bedingung (2) erfüllt, kann die zweite Oberfläche der dritten Linse (r₅) und die erste Oberfläche der vierten Linse (r₆) in einer mehr konzentrischen Weise in bezug auf den Blendenstopp angeordnet werden, wodurch bei großer Bildhöhe eine gute Leistungsfähigkeit erzielt wird. Um eine noch bessere Leistung zu erreichen, sollte möglichst die folgende Bedingung erfüllt werden:

So, wie die Bedingung (2), muß auch die Bedingung (3) erfüllt werden, um eine ausreichend wirksame Kompensation der sphärischen Aberration und des Komas zu erzielen. Wird die Obergrenze dieser Bedingung überschritten, wird die sphärische Aberration überkompensiert. Wird die Untergrenze dieser Bedingung nicht erreicht, nimmt die Komaaufhellung zu. Um eine noch wirksamere Kompensation zu erreichen, sollte möglichst die folgende Bedingung erfüllt werden:

Die Bedingungen (4) und (5) müssen erfüllt werden, um eine wirksame Kompensation der chromatischen Aberrationen zu erreichen. Durch Kitten zweier Linsenelemente mit schwacher Brechkraft und großen Unterschieden im Dispersionsindex kann nicht nur die longitudinale, sondern auch die laterale chromatische Aberration zufriedenstellend kompensiert werden. Wird die Obergrenze der Bedingungen (4) oder (5) überschritten, entstehen Schwierigkeiten bei der Kompensation der longitudinalen chromatischen Aberration. Wird die untere Grenze der genannten Bedingungen nicht erreicht, nimmt die laterale chromatische Aberration zu.

Nachfolgend werden vier Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Datentabellen beschrieben, in welchen die aufgeführten Parameter bedeuten: f - die Brennweite des Gesamtsystems auf der e-Linie; F _NO - die F-Zahl; m - die Vergrößerung; r _i - der Krümmungsradius der i-ten Oberflächen; d _i - der Abstand zwischen der i-ten und der (i + 1)-ten Oberfläche; n _i - der Brechungsindex der i-ten Linse auf der e-Linie; und ν _i - die Abbesche Zahl der i-ten Linse auf der e-Linie. Die Datentabellen schließen das Deckglas einer CCD ein.

Beispiel 1

Beispiel 2

Beispiel 3

Beispiel 4

Wie oben beschrieben, ist das Leselinsensystem gemäß der vorliegenden Erfindung als eine "vier Einheiten-aus-sechs Elementen"-Gruppe aufgebaut, die eine F-Zahl von 1 : 4,0 und einen Halbsichtwinkel von nicht mehr als 20° besitzt. Da das System die obengenannten Bedingungen erfüllt, ist es in der Lage, Aberrationen, insbesondere den Astigmatismus und chromatische Aberrationen, wirksam zu kompensieren.

Claims

1. Leselinsensystem, dadurch gekennzeichnet, daß es, von der Objektseite her gesehen, der Reihe nach folgende Komponenten aufweist: eine erste positive Meniskuslinse mit einer zum Objekt weisenden konvexen Oberfläche, eine zweite positive Meniskuslinse mit einer zum Objekt weisenden konvexen Oberfläche, eine dritte negative Meniskuslinse mit einer zum Objekt weisenden konvexen Oberfläche, eine vierte negative Meniskuslinse mit einer zum Objekt weisenden konkaven Oberfläche, eine positive fünfte Meniskuslinse mit einer zum Objekt weisenden konkaven Oberfläche, und eine sechste positive Linse, wobei die zweite und die dritte Linse miteinander verkittet sind und die vierte und fünfte Linse ebenfalls miteinander verkittet sind, so daß ein Gesamtsystem geschaffen wird, das aus einer Zusammenstellung von vier Einheiten-aus-sechs Elementen besteht, und wobei das Linsensystem die folgenden Bedingungen erfüllt: darin bedeutet r _i - der Krümmungsradius der i-ten Oberfläche und d _i - der Abstand zwischen der i-ten und der (i + 1)-ten Oberfläche.

2. Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es gemäß der folgenden Tabelle aufgebaut ist:

3. Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es gemäß der folgenden Tabelle aufgebaut ist:

4. Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es gemäß der folgenden Tabelle aufgebaut ist:

5. Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es gemäß der folgenden Tabelle aufgebaut ist: