JP2001108897A - 読み取りレンズ系 - Google Patents

読み取りレンズ系

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JP2001108897A
JP2001108897A JP28622099A JP28622099A JP2001108897A JP 2001108897 A JP2001108897 A JP 2001108897A JP 28622099 A JP28622099 A JP 28622099A JP 28622099 A JP28622099 A JP 28622099A JP 2001108897 A JP2001108897 A JP 2001108897A
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lens
negative
line
refractive index
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JP28622099A
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Kazuharu Kagoshima
一晴 鹿子嶋
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Minolta Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度でカラー画像が読み取れるように、色
収差等の諸収差がバランス良く良好に補正された読み取
りレンズ系を提供する。 【解決手段】 物体側より順に、最も物体側の面が凸面
である正レンズ群(L1)、物体側に凸面を向けた負メニス
カスレンズ、開口絞り(SP)、像側に凸面を向けた負メニ
スカスレンズ、最も像側の面が凸面である正レンズ群(L
2)から成るレンズ系であって、正レンズ群(L1,L2)が正
・負・正の接合レンズから成る。各正,負レンズの屈折
率,アッベ数、接合している正,負レンズの部分分散比
を適正化した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は読み取りレンズ系に
関するものであり、例えば、イメージスキャナ,イメー
ジリーダー,デジタル複写機等のカラー画像読み取り装
置に適した読み取りレンズ系に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、3ラインカラーセンサを搭載した
カラー画像読み取り装置がよく用いられている。そのセ
ンサは、1チップ上にRGBのフィルタリングが施され
た構成になっているので、この装置に用いる読み取りレ
ンズ系においては、RGBごとのベストピント位置をほ
ぼ同一面上に合わせ込み、その面上でのMTF(modulat
ion transfer function)レベルを同程度にする必要があ
る。もし、センサ面上でのRGB間のMTFレベルに大
きな差があると、出力画像に悪影響を及ぼすことになる
(例えば黒細線に色づきが生じる)。よって、読み取りレ
ンズ系としては、400〜700nmの広い波長域で色収差を充
分に補正して、極力MTF差を少なくしておく必要があ
る。
【0003】また、現在の装置の読み取り密度は400dpi
が主流であり、これに用いられているセンサのほとんど
は画素サイズが8〜10μmである。この場合の読み取り
レンズ系の投影倍率は1/7.94〜1/6.35程度となるが、
画素サイズ8〜10μmのセンサを用いて更に高密度化を
図ろうとすると、その投影倍率が等倍に近づくことにな
る。投影倍率が等倍に近づくと、必然的に読み取りレン
ズ系の焦点距離を今よりも長くしなければならなくな
る。一般に、焦点距離が長くなるほど色収差(軸上色収
差)の発生量は増大してしまうので、より高密度な読み
取り装置を実現するためには、レンズ系の色収差を一定
レベルに抑え込んでおく必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
読み取りレンズ系では色収差の補正が充分とは言えな
い。例えば特開平5−142472号公報で、600dpi対
応の広画角・大口径のトポゴンタイプをベースとしたレ
ンズ系が提案されているが、色消しの補正波長範囲があ
まり広くなく、カラー画像読み取り装置に用いるには不
十分である。
【0005】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであって、高密度でカラー画像が読み取れるよう
に、色収差等の諸収差がバランス良く良好に補正された
読み取りレンズ系を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の読み取りレンズ系は、物体側より順に、最
も物体側の面が凸面である正レンズ群(L1)と、物体側に
凸面を向けた負メニスカスレンズと、開口絞りと、像側
に凸面を向けた負メニスカスレンズと、最も像側の面が
凸面である正レンズ群(L2)と、で構成され、前記2つの
正レンズ群(L1,L2)が共に物体側から順に正レンズ,負
レンズ及び正レンズから成り、これら3枚のレンズのう
ち、少なくとも片方の正レンズと負レンズとが接合して
おり、更に以下の条件式(1)〜(3)を満足することを特徴
とする。 -0.1<N(正)−N(負)<0.3 …(1) 5<ν(正)−ν(負)<45 …(2) 0<|P(Li,正)−P(Li,負)|<0.05 …(3) ただし、 N(正):全系中での正レンズのd線に対する屈折率の平
均、 N(負):全系中での負レンズのd線に対する屈折率の平
均、 ν(正):全系中での正レンズのアッベ数の平均、 ν(負):全系中での負レンズのアッベ数の平均、 P(Li,正):正レンズ群(Li;i=1,2)中で接合している正
レンズの部分分散比の平均、 P(Li,負):正レンズ群(Li;i=1,2)中で接合している負
レンズの部分分散比、 であり、部分分散比Pは式: P=(Ng−NF)/(NF−NC) で表され、 Ng:g線でのガラスの屈折率、 NF:F線でのガラスの屈折率、 NC:C線でのガラスの屈折率、 である。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した読み取り
レンズ系を、図面を参照しつつ説明する。図1〜図6
は、第1〜第6の実施の形態の読み取りレンズ系にそれ
ぞれ対応するレンズ構成図である。各レンズ構成図中、
Si(i=1,2,3,...)が付された面は物体側(すなわち原稿
側)から数えてi番目の面である。また、最も物体側の平
板は原稿台ガラスであり、最も像側の平板はCCD(Cha
rge Coupled Device)カバーガラスである。
【0008】第1〜第6の実施の形態は、4〜6群8枚
構成のカラー画像読み取り用レンズ系であって、物体側
より順に、最も物体側の面が凸面である正レンズ群(L1)
と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、開口
絞り(SP)と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
と、最も像側の面が凸面である正レンズ群(L2)と、で構
成されている。また、2つの正レンズ群(L1,L2)が共に
物体側から順に正レンズ,負レンズ及び正レンズから成
り、これら3枚のレンズのうち、少なくとも片方の正レ
ンズと負レンズとが接合している。このように、開口絞
り(SP)をはさんでほぼ対称なパワー配置とすることによ
り、倍率色収差及び歪曲収差の補正が容易になる。ま
た、開口絞り(SP)に対してコンセントリックな面を多用
することで、コマ収差の発生しにくい構成となる。
【0009】各実施の形態は、更に以下の条件式(1)〜
(3)を満足することを特徴としている。 -0.1<N(正)−N(負)<0.3 …(1) 5<ν(正)−ν(負)<45 …(2) 0<|P(Li,正)−P(Li,負)|<0.05 …(3) ただし、 N(正):全系中での正レンズのd線に対する屈折率の平
均、 N(負):全系中での負レンズのd線に対する屈折率の平
均、 ν(正):全系中での正レンズのアッベ数の平均、 ν(負):全系中での負レンズのアッベ数の平均、 P(Li,正):正レンズ群(Li;i=1,2)中で接合している正
レンズの部分分散比の平均、 P(Li,負):正レンズ群(Li;i=1,2)中で接合している負
レンズの部分分散比、 であり、部分分散比Pは式: P=(Ng−NF)/(NF−NC) で表され、 Ng:g線でのガラスの屈折率、 NF:F線でのガラスの屈折率、 NC:C線でのガラスの屈折率、 である。
【0010】条件式(1)は、主に像面湾曲を良好に補正
するための条件を規定している。条件式(1)の下限を超
えると、ペッツバール和が大きくなりすぎて、像面湾曲
が補正不足になる。また、条件式(1)の上限を超える
と、逆にペッツバール和が小さくなりすぎて、像面湾曲
が補正過剰になってしまう。
【0011】条件式(2)は、単色の収差を良好に保ちな
がら、2波長間の軸上色収差補正を行うための条件を規
定している。条件式(1)の下限を超えると、各レンズの
パワーが強まり、球面収差等の単色収差を良好に補正す
ることができなくなる。また、条件式(2)の上限を超え
ると、今あるガラスにおいて他の条件式(1),(3)を満足
するようなガラスの組み合わせが実現できなくなる。
【0012】条件式(3)は、軸上色収差の2次スペクト
ルを補正するための条件を規定している。本発明の読み
取りレンズ系においては、正レンズ群(Li)中のP(Li,
正)とP(Li,負)との差を減らすことが、2次スペクトル
を補正することにつながる。この条件範囲を外れると、
特に400〜450nmあたりの軸上色収差を充分に補正するこ
とが困難になる。
【0013】上記各実施の形態のように、広画角に強い
トポゴンタイプをベースとして、各レンズの形状や材質
の屈折率,部分分散比等を工夫すれば、大口径(F4),
半画角19°程度で、色収差をはじめとする諸収差をバ
ランス良く良好に補正し、また高空間周波数領域におい
ても高いコントラストを達成することができる。そし
て、そのような読み取りレンズ系を用いることにより、
高密度のカラー画像の読み取りが可能となる。
【0014】
【実施例】以下、本発明を実施した読み取りレンズ系
を、コンストラクションデータ,収差図等を挙げて、更
に具体的に説明する。なお、以下に挙げる実施例1〜6
は、前述した第1〜第6の実施の形態にそれぞれ対応し
ており、第1〜第6の実施の形態を表すレンズ構成図
(図1〜図6)は、対応する実施例1〜6のレンズ構成を
それぞれ示している。また、実施例はすべて読み取り密
度600dpiに対応する例である。実施例1〜3は、A3原
稿を9.325μmサイズの3ラインCCD上に縮小投影す
る読み取りレンズ系であり、実施例4〜6は、A3原稿
を8μmサイズの3ラインCCD上に縮小投影する読み
取りレンズ系である。
【0015】各実施例のコンストラクションデータにお
いて、Si(i=1,2,3,...)は物体側(原稿側)から数えてi番
目の面、ri(i=1,2,3,...)は面Siの曲率半径、di(i=1,2,
3,...)は物体側(原稿側)から数えてi番目の軸上面間隔
である。全系の焦点距離(f),投影倍率,Fナンバー(FN
O),物像間距離及び各波長でのガラスの屈折率(NC,Nd,N
e,NF,Ng)を併せて示し、また、表1に各実施例の条件式
対応値を示す。なお、C線の波長:λC=656.28nm,d線
の波長:λd=587.56nm,e線の波長:λe=546.07nm,F
線の波長:λF=486.13nm,g線の波長:λg=435.84nmで
ある。
【0016】図7〜図12は、実施例1〜実施例6の収
差図である。それぞれ左側から順に、球面収差(LONGITU
DINAL SPHERICAL ABER.),非点収差(ASTIGMATIC FIELD
CURVES),歪曲収差(DISTORTION)を示しており、破線は
C線(λC=656.3nm)に対する収差、実線はe線(λe=546.
1nm)に対する収差、一点鎖線はg線(λg=435.8nm)に対
する収差を表している。球面収差{横軸:近軸像面から
の光軸方向のズレ量(mm)}の縦軸は、瞳への入射高さを
その最大高さで規格化した値を表しており、非点収差
{横軸:近軸像面からの光軸方向のズレ量(mm)}及び歪曲
収差{横軸(%)}の縦軸は物高{OBJ HT(mm)}を表してい
る。また非点収差図中、曲線Sはサジタル面での像面湾
曲を表しており、曲線Tはタンジェンシャル面での像面
湾曲を表している。
【0017】図13〜図18は実施例1〜実施例6の横
収差図である。各横収差図において、左の列(TANGENTIA
L)はタンジェンシャル光束での横収差図であり、右の列
(SAGITTAL)はサジタル光束での横収差図である。各横収
差図は、各図中に「y'/y'maxRELATIVE FIELD HEIGHT
(ω°)」で表されている像高比y'/y'max(半画角ω°)で
の、e線(λe=546.1nm)に対する横収差(mm)を示してい
る。例えば図13では、上から順に、像高比y'/y'max=
1.00,0.85,0.70,0.50,0.00(半画角ω=18.65,16.02,13.3
2,9.605,0.000°)である。なお像高比y'/y'maxは、像高
y'を最大像高y'maxで規格化した相対的な像高である(y'
maxはOBJ HT=-150に対応する。)。
【0018】 《実施例1》 f=80.5mm(d線) 投影倍率=−0.22028 FNO=4.0 物像間距離=529mm [面] [曲率半径] [面間隔] [カ゛ラス] S1 r1= ∞ d1= 3.0 A S2 r2= ∞ d2= (任意) S3 r3= 33.764 d3= 7.0 B S4 r4= 206.709 d4= 1.5 C S5 r5= 25.962 d5= 5.7 B S6 r6= 54.194 d6= 1.0 S7 r7= 22.640 d7= 3.8 C S8 r8= 16.901 d8= 9.1 S9 r9= ∞(SP) d9= 10.4 S10 r10= -16.805 d10= 4.0 C S11 r11= -22.230 d11= 1.0 S12 r12= -91.936 d12= 5.0 B S13 r13= -30.939 d13= 1.5 C S14 r14= 654.879 d14= 6.4 B S15 r15= -37.212 d15=(任意) S16 r16= ∞ d16= 1.0 A S17 r17= ∞
【0019】 〈ガラスの屈折率〉 [カ゛ラス] [C線] [d線] [e線] [F線] [g線] A … NC=1.51432 Nd=1.51680 Ne=1.51872 NF=1.52237 Ng=1.52667 B … NC=1.75007 Nd=1.75450 Ne=1.75798 NF=1.76470 Ng=1.77271 C … NC=1.67600 Nd=1.68150 Ne=1.68590 NF=1.69460 Ng=1.70534
【0020】 《実施例2》 f=80.4mm(d線) 投影倍率=-0.22028 FNO=4.0 物像間距離=531mm [面] [曲率半径] [面間隔] [カ゛ラス] S1 r1= ∞ d1= 3.0 AA S2 r2= ∞ d2= (任意) S3 r3= 37.451 d3= 7.3 BB S4 r4= 1682.114 d4= 2.4 CC S5 r5= 21.338 d5= 6.5 BB S6 r6= 49.221 d6= 1.1 S7 r7= 22.154 d7= 3.0 DD S8 r8= 16.936 d8= 9.3 S9 r9= ∞(SP) d9= 9.6 S10 r10= -16.961 d10= 2.8 DD S11 r11= -21.719 d11= 1.0 S12 r12= -78.770 d12= 6.0 BB S13 r13= -21.426 d13= 2.4 CC S14 r14= 330.033 d14= 7.0 BB S15 r15= -40.807 d15=(任意) S16 r16= ∞ d16= 1.0 AA S17 r17= ∞
【0021】 〈ガラスの屈折率〉 [カ゛ラス] [C線] [d線] [e線] [F線] [g線] AA … NC=1.51432 Nd=1.51680 Ne=1.51872 NF=1.52237 Ng=1.52667 BB … NC=1.75007 Nd=1.75450 Ne=1.75798 NF=1.76470 Ng=1.77271 CC … NC=1.64610 Nd=1.65100 Ne=1.65490 NF=1.66256 Ng=1.67192 DD … NC=1.57723 Nd=1.58144 Ne=1.58481 NF=1.59145 Ng=1.59965
【0022】 《実施例3》 f=81.6mm(d線) 投影倍率=-0.22028 FNO=4.0 物像間距離=530mm [面] [曲率半径] [面間隔] [カ゛ラス] S1 r1= ∞ d1= 3.0 AAA S2 r2= ∞ d2= (任意) S3 r3= 42.486 d3= 7.30 BBB S4 r4= 879.705 d4= 2.53 S5 r5= -919.890 d5= 1.50 CCC S6 r6= 19.934 d6= 8.05 BBB S7 r7= 78.373 d7= 3.94 S8 r8= 26.568 d8= 3.42 CCC S9 r9= 19.245 d9= 5.71 S10 r10= ∞(SP) d10=11.76 S11 r11= -15.607 d11= 4.44 CCC S12 r12= -20.902 d12= 1.04 S13 r13=-128.506 d13= 8.12 BBB S14 r14= -22.318 d14= 1.50 CCC S15 r15= 427.245 d15= 6.98 BBB S16 r16= -45.208 d16=(任意) S17 r17= ∞ d17= 1.00 AAA S18 r18= ∞
【0023】 〈ガラスの屈折率〉 [カ゛ラス] [C線] [d線] [e線] [F線] [g線] AAA … NC=1.51432 Nd=1.51680 Ne=1.51872 NF=1.52237 Ng=1.52667 BBB … NC=1.75007 Nd=1.75450 Ne=1.75798 NF=1.76470 Ng=1.77271 CCC … NC=1.64921 Nd=1.65412 Ne=1.65804 NF=1.66572 Ng=1.67519
【0024】 《実施例4》 f=71.7mm(d線) 投影倍率=-0.18898 FNO=4.0 物像間距離=530mm [面] [曲率半径] [面間隔] [カ゛ラス] S1 r1= ∞ d1= 3.0 AAAA S2 r2= ∞ d2= (任意) S3 r3= 26.283 d3= 7.80 BBBB S4 r4= 364.208 d4= 4.15 CCCC S5 r5= 18.115 d5= 1.06 S6 r6= 25.219 d6= 3.88 BBBB S7 r7= 172.934 d7= 1.00 S8 r8= 154.654 d8= 1.50 CCCC S9 r9= 32.762 d9= 4.12 S10 r10= ∞(SP) d10= 6.30 S11 r11= -20.955 d11= 4.01 CCCC S12 r12= -28.234 d12= 1.62 S13 r13=-106.319 d13= 3.50 BBBB S14 r14= -28.240 d14= 1.00 S15 r15= -22.226 d15= 1.50 CCCC S16 r16= 212.755 d16= 7.93 BBBB S17 r17= -31.942 d17=(任意) S18 r18= ∞ d18= 1.00 AAAA S19 r19= ∞
【0025】 〈ガラスの屈折率〉 [カ゛ラス] [C線] [d線] [e線] [F線] [g線] AAAA … NC=1.51432 Nd=1.51680 Ne=1.51872 NF=1.52237 Ng=1.52667 BBBB … NC=1.75007 Nd=1.75450 Ne=1.75798 NF=1.76470 Ng=1.77271 CCCC … NC=1.64921 Nd=1.65412 Ne=1.65804 NF=1.66572 Ng=1.67519
【0026】 《実施例5》 f=74.8mm(d線) 投影倍率=-0.18898 FNO=4.5 物像間距離=550mm [面] [曲率半径] [面間隔] [カ゛ラス] S1 r1= ∞ d1= 3.0 AAAAA S2 r2= ∞ d2= (任意) S3 r3= 23.660 d3= 6.24 BBBBB S4 r4= 85.428 d4= 1.50 CCCCC S5 r5= 18.350 d5= 1.89 S6 r6= 28.468 d6= 3.39 DDDDD S7 r7= 79.205 d7= 1.00 S8 r8= 20.917 d8= 5.56 CCCCC S9 r9= 16.501 d9= 5.35 S10 r10= ∞(SP) d10= 5.76 S11 r11= -18.648 d11= 4.20 CCCCC S12 r12= -21.250 d12= 1.00 S13 r13=-206.301 d13= 3.15 DDDDD S14 r14= -32.525 d14= 1.79 S15 r15= -18.206 d15= 1.58 CCCCC S16 r16=-124.575 d16= 5.93 BBBBB S17 r17= -22.609 d17=(任意) S18 r18= ∞ d18= 1.00 AAAAA S19 r19= ∞
【0027】 〈ガラスの屈折率〉 [カ゛ラス] [C線] [d線] [e線] [F線] [g線] AAAAA … NC=1.51432 Nd=1.51680 Ne=1.51872 NF=1.52237 Ng=1.52667 BBBBB … NC=1.75007 Nd=1.75450 Ne=1.75798 NF=1.76470 Ng=1.77271 CCCCC … NC=1.64921 Nd=1.65412 Ne=1.65804 NF=1.66572 Ng=1.67519 DDDDD … NC=1.49130 Nd=1.49310 Ne=1.49451 NF=1.49720 Ng=1.50037
【0028】 《実施例6》 f=72.2mm(d線) 投影倍率=-0.18898 FNO=4.0 物像間距離=530mm [面] [曲率半径] [面間隔] [カ゛ラス] S1 r1= ∞ d1= 3.00 AAAAAA S2 r2= ∞ d2= (任意) S3 r3= 39.526 d3= 5.01 BBBBBB S4 r4= 345.924 d4= 1.50 CCCCCC S5 r5= 19.783 d5= 5.68 BBBBBB S6 r6= 60.827 d6= 1.00 S7 r7= 23.428 d7= 5.46 CCCCCC S8 r8= 16.839 d8= 7.21 S9 r9= ∞(SP) d9= 9.72 S10 r10= -15.528 d10= 3.16 CCCCCC S11 r11= -19.740 d11= 1.00 S12 r12= -97.127 d12= 5.77 BBBBBB S13 r13= -19.798 d13= 1.50 CCCCCC S14 r14= 231.856 d14= 5.30 BBBBBB S15 r15= -40.868 d15=(任意) S16 r16= ∞ d16= 1.00 AAAAAA S17 r17= ∞
【0029】 〈ガラスの屈折率〉 [カ゛ラス] [C線] [d線] [e線] [F線] [g線] AAAAAA… NC=1.51432 Nd=1.51680 Ne=1.51872 NF=1.52237 Ng=1.52667 BBBBBB… NC=1.75007 Nd=1.75450 Ne=1.75798 NF=1.76470 Ng=1.77271 CCCCCC… NC=1.64921 Nd=1.65412 Ne=1.65
804 NF=1.66572 Ng=1.67519
【0030】
【表1】
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
密度でカラー画像が読み取れるように、色収差等の諸収
差がバランス良く良好に補正された読み取りレンズ系を
実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態(実施例1)のレンズ構成
図。
【図2】第2の実施の形態(実施例2)のレンズ構成図。
【図3】第3の実施の形態(実施例3)のレンズ構成図。
【図4】第4の実施の形態(実施例4)のレンズ構成図。
【図5】第5の実施の形態(実施例5)のレンズ構成図。
【図6】第6の実施の形態(実施例6)のレンズ構成図。
【図7】実施例1の縦収差図。
【図8】実施例2の縦収差図。
【図9】実施例3の縦収差図。
【図10】実施例4の縦収差図。
【図11】実施例5の縦収差図。
【図12】実施例6の縦収差図。
【図13】実施例1の横収差図。
【図14】実施例2の横収差図。
【図15】実施例3の横収差図。
【図16】実施例4の横収差図。
【図17】実施例5の横収差図。
【図18】実施例6の横収差図。
【符号の説明】
L1 …正レンズ群 L2 …正レンズ群 SP …開口絞り

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側より順に、最も物体側の面が凸面
    である正レンズ群(L1)と、物体側に凸面を向けた負メニ
    スカスレンズと、開口絞りと、像側に凸面を向けた負メ
    ニスカスレンズと、最も像側の面が凸面である正レンズ
    群(L2)と、で構成され、 前記2つの正レンズ群(L1,L2)が共に物体側から順に正
    レンズ,負レンズ及び正レンズから成り、これら3枚の
    レンズのうち、少なくとも片方の正レンズと負レンズと
    が接合しており、 更に以下の条件式(1)〜(3)を満足することを特徴とする
    読み取りレンズ系; -0.1<N(正)−N(負)<0.3 …(1) 5<ν(正)−ν(負)<45 …(2) 0<|P(Li,正)−P(Li,負)|<0.05 …(3) ただし、 N(正):全系中での正レンズのd線に対する屈折率の平
    均、 N(負):全系中での負レンズのd線に対する屈折率の平
    均、 ν(正):全系中での正レンズのアッベ数の平均、 ν(負):全系中での負レンズのアッベ数の平均、 P(Li,正):正レンズ群(Li;i=1,2)中で接合している正
    レンズの部分分散比の平均、 P(Li,負):正レンズ群(Li;i=1,2)中で接合している負
    レンズの部分分散比、 であり、部分分散比Pは式: P=(Ng−NF)/(NF−NC) で表され、 Ng:g線でのガラスの屈折率、 NF:F線でのガラスの屈折率、 NC:C線でのガラスの屈折率、 である。
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