JP2008134540A - Fisheye lens - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超広角の魚眼レンズに関する。 The present invention relates to a super-wide angle fisheye lens.
近年、気象観測、写真等の分野に加え、監視カメラ、車載カメラ等の分野でも、超広角レンズの需要が高まってきている。 In recent years, in addition to the fields of weather observation and photography, the demand for super-wide-angle lenses has also increased in the fields of surveillance cameras and in-vehicle cameras.
このような用途において、レンズはできるだけ小さく、かつ明るいことが望まれる。 In such applications, it is desirable that the lens be as small and bright as possible.
従来、魚眼レンズを含む超広角レンズは、その特徴的な射影方式により、気象撮影などの科学的用途に多く供されてきた。単純な構成を持つ魚眼レンズの歴史は古く、1924年にベックが製作した「ヒルのスカイレンズ」にさかのぼる(非特許文献1参照)。 Conventionally, super wide-angle lenses including fisheye lenses have been widely used for scientific applications such as weather photography due to their characteristic projection methods. The fisheye lens with a simple structure has a long history, and goes back to the “hill sky lens” manufactured by Beck in 1924 (see Non-Patent Document 1).
この種のレンズは、3枚のレンズより構成され、気象記録用途として、全天を一枚の写真に記録する際に用いられる。 This type of lens is composed of three lenses, and is used when recording the whole sky on a single photograph for weather recording purposes.
特許文献1に、3枚構成の超広角レンズが示されている。 Patent Document 1 discloses a super wide-angle lens having three lenses.
また、特許文献2には、3枚のレンズの配置について、凹|凸凸(すなわち凹レンズ、絞り、凸レンズ、凸レンズ)であることが示されている。
従来の小型の魚眼レンズは、非常に暗い。 Conventional small fisheye lenses are very dark.
明るい魚眼レンズも開発されているが、大型のものに限られている。従来は、明るくかつ超広角にするためには、多くのレンズエレメントを使わざるをえず、大型化が避けられなかった。 Bright fisheye lenses have also been developed but are limited to large ones. In the past, in order to achieve a bright and ultra-wide angle, many lens elements had to be used, and an increase in size was inevitable.
また、特許文献1においては、最も物体側に位置する第1レンズの屈折力が極めて弱く、効果的に主光線を曲げることができないため、軸外収差(特に高次の非点収差)の補正が困難であった。 In Patent Document 1, since the refractive power of the first lens located closest to the object side is extremely weak and the principal ray cannot be effectively bent, correction of off-axis aberrations (particularly high-order astigmatism) is performed. It was difficult.
従来の魚眼レンズでは、一方で、簡単な構成では暗くなる欠点があり、他方で、明るくするには構成が複雑となり、大型化が避けられない欠点があった。その主な原因として、現実的に精密な非球面加工技術がなかったことをあげることができる。そのため、明るくするためには、球面のみで超広角レンズを構成せざるをえないが、そうすると、多くのレンズ枚数が必要になるのである。 In the conventional fisheye lens, on the other hand, there is a drawback that it becomes dark with a simple configuration, and on the other hand, there is a disadvantage that the configuration becomes complicated to make it bright and an increase in size is inevitable. The main reason for this is that there was no practically precise aspheric processing technology. Therefore, in order to make it bright, it is necessary to construct a super-wide-angle lens only with a spherical surface, but in that case, a large number of lenses are required.
本発明の目的は、少ないレンズ構成枚数で明るくかつ超広角とすることを可能にする魚眼レンズを提供することである。 An object of the present invention is to provide a fish-eye lens that can be bright and have a super wide angle with a small number of lenses.
本発明の解決手段を例示すると、次のとおりである。 Examples of the solving means of the present invention are as follows.
(1)3枚構成のレンズ系からなり、最も物体側に位置する第1レンズは、高屈折率のガラス製レンズで、両面が球面であり、第2レンズは、樹脂製レンズ又はモールドガラス製レンズで、非球面形状を有しており、水平画角160°以上の超広角を有することを特徴とする魚眼レンズ。 (1) The lens system is composed of three lenses, and the first lens located closest to the object side is a glass lens with a high refractive index, both surfaces are spherical, and the second lens is made of a resin lens or molded glass. A fish-eye lens having an aspherical shape and a super wide angle of 160 ° or more in horizontal angle of view.
(2)順に凹の第1レンズ、凹の第2レンズ、絞り、凸の第3レンズと配置することを特徴とする前述の魚眼レンズ。 (2) The fisheye lens described above, wherein a concave first lens, a concave second lens, a stop, and a convex third lens are arranged in this order.
(3)第3レンズが、樹脂製レンズ又はモールドガラス製レンズであることを特徴とする前述の魚眼レンズ。 (3) The aforementioned fisheye lens, wherein the third lens is a resin lens or a molded glass lens.
(4)撮像素子に比べて全長が短く、近赤外域のある単一の波長に対して諸収差が補正され、出射瞳位置t’に対して |t’| >10f(fは焦点距離)で表される像側が略テレセントリックであることを特徴とする前述の魚眼レンズ。 (4) The overall length is shorter than that of the image sensor, and various aberrations are corrected for a single wavelength in the near infrared region, and | t ′ |> 10f (f is the focal length) with respect to the exit pupil position t ′. The fisheye lens described above, wherein the image side represented by the formula is substantially telecentric.
(5)第1レンズと第2レンズが、群全体として屈折力が負である第一群(G1)を構成し、第3レンズが、絞りをはさんで、像側に、球面あるいは非球面の正の単レンズよりなる第二群(G2)を構成していることを特徴とする前述の魚眼レンズ。 (5) The first lens and the second lens constitute a first group (G1) whose refractive power is negative as a whole, and the third lens is a spherical surface or an aspherical surface on the image side across the stop. The fisheye lens described above, which constitutes the second group (G2) consisting of a positive single lens.
(6)第1レンズが負のメニスカスレンズであることを特徴とする前述の魚眼レンズ。 (6) The fisheye lens described above, wherein the first lens is a negative meniscus lens.
(7)等距離射影に基づいていることを特徴とする前述の魚眼レンズ。 (7) The above-described fisheye lens, which is based on equidistant projection.
両面が球面である高屈折率のガラス製レンズと、樹脂製レンズ又はモールドガラス製レンズとを組み合わせることにより、樹脂製レンズ又はモールドガラス製レンズについて非球面創成の自由度を飛躍的に向上させることができる。そのようにして得る非球面創成の大きな自由度と、焦点距離が短いため、色補正の必要が無いことを巧みに活用して、明るく、非常に簡単な構成の超広角レンズを実現することができる。 By combining a glass lens with a high refractive index whose both surfaces are spherical and a resin lens or a molded glass lens, the degree of freedom of creating an aspheric surface for the resin lens or molded glass lens is dramatically improved. Can do. It is possible to achieve a super-wide-angle lens with a bright and very simple structure by making the best use of the aspherical surface obtained in this way and the fact that the focal length is short, so that there is no need for color correction. it can.
本発明の最良の実施形態による魚眼レンズにおけるレンズ系の群の働きについて述べると、第一群は、大きな傾角を持つ軸外主光線の傾角を緩める働きを持つ。それと同時に、∞光を、レンズから有限の距離の虚像に結像する。第二群は、その虚像を撮像面に実像として結像させる。 The function of the lens system group in the fisheye lens according to the best embodiment of the present invention will be described. The first group has a function of relaxing the tilt angle of the off-axis principal ray having a large tilt angle. At the same time, ∞ light is formed into a virtual image at a finite distance from the lens. The second group forms the virtual image as a real image on the imaging surface.
したがって、第一群の形状は、主に軸外収差、特に歪曲に関連し、第二群の形状は球面収差とコマ収差に関係する。 Therefore, the shape of the first group is mainly related to off-axis aberrations, particularly distortion, and the shape of the second group is related to spherical aberration and coma aberration.
超広角レンズにあっては、射影方式が仕様において重要な因子となる。 For ultra-wide-angle lenses, the projection method is an important factor in the specification.
最も物体側に位置する第1レンズは、第一群に属し、両面が球面のものとする。そして、この第1レンズは、耐候性の要請により、ガラスレンズとする。 The first lens located closest to the object side belongs to the first group and has both spherical surfaces. The first lens is a glass lens in response to weather resistance requirements.
しかも、この第1レンズは強い屈折力を有し、主光線を効果的に曲げつつ、軸上収差の悪化を防ぐために、なるべく高屈折率のガラス材を用い、曲率を小さくする。 In addition, the first lens has a strong refractive power, and uses a glass material with a high refractive index as much as possible to reduce the curvature while effectively bending the principal ray and preventing the deterioration of the axial aberration.
なお、一応、この第1レンズに非球面加工を施すことも考えられるが、加工の容易な樹脂やモールドガラスはおしなべて低屈折率であるので、なるべく高屈折率のガラス材を用いる。しかし、高屈折率のガラス材を用いると、非球面創成は高コストである。したがって、この第1レンズは両面を加工の容易な球面で構成することが望ましい。 Although it is conceivable to apply aspherical processing to the first lens, resin and mold glass that are easy to process generally have a low refractive index. Therefore, a glass material having a high refractive index is used as much as possible. However, when a glass material having a high refractive index is used, aspherical surface creation is expensive. Therefore, it is desirable that the first lens is composed of spherical surfaces that are easy to process.
ところが、球面のみからなる第1レンズでは、軸外主光線の制御を十分に行うことができないため、高屈折率のガラス製で、かつ球面のみからなる第1レンズと、非球面創成の比較的容易な樹脂あるいはモールドガラスよりなる第2レンズとを組み合わせて第1群を構成し、所望の目的を達成する。 However, since the first lens made only of a spherical surface cannot sufficiently control the off-axis principal ray, the first lens made of high refractive index glass and made only of a spherical surface is relatively difficult to create an aspherical surface. A first lens is formed by combining a second lens made of easy resin or molded glass to achieve a desired purpose.
第2レンズは、ほとんど屈折力はない反面、非常に大きなコーニック係数を持つようにすることが好ましい。 The second lens has almost no refractive power, but preferably has a very large conic coefficient.
また、第1レンズと第2レンズで1つの群を構成し、後群にまったくレンズのないいわゆる後絞りのレンズの設計も可能であるが、CCD等の撮像素子においては、各像点を形成する主光線の入射角はできるだけ平行であることが望ましい。言い換えれば、光学系は像側テレセントリックに近いことが望ましいが、これを達成するためには、物側主点が略絞り位置にある正のレンズとすることが望ましい。そこで第一群と第二群を構成する3枚レンズの配置とし、しかも、凹凹|凸(つまり凹レンズ、凹レンズ、絞り、凸レンズ)の配置構成が望ましい。 In addition, it is possible to design a so-called rear stop lens in which the first lens and the second lens constitute one group and there is no lens in the rear group, but each image point is formed in an image sensor such as a CCD. It is desirable that the incident angles of the principal rays be as parallel as possible. In other words, the optical system is desirably close to image side telecentric, but in order to achieve this, it is desirable to use a positive lens in which the object side principal point is substantially at the stop position. Therefore, the arrangement of the three lenses constituting the first group and the second group is desirable, and the arrangement configuration of concave / convex (that is, concave lens, concave lens, stop, convex lens) is desirable.
ここで、好ましい「非球面形状」について述べると、第二群を構成する正の単レンズ(第3レンズ)は、両面とも回転双曲面の形状とし、弱い面が絞りを向くようにする。例えば、この種のレンズの作用は、上述のように、前群によって有限の距離に作られた虚像を撮像面上の実像として結像する役割を持つ。 Here, a preferable “aspherical shape” will be described. The positive single lens (third lens) constituting the second group has a rotational hyperboloid shape on both surfaces, and the weak surface faces the diaphragm. For example, the action of this type of lens has a role of forming a virtual image formed at a finite distance by the front group as a real image on the imaging surface as described above.
また、瞳結像に着目すると、これは絞りの像を出射瞳として結像する役割を持つ。特に、このときは、出射瞳は∞にあることが望ましい。この形状は、瞳結像についていえば、光ディスクのピックアップレンズと同様、アプラナティック単レンズ(つまりアプラナティック=球面収差とコマ収差の補正されたレンズ)の構成である。 Further, when focusing on pupil imaging, this has a role of forming an image of a diaphragm as an exit pupil. In particular, at this time, it is desirable that the exit pupil is at ∞. In terms of pupil imaging, this shape is the configuration of an aplanatic single lens (that is, a lens in which aplanatic = spherical aberration and coma aberration are corrected), similar to the pickup lens of an optical disk.
非球面に対するベース曲率について言えば、瞳球面収差を少なくするためには瞳共役距離の遠い側に強い面を向ける。一般に球面収差は、面の周辺部に行くに従い平行光を一点に集めるために必要な曲率より強くなることによって発生することが知られている。そこで、各面のコーニック定数kを負に設定することによって、中心曲率をそのまま保ち、周辺曲率を小さくすると、瞳球面収差を小さく抑える点で有効である。 Speaking of the base curvature with respect to the aspherical surface, in order to reduce pupil spherical aberration, a strong surface is directed to the far side of the pupil conjugate distance. In general, it is known that spherical aberration is generated by becoming stronger than the curvature necessary for collecting parallel light at one point as it goes to the peripheral part of the surface. Therefore, by setting the conic constant k of each surface to be negative, keeping the central curvature as it is and reducing the peripheral curvature is effective in reducing pupil spherical aberration.
また、「ある単一の波長に対して諸収差が補正されている」ことについて、監視カメラや車載カメラといった用途では、非常に大きな画角(2ω>160°)をもち、かつ動画を記録する必要から、できるだけ明るいレンズが必要とされている。 In addition, regarding the fact that “various aberrations are corrected for a single wavelength”, in applications such as surveillance cameras and in-vehicle cameras, it has a very large angle of view (2ω> 160 °) and records moving images. From the need, lenses that are as bright as possible are needed.
このような用途にあっては、夜間撮影を可能にするため、近赤外域に高感度を持つ撮像素子が多く使用される。その結果、レンズの仕様としては、科学観測分野や写真等の芸術分野とは異なり、可視域全体での色補正の必要はあまりない。 In such an application, in order to enable night photography, an image sensor having high sensitivity in the near infrared region is often used. As a result, the lens specification, unlike the scientific observation field and the art field such as photography, does not require much color correction in the entire visible range.
また、レンズ材料の屈折率は、一般に、紫外域に近づくにつれ急激に上昇するが、赤色〜近赤外域においては、緩やかに低下するという特徴がある。したがって、撮像素子の特性に対応した近赤外域のある単一の波長に対し球面収差が補正されていれば、赤色〜近赤外域においては、それほど急激な軸上収差の崩れは無い。 In addition, the refractive index of the lens material generally increases rapidly as it approaches the ultraviolet region, but is characterized by a moderate decrease in the red to near infrared region. Therefore, if the spherical aberration is corrected for a single wavelength in the near infrared region corresponding to the characteristics of the image sensor, the axial aberration does not collapse so rapidly in the red to near infrared region.
同様の理由により、倍率の色収差を含む軸外諸収差も、赤色〜近赤外域において、それほど大きな崩れ(像が色づくこと)は示さない。 For the same reason, off-axis aberrations including chromatic aberration of magnification do not show so much collapse (the image is colored) in the red to near infrared region.
以上に鑑みると、「近赤外域のある単一の波長に対して諸収差が補正されている」レンズが好ましい。 In view of the above, a lens that “corrects various aberrations for a single wavelength in the near infrared region” is preferable.
非球面係数の定義について述べると、次のとおりである。
ここで、xは面の光軸方向へのサグ量である。Rは曲率半径である。また、H=y^2 + z^2 であり、これは面形状が回転対称形状であることを示す。Kはコーニック係数であり、−(離心率)^2である。A,B,Cはそれぞれ4次、6次、8次の非球面係数であり、面形状の円錐曲線からの隔たりを表す。 Here, x is a sag amount in the optical axis direction of the surface. R is a radius of curvature. H = y ^ 2 + z ^ 2, which indicates that the surface shape is a rotationally symmetric shape. K is a conic coefficient and − (eccentricity) ^ 2. A, B, and C are fourth-order, sixth-order, and eighth-order aspherical coefficients, respectively, and represent the distance from the conical curve of the surface shape.
なお、本発明においては、レンズ形状は必ずしも回転対称でなくてもよい。車載カメラや監視カメラといった使用分野では、いわゆるアナモルフィック面を導入し、光軸(x軸)に垂直なy軸及びz軸のそれぞれの結像倍率を変えることで、被写体を所望のイメージサークル内に収めるからである。このように構成しても、結像性能は劣化せず、所望の結像性能を達成することができる。 In the present invention, the lens shape is not necessarily rotationally symmetric. In the field of use such as in-vehicle cameras and surveillance cameras, a so-called anamorphic surface is introduced, and the imaging magnification of each of the y-axis and z-axis perpendicular to the optical axis (x-axis) is changed, so that the subject can have a desired image circle Because it fits inside. Even if comprised in this way, imaging performance does not deteriorate and desired imaging performance can be achieved.
本発明の好ましい実施形態による魚眼レンズは、等距離射影に基づく魚眼レンズである。 The fisheye lens according to a preferred embodiment of the present invention is a fisheye lens based on equidistant projection.
本発明の好ましい実施形態においては、魚眼レンズは、構成枚数が3枚で、超広角(2ω>160°)で、かつ非常に明るい(F/3以下)。 In a preferred embodiment of the present invention, the fisheye lens is composed of three lenses, has a super wide angle (2ω> 160 °), and is very bright (F / 3 or less).
また、本発明の好ましい実施形態においては、撮像素子に比べて全長が短く(全長 ≦10f程度)、近赤外域のある単一の波長にたいして諸収差が補正され、像側は略テレセントリック( 出射瞳位置t’に対して |t’| > 10f、fは焦点距離)である。 In a preferred embodiment of the present invention, the overall length is shorter than the image sensor (total length ≦ 10 f), various aberrations are corrected for a single wavelength in the near infrared region, and the image side is substantially telecentric (exit pupil). | T ′ |> 10f with respect to the position t ′, where f is a focal length).
また、本発明の好ましい実施形態においては、絞りをはさんで、物体側に、ガラスよりなる負のメニスカスレンズ(第1レンズ)と、非球面形状を含むレンズ(第2レンズ)を設ける。群全体として屈折力が負である第一群G1を、第1レンズと第2レンズで構成する。絞りをはさんで、像側に、樹脂あるいはモールド成型の可能なガラスよりなる球面あるいは非球面の正の単レンズ(第3レンズ)で、第二群G2を構成する。 In a preferred embodiment of the present invention, a negative meniscus lens (first lens) made of glass and a lens (second lens) including an aspheric shape are provided on the object side across the stop. The first group G1 having a negative refractive power as a whole group is composed of a first lens and a second lens. The second group G2 is composed of a spherical or aspherical positive single lens (third lens) made of resin or moldable glass on the image side with the stop interposed therebetween.
ここで、正のレンズ(第3レンズ)の非球面形状については、コーニック定数K<0であり、パワー配分、面間隔の条件が与えられる。 Here, the aspherical shape of the positive lens (third lens) is conic constant K <0, and conditions for power distribution and surface separation are given.
以上のように構成すれば、色補正の必要が無いことから、明るく、非常に簡単な構成の超広角レンズとすることができる。 If configured as described above, since there is no need for color correction, a super-wide-angle lens having a bright and very simple configuration can be obtained.
また、3枚のレンズの配置は、凹凹|凸(つまり凹レンズ、凹レンズ、絞り、凸レンズ)とし、凹|凸凸(凹レンズ、絞り、凸レンズ、凸レンズ)の配置や、凹凹凸|(つまり凹レンズ、凹レンズ、凸レンズ、絞り)の配置に比較して優れたものとすることができる。 In addition, the arrangement of the three lenses is concave / convex (that is, concave lens, concave lens, aperture, convex lens), and concave | convex / convex (concave lens, aperture, convex lens, convex lens) or concave / convex | (that is, concave lens, concave lens). , A convex lens, a diaphragm) can be made superior.
本発明の第1〜第3実施例を説明する。 First to third embodiments of the present invention will be described.
表1は、第1〜第3実施例における魚眼レンズの半画角、イメージサークル、全長、F/no、焦点距離、出射瞳、fB、f1〜f3、f(G1)、コーニック係数すなわちK(S5)およびK(S6)、曲率半径すなわちR(S5)およびR(S6)、直径/全長を示す。
<第1実施例>
図1は、本発明の第1実施例による魚眼レンズの概略を示す。
<First embodiment>
FIG. 1 schematically shows a fisheye lens according to a first embodiment of the present invention.
図2は、図1に示す魚眼レンズの球面収差を示す。 FIG. 2 shows the spherical aberration of the fisheye lens shown in FIG.
図3は、図1に示す魚眼レンズの非球面収差を示す。 FIG. 3 shows the aspherical aberration of the fisheye lens shown in FIG.
図4は、図1に示す魚眼レンズの歪曲収差を示す。 FIG. 4 shows the distortion of the fisheye lens shown in FIG.
表2は、図1に示す魚眼レンズの面データを示す。
<第2実施例>
図5は、本発明の第2実施例による魚眼レンズの概略を示す。
<Second embodiment>
FIG. 5 schematically shows a fisheye lens according to a second embodiment of the present invention.
図6は、図5に示す魚眼レンズの球面収差を示す。 FIG. 6 shows the spherical aberration of the fisheye lens shown in FIG.
図7は、図5に示す魚眼レンズの非球面収差を示す。 FIG. 7 shows the aspherical aberration of the fisheye lens shown in FIG.
図8は、図5に示す魚眼レンズの歪曲収差を示す。 FIG. 8 shows the distortion of the fisheye lens shown in FIG.
表3は、図5に示す魚眼レンズの面データを示す。
<第3実施例>
図9は、本発明の第3実施例による魚眼レンズの概略を示す。
<Third embodiment>
FIG. 9 schematically shows a fisheye lens according to a third embodiment of the present invention.
図10は、図9に示す魚眼レンズの球面収差を示す。 FIG. 10 shows the spherical aberration of the fisheye lens shown in FIG.
図11は、図9に示す魚眼レンズの非球面収差を示す。 FIG. 11 shows the aspherical aberration of the fisheye lens shown in FIG.
図12は、図9に示す魚眼レンズの歪曲収差を示す。 FIG. 12 shows the distortion of the fisheye lens shown in FIG.
表4は、図9に示す魚眼レンズの面データを示す。
表2〜4において、Rは曲率半径である。Kはコーニック係数であり、−(離心率)^2である。A,B,Cは、それぞれ4次、6次、8次の非球面係数であり、面形状の円錐曲線からの隔たりを表す。 In Tables 2-4, R is a curvature radius. K is a conic coefficient and − (eccentricity) ^ 2. A, B, and C are fourth-order, sixth-order, and eighth-order aspheric coefficients, respectively, and represent the distance from the conical curve of the surface shape.
実施例1〜3に示すレンズは、すべて等距離射影に基づく魚眼レンズである。 The lenses shown in Examples 1 to 3 are all fisheye lenses based on equidistant projection.
<レンズ面の成形方法>
第1〜第3レンズ(L1、L2、L3)の球面及び非球面は、以下の方法で精密に測定して所望の形状に形成するのが好ましい。
<Lens surface molding method>
It is preferable that the spherical surfaces and aspheric surfaces of the first to third lenses (L1, L2, L3) are precisely measured by the following method and formed into desired shapes.
図13は、本発明によるレンズの凸面の形状測定装置の1例を示す。 FIG. 13 shows an example of an apparatus for measuring the shape of the convex surface of a lens according to the present invention.
図13において、回動部材23は、レンズ10の非球面の第2面10bに接触してその非球面レンズ10を精密に測定するための第1接触子22、好ましくは球状接触部材を有する。非球面のレンズ10の第2面10bに第1接触子22を接触させ、リニア測長器26側の第2接触子24aが四角柱状の回動部材23の接触面23bに接触していて、レンズ表面からの反力をリニア測長器26で測定する。
In FIG. 13, the rotating
リニア測長器24の基部26aの先端に取り付けられた板ばね23cに回動部材23が設けられている。
A rotating
第2接触子24a(球状接触部材)が非球面のレンズ10の第2面10bから受ける反力に伴い旋回運動する軌跡(図13の点線)上に第1接触子22の接触点(球状接触部材)を配置して、レンズ10を的確に測定する。
The contact point (spherical contact) of the
この場合、第1接触子22(球状接触部材)は非球面のレンズ10の第2接触面10bに接触するときに点接触し、かつ、支点23aを中心に弧を描くように支点23aから矩形状の回動部材23に設けられた第2接触子22(球状接触部材)の配置位置までの距離を半径として第2接触子24a(球状接触部材)は旋回運動し、非球面のレンズ10の第2面10bに対して法線方向から接触すると共に、支点23aを中心とした第1接触子22の旋回運動の軌跡上に第2接触子24aが配置されているため、第1球状接触部材22の旋回運動が第2球状接触部材24aの進退直線運動に伝達され、非球面のレンズ10の第2面10bからの押圧力を正確に伝え、非球面のレンズ10を精密に測定することができる。そして、第1接触子22と第2接触子24aは、四角柱状の回動部材23を支持する板バネ等の板状部材23cなどにより非球面のレンズ10の第2面10bに正確に追従して接触し、非球面形状を精密に測定することができる。
In this case, the first contact 22 (spherical contact member) makes point contact when contacting the
図14は、レンズの凹面の形状測定装置の一例を示す。凹面51を有するレンズ50の場合、従来の形状測定装置では接触子自体がレンズ50の凹面51にうまく入らず、レンズ50の形状や凹凸の傾斜を正確に測定できない。しかし、図14の測定装置は、第1接触子53として針状接触子を用い、その針状の第1接触子53を支持する支持部材が基部58に対して支点55を中心として回動可能な回動部材54として構成されている。第1接触子53をレンズ50の凹面51に接触させる。針状の第1接触子53の裏側の対応するところに、回動部材54を介在する形で、球状の第2接触子56を配置している。そして、針状の第1接触子53の移動(円弧状運動)を球状の第2接触子56に伝達することで、レンズ50の凹面51を正確に測定する。57はリニア側長器の棒状部材の一部を示す。
FIG. 14 shows an example of an apparatus for measuring the shape of the concave surface of a lens. In the case of the
また、図15では、針状の第1接触子53をレンズ60の凸面61に接触させ、針状の第1接触子53の移動(円弧状運動)を球状の第2接触子56に伝達することで、レンズ60の凸面61の形状や凹凸の傾斜などを精密測定する。この場合、凸面61と平坦面63の境界付近にも針状の第1接触子53を的確に接触させることができるので、凸面61と平坦面63の境界及び凹凸の傾斜が例えば60度以上の高接触角の非球面形状をきわめて高精度に測定することができる。
In FIG. 15, the needle-like
好ましくは、レンズの研削加工装置に前述の測定装置を備える。レンズを研削砥石で研削加工しながら、レンズの振れ、形状を測定し、再度レンズを研削し修正する。 Preferably, the lens grinding apparatus includes the above-described measuring device. While grinding the lens with a grinding wheel, measure the deflection and shape of the lens, and grind and correct the lens again.
また、レンズの研磨装置にも、前述の測定装置を備える。レンズを研磨しながら、レンズの振れ、形状を測定し、再度レンズを研磨し修正する。 The lens polishing apparatus also includes the above-described measuring apparatus. While polishing the lens, measure the deflection and shape of the lens, and polish and correct the lens again.
また、前述の測定装置は、モールドでレンズを製造するための金型の凹面や凸面を測定するためにも適用できる。 The measuring device described above can also be applied to measure a concave surface or a convex surface of a mold for manufacturing a lens with a mold.
このような測定装置の詳細は、特願2006−270572号明細書及び図面に記載されている。その記載内容を本願明細書及び図面の記載内容の一部とする。 Details of such a measuring apparatus are described in Japanese Patent Application No. 2006-270572 and drawings. The description is made a part of the description in the present specification and drawings.
レンズの研削方法や研磨方法は、従来の種々のものを採用できる。その一例として、特許第3756130号公報に記載の非球面レンズ研磨方法をあげることができる。 Various conventional grinding and polishing methods can be employed. As an example, an aspheric lens polishing method described in Japanese Patent No. 3756130 can be given.
なお、本発明は、前述の実施例に限定されない。例えば、より画角を制限したレンズも、前述の条件に基づき容易に設計することができる。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned Example. For example, a lens with a more limited angle of view can be easily designed based on the aforementioned conditions.
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L1 1st lens L2 2nd lens L3 3rd lens
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