JP3254165B2 - ガウス型レンズ - Google Patents
ガウス型レンズInfo
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- lens
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- surface facing
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
- G02B9/04—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having two components only
- G02B9/06—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having two components only two + components
- G02B9/08—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having two components only two + components arranged about a stop
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Lenses (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、読取用レンズに関
するもので、特に、ファクシミリやデジタル複写機の原
稿読取部や各種のイメージスキャナ等に適用可能なもの
である。
するもので、特に、ファクシミリやデジタル複写機の原
稿読取部や各種のイメージスキャナ等に適用可能なもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、デジタル複写機、ファクシミリ等
の原稿読取部は、読取密度２００ｄｐｉ〜４００ｄｐｉ
が一般的であったが、近年の高画質化の要求から、さら
に高い読取密度が望まれている。読取密度を高めること
によって、解像力の向上やモアレの減少等が期待される
からである。現在、デジタル複写機、ファクシミリ等の
原稿読取部に用いられるＣＣＤ（固体映像素子）の画素
サイズは、市販されているものの中では７μｍが最も小
さい。この場合、読取レンズには、像面空間周波数７
１．４本／ｍｍという高周波数における解像度やコント
ラストが要求される。さらに、ＣＣＤの画素サイズを変
更せずに読み取り密度を上げようとすると、結像倍率を
大きくする必要が生じる。例えば、読取密度が４００ｄ
ｐｉの場合、結像倍率は０．１１０２４であるが、読取
密度が６００ｄｐｉになると、結像倍率は０．１６５３
５になる。結像倍率が異なれば読取用レンズの設計も自
ずから変更する必要もあるが、倍率が大きい方が収差補
正的に不利である。また、読取用レンズには、装置の小
型化のために、共約長（物−像間距離）を短くすること
ができる広画角であることが要求され、高速化のために
大口径であることが要求される。さらに、当然ながら、
低コストであることも要求される。これらは、読取密度
に関わらず、共通の課題である。
の原稿読取部は、読取密度２００ｄｐｉ〜４００ｄｐｉ
が一般的であったが、近年の高画質化の要求から、さら
に高い読取密度が望まれている。読取密度を高めること
によって、解像力の向上やモアレの減少等が期待される
からである。現在、デジタル複写機、ファクシミリ等の
原稿読取部に用いられるＣＣＤ（固体映像素子）の画素
サイズは、市販されているものの中では７μｍが最も小
さい。この場合、読取レンズには、像面空間周波数７
１．４本／ｍｍという高周波数における解像度やコント
ラストが要求される。さらに、ＣＣＤの画素サイズを変
更せずに読み取り密度を上げようとすると、結像倍率を
大きくする必要が生じる。例えば、読取密度が４００ｄ
ｐｉの場合、結像倍率は０．１１０２４であるが、読取
密度が６００ｄｐｉになると、結像倍率は０．１６５３
５になる。結像倍率が異なれば読取用レンズの設計も自
ずから変更する必要もあるが、倍率が大きい方が収差補
正的に不利である。また、読取用レンズには、装置の小
型化のために、共約長（物−像間距離）を短くすること
ができる広画角であることが要求され、高速化のために
大口径であることが要求される。さらに、当然ながら、
低コストであることも要求される。これらは、読取密度
に関わらず、共通の課題である。
【０００３】従来、知られている読取用レンズの大半
は、読取密度４００ｄｐｉ以下を狙いとして設計された
ものであり、結像倍率を変更し、読取密度６００ｄｐｉ
で用いた場合には、十分な結像性能を得ることはできな
い。結像倍率０．１６５３５付近で使用されるように設
計されたものとしては、特開平２−２５６０１３（以下
「従来例」という）に記載された読取用レンズが知られ
ている。この従来例の実施例３において、結像倍率が
０．１６５３５付近で使用されるように設計された読取
用レンズについて記載されている。しかし、この従来例
の実施例３に用いられている硝材は、何れも屈折率が
１．７５以上の比較的高価なものであり、低コスト化を
達成することはできないという問題点を有している。
は、読取密度４００ｄｐｉ以下を狙いとして設計された
ものであり、結像倍率を変更し、読取密度６００ｄｐｉ
で用いた場合には、十分な結像性能を得ることはできな
い。結像倍率０．１６５３５付近で使用されるように設
計されたものとしては、特開平２−２５６０１３（以下
「従来例」という）に記載された読取用レンズが知られ
ている。この従来例の実施例３において、結像倍率が
０．１６５３５付近で使用されるように設計された読取
用レンズについて記載されている。しかし、この従来例
の実施例３に用いられている硝材は、何れも屈折率が
１．７５以上の比較的高価なものであり、低コスト化を
達成することはできないという問題点を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決し、結像倍率０．１６５３５付近で用いた場合
に、高い読取密度（例えばＣＣＤの画素サイズが７μｍ
ならば６００ｄｐｉ程度）を実現できると共に、低コス
トで十分な画角と明るさを有するガウス型レンズを提供
することを目的とする。
を解決し、結像倍率０．１６５３５付近で用いた場合
に、高い読取密度（例えばＣＣＤの画素サイズが７μｍ
ならば６００ｄｐｉ程度）を実現できると共に、低コス
トで十分な画角と明るさを有するガウス型レンズを提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項１記載の発明は、物体側より順に、正の屈折力
を持つ第１群、負の屈折力を持つ第２群、絞り、負の屈
折力を持つ第３群、正の屈折力を持つ第４群を配してな
り、第１群は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状
の第１レンズからなり、第２群は、物体側に凸面を向け
た正メニスカス形状の第２レンズと、像側に凹面を向け
た負メニスカス形状の第３レンズとを接合してなり、第
３群は、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第４
レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカス形状の第５
レンズとを接合してなり、第４群は、像側に凸面を向け
た正メニスカス形状の第６レンズからなり、ｎ2は第２
レンズの屈折率、ｎ3は第３レンズの屈折率、ν2は第２
レンズのアッベ数、ν3は第３レンズのアッベ数、Ｒ3は
第２レンズ物体側面の曲率半径、Ｒ4は第２レンズ像側
面（第３レンズ物体側面）の曲率半径、Ｒ5は第３レン
ズ像側面の曲率半径、Ｄ5は第３レンズ像側面と絞りと
の空気間隔、Ｄ6は絞りと第４レンズ物体側面との空気
間隔、ｆはレンズ全系の焦点距離、ｆ1は第１群の焦点
距離、ｆ4は第４群の焦点距離とするとき、これらが、 （１） ｎ2＜１．５３ （２） ν2＜６６．０ （３） ｎ3＜１．６３ （４） ν3＜３８．０ （５） ２５．０＜ν2−ν3＜３５．０ （６） ０．３０＜（Ｒ3＋Ｒ5）／Ｒ4＜０．６０ （７） ０．２４＜（Ｄ5＋Ｄ6）／ｆ＜０．２８ （８） ０．８０＜ｆ1／ｆ＜０．８７ （９） ０．７７＜ｆ4／ｆ＜０．８４ なる条件を満足することを特徴とする。
に請求項１記載の発明は、物体側より順に、正の屈折力
を持つ第１群、負の屈折力を持つ第２群、絞り、負の屈
折力を持つ第３群、正の屈折力を持つ第４群を配してな
り、第１群は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状
の第１レンズからなり、第２群は、物体側に凸面を向け
た正メニスカス形状の第２レンズと、像側に凹面を向け
た負メニスカス形状の第３レンズとを接合してなり、第
３群は、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第４
レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカス形状の第５
レンズとを接合してなり、第４群は、像側に凸面を向け
た正メニスカス形状の第６レンズからなり、ｎ2は第２
レンズの屈折率、ｎ3は第３レンズの屈折率、ν2は第２
レンズのアッベ数、ν3は第３レンズのアッベ数、Ｒ3は
第２レンズ物体側面の曲率半径、Ｒ4は第２レンズ像側
面（第３レンズ物体側面）の曲率半径、Ｒ5は第３レン
ズ像側面の曲率半径、Ｄ5は第３レンズ像側面と絞りと
の空気間隔、Ｄ6は絞りと第４レンズ物体側面との空気
間隔、ｆはレンズ全系の焦点距離、ｆ1は第１群の焦点
距離、ｆ4は第４群の焦点距離とするとき、これらが、 （１） ｎ2＜１．５３ （２） ν2＜６６．０ （３） ｎ3＜１．６３ （４） ν3＜３８．０ （５） ２５．０＜ν2−ν3＜３５．０ （６） ０．３０＜（Ｒ3＋Ｒ5）／Ｒ4＜０．６０ （７） ０．２４＜（Ｄ5＋Ｄ6）／ｆ＜０．２８ （８） ０．８０＜ｆ1／ｆ＜０．８７ （９） ０．７７＜ｆ4／ｆ＜０．８４ なる条件を満足することを特徴とする。
【０００６】前記課題を解決するために請求項２記載の
発明は、請求項１記載のガウス型レンズにおいて、物体
側より順に、正の屈折力を持つ第１群、負の屈折力を持
つ第２群、絞り、負の屈折力を持つ第３群、正の屈折力
を持つ第４群を配してなり、第１群は、物体側に凸面を
向けた正メニスカス形状の第１レンズからなり、第２群
は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第２レン
ズと、像側に凹面を向けた負メニスカス形状の第３レン
ズとを接合してなり、第３群は、物体側に凹面を向けた
負メニスカス形状の第４レンズと、像側に凸面を向けた
正メニスカス形状の第５レンズとを接合してなり、第４
群は、像側に凸面を向けた正メニスカス形状の第６レン
ズからなり、ｎ4は第４レンズの屈折率、ｎ5は第５レン
ズの屈折率、ｎ6は第６レンズの屈折率、ν4は第４レン
ズのアッベ数、ν5は第５レンズのアッベ数、ν6は第６
レンズのアッベ数、Ｒ7は第４レンズ物体側面の曲率半
径、Ｒ8は第４レンズ像側面（第５レンズ物体側面）の
曲率半径、Ｒ9は第５レンズ像側面の曲率半径とすると
き、これらが、 （１０） （ｎ5＋ｎ6）／２＜１．７５ （１１） ０．００＜（ｎ5＋ｎ6）／２−ｎ4＜０．０
５ （１２） ２０．０＜（ν5＋ν6）／２−ν4＜２５．
０ （１３） １．００＜（Ｒ7＋Ｒ9）／Ｒ8＜１．３０ なる条件を満足することを特徴とする。
発明は、請求項１記載のガウス型レンズにおいて、物体
側より順に、正の屈折力を持つ第１群、負の屈折力を持
つ第２群、絞り、負の屈折力を持つ第３群、正の屈折力
を持つ第４群を配してなり、第１群は、物体側に凸面を
向けた正メニスカス形状の第１レンズからなり、第２群
は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第２レン
ズと、像側に凹面を向けた負メニスカス形状の第３レン
ズとを接合してなり、第３群は、物体側に凹面を向けた
負メニスカス形状の第４レンズと、像側に凸面を向けた
正メニスカス形状の第５レンズとを接合してなり、第４
群は、像側に凸面を向けた正メニスカス形状の第６レン
ズからなり、ｎ4は第４レンズの屈折率、ｎ5は第５レン
ズの屈折率、ｎ6は第６レンズの屈折率、ν4は第４レン
ズのアッベ数、ν5は第５レンズのアッベ数、ν6は第６
レンズのアッベ数、Ｒ7は第４レンズ物体側面の曲率半
径、Ｒ8は第４レンズ像側面（第５レンズ物体側面）の
曲率半径、Ｒ9は第５レンズ像側面の曲率半径とすると
き、これらが、 （１０） （ｎ5＋ｎ6）／２＜１．７５ （１１） ０．００＜（ｎ5＋ｎ6）／２−ｎ4＜０．０
５ （１２） ２０．０＜（ν5＋ν6）／２−ν4＜２５．
０ （１３） １．００＜（Ｒ7＋Ｒ9）／Ｒ8＜１．３０ なる条件を満足することを特徴とする。
【０００７】前記課題を解決するために請求項３記載の
発明は、請求項１記載又は請求項２記載のガウス型レン
ズにおいて、物体側より順に、正の屈折力を持つ第１
群、負の屈折力を持つ第２群、絞り、負の屈折力を持つ
第３群、正の屈折力を持つ第４群を配してなり、第１群
は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第１レン
ズからなり、第２群は、物体側に凸面を向けた正メニス
カス形状の第２レンズと、像側に凹面を向けた負メニス
カス形状の第３レンズとを接合してなり、第３群は、物
体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第４レンズと、
像側に凸面を向けた正メニスカス形状の第５レンズとを
接合してなり、第４群は、像側に凸面を向けた正メニス
カス形状の第６レンズからなり、Ｄ3は第２レンズの中
心肉厚、Ｄ4は第３レンズの中心肉厚、Ｄ7は第４レンズ
の中心肉厚、Ｄ8は第５レンズの中心肉厚とするとき、
これらが、 （１４） １．５５＜（Ｒ5＋｜Ｒ7｜）／（Ｄ5＋Ｄ6）
＜１．６５ （１５） １．２８＜（Ｒ3＋｜Ｒ9｜）／（Ｄ3＋Ｄ4＋
Ｄ5＋Ｄ6＋Ｄ7＋Ｄ8）＜１．４０ なる条件を満足することを特徴とする。
発明は、請求項１記載又は請求項２記載のガウス型レン
ズにおいて、物体側より順に、正の屈折力を持つ第１
群、負の屈折力を持つ第２群、絞り、負の屈折力を持つ
第３群、正の屈折力を持つ第４群を配してなり、第１群
は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第１レン
ズからなり、第２群は、物体側に凸面を向けた正メニス
カス形状の第２レンズと、像側に凹面を向けた負メニス
カス形状の第３レンズとを接合してなり、第３群は、物
体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第４レンズと、
像側に凸面を向けた正メニスカス形状の第５レンズとを
接合してなり、第４群は、像側に凸面を向けた正メニス
カス形状の第６レンズからなり、Ｄ3は第２レンズの中
心肉厚、Ｄ4は第３レンズの中心肉厚、Ｄ7は第４レンズ
の中心肉厚、Ｄ8は第５レンズの中心肉厚とするとき、
これらが、 （１４） １．５５＜（Ｒ5＋｜Ｒ7｜）／（Ｄ5＋Ｄ6）
＜１．６５ （１５） １．２８＜（Ｒ3＋｜Ｒ9｜）／（Ｄ3＋Ｄ4＋
Ｄ5＋Ｄ6＋Ｄ7＋Ｄ8）＜１．４０ なる条件を満足することを特徴とする。
【０００８】前記課題を解決するために請求項４記載の
発明は、請求項１、請求項２又は請求項３記載のガウス
型レンズにおいて、物体側より順に、正の屈折力を持つ
第１群、負の屈折力を持つ第２群、絞り、負の屈折力を
持つ第３群、正の屈折力を持つ第４群を配してなり、第
１群は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第１
レンズからなり、第２群は、物体側に凸面を向けた正メ
ニスカス形状の第２レンズと、像側に凹面を向けた負メ
ニスカス形状の第３レンズとを接合してなり、第３群
は、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第４レン
ズと、像側に凸面を向けた正メニスカス形状の第５レン
ズとを接合してなり、第４群は、像側に凸面を向けた正
メニスカス形状の第６レンズからなり、ｆ12は第１群と
第２群の合成焦点距離、ｆ34は、第３群と第４群の合成
焦点距離とするとき、これらが、 （１６） １．５０＜ｆ12／ｆ＜１．６０ （１７） １．０５＜ｆ34／ｆ＜１．１５ なる条件を満足することを特徴とする。
発明は、請求項１、請求項２又は請求項３記載のガウス
型レンズにおいて、物体側より順に、正の屈折力を持つ
第１群、負の屈折力を持つ第２群、絞り、負の屈折力を
持つ第３群、正の屈折力を持つ第４群を配してなり、第
１群は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第１
レンズからなり、第２群は、物体側に凸面を向けた正メ
ニスカス形状の第２レンズと、像側に凹面を向けた負メ
ニスカス形状の第３レンズとを接合してなり、第３群
は、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第４レン
ズと、像側に凸面を向けた正メニスカス形状の第５レン
ズとを接合してなり、第４群は、像側に凸面を向けた正
メニスカス形状の第６レンズからなり、ｆ12は第１群と
第２群の合成焦点距離、ｆ34は、第３群と第４群の合成
焦点距離とするとき、これらが、 （１６） １．５０＜ｆ12／ｆ＜１．６０ （１７） １．０５＜ｆ34／ｆ＜１．１５ なる条件を満足することを特徴とする。
【０００９】前記課題を解決するために請求項５記載の
発明は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記
載のガウス型レンズにおいて、物体側より順に、正の屈
折力を持つ第１群、負の屈折力を持つ第２群、絞り、負
の屈折力を持つ第３群、正の屈折力を持つ第４群を配し
てなり、第１群は、物体側に凸面を向けた正メニスカス
形状の第１レンズからなり、第２群は、物体側に凸面を
向けた正メニスカス形状の第２レンズと、像側に凹面を
向けた負メニスカス形状の第３レンズとを接合してな
り、第３群は、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状
の第４レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカス形状
の第５レンズとを接合してなり、第４群は、像側に凸面
を向けた正メニスカス形状の第６レンズからなり、 （１８） ０．６０＜Ｄ5／Ｄ6＜０．７０ なる条件を満足することを特徴とする。
発明は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記
載のガウス型レンズにおいて、物体側より順に、正の屈
折力を持つ第１群、負の屈折力を持つ第２群、絞り、負
の屈折力を持つ第３群、正の屈折力を持つ第４群を配し
てなり、第１群は、物体側に凸面を向けた正メニスカス
形状の第１レンズからなり、第２群は、物体側に凸面を
向けた正メニスカス形状の第２レンズと、像側に凹面を
向けた負メニスカス形状の第３レンズとを接合してな
り、第３群は、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状
の第４レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカス形状
の第５レンズとを接合してなり、第４群は、像側に凸面
を向けた正メニスカス形状の第６レンズからなり、 （１８） ０．６０＜Ｄ5／Ｄ6＜０．７０ なる条件を満足することを特徴とする。
【００１０】本発明のガウス型レンズは、４群６枚構成
からなる標準的なガウスタイプの構成であるが、第２レ
ンズと第３レンズを特に低価格な硝材で構成することに
よって、低コスト化を達成したうえ、適切な諸条件を満
足することによって、高い読取密度を達成している。
からなる標準的なガウスタイプの構成であるが、第２レ
ンズと第３レンズを特に低価格な硝材で構成することに
よって、低コスト化を達成したうえ、適切な諸条件を満
足することによって、高い読取密度を達成している。
【００１１】請求項１記載の条件式（１）ないし条件式
（４）は、その第２レンズと第３レンズの屈折率及びア
ッベ数を規定するものである。この条件式に合致する硝
材は低価格でありながら、その組合せによれば、ペッツ
バール和の減少と、軸上の色収差及び倍率の色収差の補
正を十分に両立することができ、良好な結像性能を得る
ことができる。
（４）は、その第２レンズと第３レンズの屈折率及びア
ッベ数を規定するものである。この条件式に合致する硝
材は低価格でありながら、その組合せによれば、ペッツ
バール和の減少と、軸上の色収差及び倍率の色収差の補
正を十分に両立することができ、良好な結像性能を得る
ことができる。
【００１２】請求項１記載の条件式（５）は、第２レン
ズと第３レンズのアッベ数の差を規定するものである。
この条件式の範囲外では、軸上の色収差を良好に補正す
ることができず、高い読取密度を実現することは困難に
なる。
ズと第３レンズのアッベ数の差を規定するものである。
この条件式の範囲外では、軸上の色収差を良好に補正す
ることができず、高い読取密度を実現することは困難に
なる。
【００１３】請求項１記載の条件式（６）は、接合レン
ズである第２群の接合面が有するパワーを相対的に規定
するものである。条件式（１）ないし条件式（５）が満
足された状態では、条件式（６）の上限を超えると、軸
上の色収差が悪化してしまい、下限を超えると倍率の色
収差が悪化してしまう。よって、軸上の色収差及び倍率
の色収差を良好に補正するためには、条件式（１）ない
し条件式（６）をすべて満足することが必要である。
ズである第２群の接合面が有するパワーを相対的に規定
するものである。条件式（１）ないし条件式（５）が満
足された状態では、条件式（６）の上限を超えると、軸
上の色収差が悪化してしまい、下限を超えると倍率の色
収差が悪化してしまう。よって、軸上の色収差及び倍率
の色収差を良好に補正するためには、条件式（１）ない
し条件式（６）をすべて満足することが必要である。
【００１４】請求項１記載の条件式（７）は、第２群と
第３群の間隔を規定するものである。条件式（７）の上
限を超えると非点較差が大きくなり、下限を超えるとサ
ジタル像面の湾曲が大きくなる。どちらにしても、像面
は平坦さを欠くことになり、軸外性能の低下を招くこと
になる。
第３群の間隔を規定するものである。条件式（７）の上
限を超えると非点較差が大きくなり、下限を超えるとサ
ジタル像面の湾曲が大きくなる。どちらにしても、像面
は平坦さを欠くことになり、軸外性能の低下を招くこと
になる。
【００１５】請求項１記載の条件式（８）及び条件式
（９）は、第１群及び第４群の屈折力を規制するもので
ある。レンズの小型化と、コマ収差の低減を両立させる
ためには、これらの条件式を満足する必要がある。条件
式（５）（条件式（６））の上限を超えて第１群（第４
群）の屈折力が弱まると、レンズが大型化し、コストア
ップを招く。条件式（５）（条件式（６））の下限を超
えて、第１群（第４群）の屈折力が強まると、コマ収差
が大きく発生し、結像性能が低下してしまう。
（９）は、第１群及び第４群の屈折力を規制するもので
ある。レンズの小型化と、コマ収差の低減を両立させる
ためには、これらの条件式を満足する必要がある。条件
式（５）（条件式（６））の上限を超えて第１群（第４
群）の屈折力が弱まると、レンズが大型化し、コストア
ップを招く。条件式（５）（条件式（６））の下限を超
えて、第１群（第４群）の屈折力が強まると、コマ収差
が大きく発生し、結像性能が低下してしまう。
【００１６】上記請求項１記載の条件式（１）ないし条
件式（９）を同時に満足することにより、本発明にかか
るガウス型レンズは、その目的とする高密度化及び低コ
スト化を達成することができる。
件式（９）を同時に満足することにより、本発明にかか
るガウス型レンズは、その目的とする高密度化及び低コ
スト化を達成することができる。
【００１７】次は、本発明のガウス型レンズにおいて、
さらに高い結像性能を得るための条件である。請求項２
記載の条件式（１０）ないし条件式（１２）は、絞りよ
りも像側のレンズ（第３レンズ、第４レンズ、第５レン
ズ）の屈折率及びアッベ数を規定するものである。条件
式（１０）を満足することは、第４レンズ及び第５レン
ズに、比較的低価格な硝材を用いることを意味する。条
件式（１０）が満足された状態で、ペッツバール和の減
少と、軸上の色収差及び倍率の色収差の補正を十分に両
立させるためには、条件式（１１）及び条件式（１２）
を満足することが望ましい。
さらに高い結像性能を得るための条件である。請求項２
記載の条件式（１０）ないし条件式（１２）は、絞りよ
りも像側のレンズ（第３レンズ、第４レンズ、第５レン
ズ）の屈折率及びアッベ数を規定するものである。条件
式（１０）を満足することは、第４レンズ及び第５レン
ズに、比較的低価格な硝材を用いることを意味する。条
件式（１０）が満足された状態で、ペッツバール和の減
少と、軸上の色収差及び倍率の色収差の補正を十分に両
立させるためには、条件式（１１）及び条件式（１２）
を満足することが望ましい。
【００１８】請求項２記載の条件式（１３）は、接合レ
ンズである第３群の接合面が有するパワーを相対的に規
定するものである。条件式（１０）ないし条件式（１
２）が満足された状態では、条件式（１３）の上限を超
えると、軸上の色収差が悪化してしまい、下限を超える
と倍率の色収差が悪化してしまう傾向がある。
ンズである第３群の接合面が有するパワーを相対的に規
定するものである。条件式（１０）ないし条件式（１
２）が満足された状態では、条件式（１３）の上限を超
えると、軸上の色収差が悪化してしまい、下限を超える
と倍率の色収差が悪化してしまう傾向がある。
【００１９】請求項３記載の条件式（１４）は、絞りを
挟んで対向する第３レンズの像側面と、第４レンズの物
体側面との同心性を規制するものである。条件式（１
４）の上限を超えると球面収差が負の方向に大きく発生
する傾向があり、コントラストの低下を招きやすくな
る。下限を超えるとコマ収差が大きく発生する傾向があ
り、軸外性能が低下しやすくなる。
挟んで対向する第３レンズの像側面と、第４レンズの物
体側面との同心性を規制するものである。条件式（１
４）の上限を超えると球面収差が負の方向に大きく発生
する傾向があり、コントラストの低下を招きやすくな
る。下限を超えるとコマ収差が大きく発生する傾向があ
り、軸外性能が低下しやすくなる。
【００２０】請求項３記載の条件式（１５）は、第２レ
ンズの物体側面と、第５レンズの像側面との同心性を規
制するものである。条件式（１５）の上限を超えると、
球面収差が小さくなりすぎたり、または正の方向に発生
する傾向があり、像面のバランスを欠く結果となりやす
い。下限を超えると、コマ収差が大きく発生する傾向が
あり、軸外性能が低下しやすくなる。
ンズの物体側面と、第５レンズの像側面との同心性を規
制するものである。条件式（１５）の上限を超えると、
球面収差が小さくなりすぎたり、または正の方向に発生
する傾向があり、像面のバランスを欠く結果となりやす
い。下限を超えると、コマ収差が大きく発生する傾向が
あり、軸外性能が低下しやすくなる。
【００２１】請求項４記載の条件式（１６）及び（１
７）は、絞りよりも物体側に配置された群の屈折力と、
絞りよりも像側に配置された群の屈折力を規制するもの
である。本発明のガウス型レンズを結像倍率０．１６５
付近で用いる場合に、歪曲収差を良好に補正するために
は、こられの条件式を満足することが望ましい。条件式
（１６）の上限、又は条件式（１７）の下限を超えると
負の歪曲収差が大きく発生し、条件式（１６）の下限、
又は条件式（１７）の上限を超えると正の歪曲収差が大
きく発生する。
７）は、絞りよりも物体側に配置された群の屈折力と、
絞りよりも像側に配置された群の屈折力を規制するもの
である。本発明のガウス型レンズを結像倍率０．１６５
付近で用いる場合に、歪曲収差を良好に補正するために
は、こられの条件式を満足することが望ましい。条件式
（１６）の上限、又は条件式（１７）の下限を超えると
負の歪曲収差が大きく発生し、条件式（１６）の下限、
又は条件式（１７）の上限を超えると正の歪曲収差が大
きく発生する。
【００２２】請求項５記載の条件式（１８）は、第３レ
ンズ像側面から絞りまでの距離と、絞りから第４レンズ
物体側面までの距離の比を規定するものである。本発明
のガウス型レンズを結像倍率０．１６５付近で用いる場
合、レンズ外径を小さくするためには、これらの条件を
満足することが望ましい。条件式（１８）の上限を超え
ると、絞りよりも物体側のレンズが大型化し、下限を超
えると、絞りよりも像側のレンズが大型化してしまう。
ンズ像側面から絞りまでの距離と、絞りから第４レンズ
物体側面までの距離の比を規定するものである。本発明
のガウス型レンズを結像倍率０．１６５付近で用いる場
合、レンズ外径を小さくするためには、これらの条件を
満足することが望ましい。条件式（１８）の上限を超え
ると、絞りよりも物体側のレンズが大型化し、下限を超
えると、絞りよりも像側のレンズが大型化してしまう。
【００２３】本発明のガウス型レンズは、倍率０．１６
５程度で使用された場合に、その性能を最も発揮するこ
とができ、画素サイズ７μｍのＣＣＤとの組合せによ
り、幅３０４．８ｍｍの原稿を６００ｄｐｉの解像度で
読み取ることが可能である。
５程度で使用された場合に、その性能を最も発揮するこ
とができ、画素サイズ７μｍのＣＣＤとの組合せによ
り、幅３０４．８ｍｍの原稿を６００ｄｐｉの解像度で
読み取ることが可能である。
【００２４】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明にかかるガ
ウス型レンズの実施例について説明する。各実施例とも
収差は十分に補正されており、本発明のガウス型レンズ
は高い結像性能を有する。なお、各実施例に示す記号の
意味は、以下に示す通りである。 Ｆ／Ｎｏ． ：Ｆナンバ ｆe ：焦点距離 ｍ ：結像倍率 Ｙ ：最大物体高 ω ：半画角 Ｒ ：曲率半径 Ｄ ：面間隔 Ｎd ：屈折率 νd ：アッベ数
ウス型レンズの実施例について説明する。各実施例とも
収差は十分に補正されており、本発明のガウス型レンズ
は高い結像性能を有する。なお、各実施例に示す記号の
意味は、以下に示す通りである。 Ｆ／Ｎｏ． ：Ｆナンバ ｆe ：焦点距離 ｍ ：結像倍率 Ｙ ：最大物体高 ω ：半画角 Ｒ ：曲率半径 Ｄ ：面間隔 Ｎd ：屈折率 νd ：アッベ数
【００２５】球面収差において球面収差を実線、正弦条
件を破線で示し、非点収差において、サジタル光線を実
線、メリディオナル光線を破線で示す。
件を破線で示し、非点収差において、サジタル光線を実
線、メリディオナル光線を破線で示す。
【００２６】また、収差図中、 Ｅはｅ 線（５４６．０７ｎｍ） ＣはＣ線（ ６５６．２７ｎｍ） ＦはＦ線（４８６．１３ｎｍ） の光線を示している。
【００２７】実施例１ 図１は本実施例にかかるガウス型レンズの光学配置を、
図２は本実施例にかかるガウス型レンズの収差を示して
いる。
図２は本実施例にかかるガウス型レンズの収差を示して
いる。
【００２８】実施例２ 本実施例にかかるガウス型レンズの光学配置は図１に示
すものと同じで、図３は本実施例にかかるガウス型レン
ズの収差を示している。
すものと同じで、図３は本実施例にかかるガウス型レン
ズの収差を示している。
【００２９】実施例３ 本実施例にかかるガウス型レンズの光学配置は図１に示
すものと同じで、図４は本実施例にかかるガウス型レン
ズの収差を示している。
すものと同じで、図４は本実施例にかかるガウス型レン
ズの収差を示している。
【００３０】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、上記
（１）〜（９）の条件式を満足した場合に、ガウス型レ
ンズを結像倍率０．１６５３５付近で用いると、高い読
取密度（ＣＣＤの画素サイズが７μｍならば６００ｄｐ
ｉ）を実現できると共に、３５度を超える十分な画角と
Ｆナンバー４という十分な明るさ有する読取レンズを低
コストで得ることができるため、高画質なデジタル複写
機、ファクシミリ等の低価格化に寄与することができ
る。
（１）〜（９）の条件式を満足した場合に、ガウス型レ
ンズを結像倍率０．１６５３５付近で用いると、高い読
取密度（ＣＣＤの画素サイズが７μｍならば６００ｄｐ
ｉ）を実現できると共に、３５度を超える十分な画角と
Ｆナンバー４という十分な明るさ有する読取レンズを低
コストで得ることができるため、高画質なデジタル複写
機、ファクシミリ等の低価格化に寄与することができ
る。
【００３１】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、上記（１０）〜（１３）の条件式を
満足した場合に、さらに低コストな読取用レンズを得る
ことができるため、高画質ながら、より低価格なデジタ
ル複写機、ファクシミリ等を実現することができる。
載の発明において、上記（１０）〜（１３）の条件式を
満足した場合に、さらに低コストな読取用レンズを得る
ことができるため、高画質ながら、より低価格なデジタ
ル複写機、ファクシミリ等を実現することができる。
【００３２】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の発明において、上記（１４）〜（１５）の条
件を満足した場合に、さらに高い結像性能を有する読取
用レンズを得ることができるため、より高画質なデジタ
ル複写機、ファクシミリ等を実現することができる。
は２記載の発明において、上記（１４）〜（１５）の条
件を満足した場合に、さらに高い結像性能を有する読取
用レンズを得ることができるため、より高画質なデジタ
ル複写機、ファクシミリ等を実現することができる。
【００３３】請求項４記載の発明によれば、請求項１、
２又は３記載の発明において、上記（１６）〜（１７）
の条件を満足した場合に、歪曲収差の小さい読取用レン
ズを得ることができるため、高画質なデジタル複写機、
ファクシミリ等の倍率誤差低減に寄与することができ
る。
２又は３記載の発明において、上記（１６）〜（１７）
の条件を満足した場合に、歪曲収差の小さい読取用レン
ズを得ることができるため、高画質なデジタル複写機、
ファクシミリ等の倍率誤差低減に寄与することができ
る。
【００３４】請求項５記載の発明によれば、請求項１、
２、３又は４記載の発明において、上記（１８）の条件
を満足した場合に、加えてレンズ外径の小さい読取用レ
ンズを得ることができるため、高画質なデジタル複写
機、ファクシミリ等の小型化に寄与することができる。
２、３又は４記載の発明において、上記（１８）の条件
を満足した場合に、加えてレンズ外径の小さい読取用レ
ンズを得ることができるため、高画質なデジタル複写
機、ファクシミリ等の小型化に寄与することができる。
【図１】実施例１、２及び３のガウス型レンズの構成を
示す光学配置図である。
示す光学配置図である。
【図２】実施例１のガウス型レンズの収差曲面図であ
る。
る。
【図３】実施例２のガウス型レンズの収差曲面図であ
る。
る。
【図４】実施例３のガウス型レンズの収差曲面図であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−146292（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−286107（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−113802（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−113535（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−311912（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−125516（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−342120（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−107208（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04
Claims (5)
- 【請求項１】物体側より順に、正の屈折力を持つ第１
群、負の屈折力を持つ第２群、絞り、負の屈折力を持つ
第３群、正の屈折力を持つ第４群を配してなり、 第１群は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第
１レンズからなり、第２群は、物体側に凸面を向けた正
メニスカス形状の第２レンズと、像側に凹面を向けた負
メニスカス形状の第３レンズとを接合してなり、第３群
は、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第４レン
ズと、像側に凸面を向けた正メニスカス形状の第５レン
ズとを接合してなり、第４群は、像側に凸面を向けた正
メニスカス形状の第６レンズからなり、 ｎ2は第２レンズの屈折率、ｎ3は第３レンズの屈折率、
ν2は第２レンズのアッベ数、ν3は第３レンズのアッベ
数、Ｒ3は第２レンズ物体側面の曲率半径、Ｒ4は第２レ
ンズ像側面（第３レンズ物体側面）の曲率半径、Ｒ5は
第３レンズ像側面の曲率半径、Ｄ5は第３レンズ像側面
と絞りとの空気間隔、Ｄ6は絞りと第４レンズ物体側面
との空気間隔、ｆはレンズ全系の焦点距離、ｆ1は第１
群の焦点距離、ｆ4は第４群の焦点距離とするとき、こ
れらが、 （１） ｎ2＜１．５３ （２） ν2＜６６．０ （３） ｎ3＜１．６３ （４） ν3＜３８．０ （５） ２５．０＜ν2−ν3＜３５．０ （６） ０．３０＜（Ｒ3＋Ｒ5）／Ｒ4＜０．６０ （７） ０．２４＜（Ｄ5＋Ｄ6）／ｆ＜０．２８ （８） ０．８０＜ｆ1／ｆ＜０．８７ （９） ０．７７＜ｆ4／ｆ＜０．８４ なる条件を満足することを特徴とするガウス型レンズ。 - 【請求項２】物体側より順に、正の屈折力を持つ第１
群、負の屈折力を持つ第２群、絞り、負の屈折力を持つ
第３群、正の屈折力を持つ第４群を配してなり、 第１群は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第
１レンズからなり、第２群は、物体側に凸面を向けた正
メニスカス形状の第２レンズと、像側に凹面を向けた負
メニスカス形状の第３レンズとを接合してなり、第３群
は、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第４レン
ズと、像側に凸面を向けた正メニスカス形状の第５レン
ズとを接合してなり、第４群は、像側に凸面を向けた正
メニスカス形状の第６レンズからなり、 ｎ4は第４レンズの屈折率、ｎ5は第５レンズの屈折率、
ｎ6は第６レンズの屈折率、ν4は第４レンズのアッベ
数、ν5は第５レンズのアッベ数、ν6は第６レンズのア
ッベ数、Ｒ7は第４レンズ物体側面の曲率半径、Ｒ8は第
４レンズ像側面（第５レンズ物体側面）の曲率半径、Ｒ
9は第５レンズ像側面の曲率半径とするとき、これら
が、 （１０） （ｎ5＋ｎ6）／２＜１．７５ （１１） ０．００＜（ｎ5＋ｎ6）／２−ｎ4＜０．０
５ （１２） ２０．０＜（ν5＋ν6）／２−ν4＜２５．
０ （１３） １．００＜（Ｒ7＋Ｒ9）／Ｒ8＜１．３０ なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載のガ
ウス型レンズ。 - 【請求項３】物体側より順に、正の屈折力を持つ第１
群、負の屈折力を持つ第２群、絞り、負の屈折力を持つ
第３群、正の屈折力を持つ第４群を配してなり、 第１群は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第
１レンズからなり、第２群は、物体側に凸面を向けた正
メニスカス形状の第２レンズと、像側に凹面を向けた負
メニスカス形状の第３レンズとを接合してなり、第３群
は、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第４レン
ズと、像側に凸面を向けた正メニスカス形状の第５レン
ズとを接合してなり、第４群は、像側に凸面を向けた正
メニスカス形状の第６レンズからなり、 Ｄ3は第２レンズの中心肉厚、Ｄ4は第３レンズの中心肉
厚、Ｄ7は第４レンズの中心肉厚、Ｄ8は第５レンズの中
心肉厚とするとき、これらが、 （１４） １．５５＜（Ｒ5＋｜Ｒ7｜）／（Ｄ5＋Ｄ6）
＜１．６５ （１５） １．２８＜（Ｒ3＋｜Ｒ9｜）／（Ｄ3＋Ｄ4＋
Ｄ5＋Ｄ6＋Ｄ7＋Ｄ8）＜１．４０ なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載又は
請求項２記載のガウス型レンズ。 - 【請求項４】物体側より順に、正の屈折力を持つ第１
群、負の屈折力を持つ第２群、絞り、負の屈折力を持つ
第３群、正の屈折力を持つ第４群を配してなり、 第１群は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第
１レンズからなり、第２群は、物体側に凸面を向けた正
メニスカス形状の第２レンズと、像側に凹面を向けた負
メニスカス形状の第３レンズとを接合してなり、第３群
は、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第４レン
ズと、像側に凸面を向けた正メニスカス形状の第５レン
ズとを接合してなり、第４群は、像側に凸面を向けた正
メニスカス形状の第６レンズからなり、 ｆ12は第１群と第２群の合成焦点距離、ｆ34は、第３群
と第４群の合成焦点距離とするとき、これらが、 （１６） １．５０＜ｆ12／ｆ＜１．６０ （１７） １．０５＜ｆ34／ｆ＜１．１５ なる条件を満足することを特徴とする請求項１、請求項
２又は請求項３記載のガウス型レンズ。 - 【請求項５】物体側より順に、正の屈折力を持つ第１
群、負の屈折力を持つ第２群、絞り、負の屈折力を持つ
第３群、正の屈折力を持つ第４群を配してなり、 第１群は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第
１レンズからなり、第２群は、物体側に凸面を向けた正
メニスカス形状の第２レンズと、像側に凹面を向けた負
メニスカス形状の第３レンズとを接合してなり、第３群
は、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第４レン
ズと、像側に凸面を向けた正メニスカス形状の第５レン
ズとを接合してなり、第４群は、像側に凸面を向けた正
メニスカス形状の第６レンズからなり、 （１８） ０．６０＜Ｄ5／Ｄ6＜０．７０ なる条件を満足することを特徴とする請求項１、請求項
２、請求項３又は請求項４記載のガウス型レンズ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11717097A JP3254165B2 (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | ガウス型レンズ |
| US09/074,359 US5930056A (en) | 1997-05-07 | 1998-05-07 | Gauss lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11717097A JP3254165B2 (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | ガウス型レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10307253A JPH10307253A (ja) | 1998-11-17 |
| JP3254165B2 true JP3254165B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=14705185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11717097A Expired - Fee Related JP3254165B2 (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | ガウス型レンズ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5930056A (ja) |
| JP (1) | JP3254165B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| EP2329908A2 (fr) | 2009-11-10 | 2011-06-08 | Inovalaser | Dispositif universel à laser pour l'usinage et/ou l'usinage et/ou l'assemblage de pièces |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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