JP3860851B2 - プラスチックレンズを用いたレンズ系 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、ゲートが1箇所しか無いプラスチックレンズを2枚以上使用して構成されている複写機用レンズ、写真用レンズ、ビデオカメラ用レンズ、FAX用レンズ等に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図13は3枚のプラスチックレンズ11,12,13により構成されるレンズ系にあって、ゲート位置を同一方向に揃えて組む構造を示す。この構成にあっては、図14に示すようにMTF(Modulation Transfer Function)でみた場合に、サジタル方向MTFとメリディオナル方向MTFのピーク位置の差が大きすぎる為、ピントが合わせにくいという欠点があった。なおメリディオナル方向、サジタル方向とは図13に示すように横方向をメリディオナル方向、縦方向をサジタル方向とする。
【0003】
図15、図16は図13に示すレンズ系のうち第2のレンズ12の面精度のグラフを示す。一般的にレンズ面の形状精度の違いによる非対称性のことをアスと称する。図15はゲート15の0°方向メリディオナル方向の面精度グラフであり、図16はゲート15の90°方向サジタル方向の面精度グラフである。なおゲート0°方向、ゲート90°方向とはそれぞれ図15、図16に示すように、プラスチックレンズの射出成形の際の金型のプラスチック注入口の方向である。ゲート0°方向とゲート90°方向とでは射出成形時の樹脂流動の違いによりアスが発生する。
【0004】
特にレンズ系全体での外形寸法において縦を横よりも小さくする必要がある場合には、レンズ外形形状を円にすることが出来ず、図13に示すように円を上下でカットした外形形状とせざるをえない。外形形状が円でないプラスチックレンズにおいては前記アスの発生は特に顕著になる。このレンズ系の第2のレンズ12においては図15,図16に示すように設計値との面精度ズレ量a,bが有り、(a−b)のアスが有る。又、図13に示す第1のレンズ11、第3のレンズ13にも同様の面精度ズレ及びアスが有る。
【0005】
レンズにアスがある場合、そのアスの量に応じてサジタル方向とメリディオナル方向とでピント位置がズレる。よってレンズ系全体としてのMTF性能に於いては、レンズにアスがある場合、サジタル方向MTFのピーク位置とメリディオナル方向MTFのピーク位置とがズレる。図13に示すように同じようなアスのあるプラスチックレンズのゲート位置が同一方向に揃って組まれている場合には、サジタル方向のピント位置とメリディオナル方向のピント位置のズレ方が、第1のレンズ11、第2のレンズ12、第3のレンズ13共同じようにズレる為、各レンズによるピント位置ズレ量が同一方向のピントズレとして加算されることになる。そのため図14に示すようにMTFでサジタル方向MTFとメリディオナル方向MTFのピーク位置の差が大きくなり、ピント合わせが非常にやりづらい問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、特開平6−347713号公報は、プラスチックレンズがゲートの存在によって脈理や複屈折領域の影響が生ずることによって、プラスチックレンズのゲート位置を180度異なる位置に配設するレンズ系を開示する。
本発明はプラスチックレンズが設計値と実際に射出成形された面のズレ量に基づくアスの発生が不可避であることに着目し、アスのあるプラスチックレンズにより構成されるレンズ系にあって、MTFでのサジタル方向MTFとメリディオナル方向MTFのピーク位置の差が小さくてピントが合わせやすいレンズを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するには、本発明のレンズ系は、アスのあるプラスチックレンズのうちの一部のプラスチックレンズのゲート位置を他のプラスチックレンズとは異なる位置にするか、又はゲート位置が異なる方向になるように構成される。
【0008】
【作用】
上記構成とすれば、アスのある一部のプラスチックレンズにより発生しているサジタル方向とメリディオナル方向とのピント位置ズレを、前記プラスチックレンズとはゲート位置が異なるアスのあるプラスチックレンズによりキャンセルすることが出来るので、サジタル方向MTFとメリディオナル方向MTFのピーク位置の差を小さくすることができ、ピント合わせがしやすいレンズにすることが出来る。
【0009】
【実施例】
実施例1
図1は本発明の実施例に係るレンズ系を示す。
本実施例のレンズ系は、3個のプラスチックレンズ51,52,53で構成される。レンズ51は、上下方向をカットしたカット面51aを有し、レンズ52,レンズ53もそれぞれ上下方向のカット面52a,53aを有する。第1のプラスチックレンズ51は、1個のゲート54を有し、第2のプラスチックレンズ52は1個のゲート55を有する。同様に第3のプラスチックレンズ53は1個のゲート56を有する。第1のレンズ51と第3のレンズ53は、ゲート54,56が横方向にセットされ、第2のレンズ52はゲート55が縦方向にセットされる。
【0010】
図3は、第1のレンズ51の面精度のグラフを示す。このグラフはゲート54を図1の横方向であるメリディオナル方向にセットした場合の面精度の変化のカーブ71を示す。符号72で示す寸法a1は、設計値と実際の面精度のズレ量を示す。
【0011】
図4は第1のレンズ51のゲート54を図1のたて方向にセットした場合の面精度の変化のカーブ81を示す。符号82で示す寸法b1は、設計値と実際の面精度のズレ量を示す。
【0012】
図5は第2のレンズ52のメリディオナル方向の面精度の変化を示すカーブ91と、ズレ量92を示すグラフ。
【0013】
図6は第2のレンズ52のサジタル方向の面精度の変化を示すカーブ101と、ズレ量102を示すグラフである。第2のレンズ52にあっては、メリディオナル方向において、ゲート55は90度の方向にセットされる。
【0014】
図7は第3のレンズ52のサジタル方向の面精度の変化を示すカーブ121と、ズレ量122を示すグラフである。
レンズ51,レンズ52,レンズ53は、射出成形時の樹脂流動の違いによりアスが生じ、ゲート0°方向の面精度ズレ量a1、a2、a3はゲート90°方向の面精度ズレ量b1、b2、b3よりも大きな値となっている。そして第2のレンズ52のみがゲート位置が90°異なっていることから、レンズ51,レンズ52,レンズ53におけるメリディオナル方向の面精度ズレ量はa1、b2、a3、サジタル方向の面精度ズレ量はb1、a2、b3となる。
【0015】
よって、各レンズのアスを
(アス)=(メリディオナル方向の面精度ズレ量)
−(サジタル方向の面精度ズレ量) ・・・(1)
と定義すると、レンズ51のアスは(a1−b1)で(+)符号、レンズ52のアスは(b2−a2)で(−)符号、レンズ53のアスは(a3−b3)で(+)符号となる。
【0016】
本実施例1では前記アスの(+)(−)の符号と、メリディオナル方向とサジタル方向とのピントズレの方向とが各レンズ共同じになっているものとすれば、レンズ51により、サジタル方向のピントがメリディオナル方向のピントよりも後側、(+)方向となり、レンズ52により、メリディオナル方向のピントがサジタル方向のピントよりも前側、(−)方向となり、レンズ53により、サジタル方向のピントがメリディオナル方向のピントよりも後側、(+)方向となる。よって、レンズ51とレンズ53とによるサジタル方向とメリディオナル方向とのピントズレがレンズ52によりキャンセルされることになり、レンズ系全体としてのサジタル方向とメリディオナル方向とのピントズレ量を小さくすることが出来る。
【0017】
図2は、本実施例1によるレンズ系全体でのMTFのグラフを示す。本発明によりサジタル方向とメリディオナル方向とのMTFのピーク位置の差をずっと小さくすることが出来たことは、先の図13と図2とを見比べてみれば一目瞭然である。またレンズ外形寸法においては縦が横よりも小さくすることが出来ていることは図1より明らかである。
【0018】
実施例2
図9は、本発明の第2の実施例のレンズ系を示す。
本実施例のレンズ系は3個のプラスチックレンズ131,132,133で構成され、第1のレンズ131は1個のゲート134を有し、第2のレンズ132は、1個のゲート135を有し、第1のレンズ133は1個のゲート136を有する。
【0019】
第1のレンズ131は、円形のレンズに対して対向する両面をカットしたカット面131aを有し、ゲート134はカット面131aに対して90度の位置に設けられる。第2のレンズ132も同様にカット面132aを有し、ゲート135はカット面132aに対して90度の位置に設けられる。第3のレンズ133も同様にカット面133aを有し、ゲート136はカット面133aに対して90度の位置に設けられる。
以上のように、本実施例のレンズ系を構成するレンズ131,132,133は、いずれもカット面に対してゲートが90度の位置に設けられるものである。
【0020】
そして、第1のレンズ131,第3のレンズ133はゲートの位置をメリディオナル方向にセットされ、第2のレンズ132は、ゲートの位置が90度異なるサジタル方向にセットされる。
【0021】
図9のレンズ131、レンズ133は実施例1と同じプラスチックレンズであるので、各レンズの面精度ズレ量及びアスは実施例1と同じである。図9の第2のレンズ132の面精度グラフを図10、図11に示す。図14、図15に於いて141はゲート90°方向メリディオナル方向の面精度グラフ、符号で142の寸法b4はゲート90°方向メリディオナル方向の設計値との面精度ズレ量、151はゲート0°方向サジタル方向の面精度グラフ、符号152の寸法a4はゲート0°方向サジタル方向の設計値との面精度ズレ量である。
【0022】
本実施例のレンズ132も樹脂流動の違いによるアスが生じている為、ゲート0°方向の面精度ズレ量a4はゲート90°方向の面精度ズレ量b4よりも大きな値となっている。(1)式よりアスを求めるとレンズ2のアスは(b4−a4)で(−)符号となり実施例1のレンズ52と同じアスになる。よって、実施例1と同様な効果を得ることが出来る為レンズ131とレンズ133とによるサジタル方向とメリディオナル方向とのピントズレがレンズ132によりキャンセルされることになり、レンズ系全体としてのサジタル方向とメリディオナル方向とのピントズレ量を小さくすることが出来る。
【0023】
本実施例2によるレンズ系全体でのMTFのグラフを図12に示す。また第2のレンズ132の最大外径は第1のレンズ131の最大外径よりも小さいものとすればレンズ系全体での外形寸法においては縦が横よりも小さくなっている。
【0024】
以上の実施例1及び実施例2で説明したように、アスのあるプラスチックレンズ複数枚から構成されているレンズに於いて全てのプラスチックレンズのゲート位置を揃えて組まずに、一部のプラスチックレンズのゲート位置を90°異なる位置にするか、又はゲート位置が90°異なる方向に組み込むことでピントズレをキャンセルすることが出来、サジタル方向とメリディオナル方向とのMTFのピーク位置の差を小さくすることが出来た。又、前記実施例では他のプラスチックレンズのゲート位置と異なるレンズの角度は90°にしたが、アスの出方に応じてサジタル方向とメリディオナル方向のピントズレをキャンセル出来るようにゲート位置の角度を設定してやれば、本発明の効果を得ることが出来る。
【0025】
【発明の効果】
本発明によれば、アスのあるゲートが1箇所しか無いプラスチックレンズを使用しているレンズにおいて、プラスチックレンズのゲート位置を全て同一方向に揃えて組み込まずに、一部のプラスチックレンズについては他のプラスチックレンズとゲート位置方向が異なるように組む事により、各プラスチックレンズのアスによるサジタル方向とメリディオナル方向のピントズレ量をキャンセルすることが出来、MTFでのメリディオナル方向MTFピーク位置とサジタル方向MTFのピーク位置の差を小さくすることが出来、ピント合わせがしやすいという効果がある。
【0026】
また、レンズ系の縦寸法を横寸法に比べて小さく構成することもできるので、レンズ系を組込む機器を小型化できる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1によるレンズの斜視図。
【図2】本発明の実施例1によるレンズのMTFグラフ。
【図3】本発明の実施例1によるレンズ51のゲート0°方向メリディオナル方向の面精度グラフ。
【図4】本発明の実施例1によるレンズ51のゲート90°方向サジタル方向の面精度グラフ。
【図5】本発明の実施例1によるレンズ52のゲート90°方向メリディオナル方向の面精度グラフ。
【図6】本発明の実施例1によるレンズ52のゲート0°方向サジタル方向の面精度グラフ。
【図7】本発明の実施例1によるレンズ53のゲート0°方向メリディオナル方向の面精度グラフ。
【図8】本発明の実施例1によるレンズ53のゲート90°方向サジタル方向の面精度グラフ。
【図9】本発明の実施例2によるレンズの斜視図。
【図10】本発明の実施例2によるレンズ132のゲート90°方向メリディオナル方向の面精度グラフ。
【図11】本発明の実施例2によるレンズ132のゲート0°方向サジタル方向の面精度グラフ。
【図12】本発明の実施例2によるレンズのMTFグラフ。
【図13】全てのレンズのゲート方向が揃っているレンズの斜視図。
【図14】全てのレンズのゲート方向が揃っているレンズのMTFグラフ。
【図15】レンズ2のゲート0°方向メリディオナル方向の面精度グラフ。
【図16】レンズ2のゲート90°方向サジタル方向の面精度グラフ。
【符号の説明】
11 第1のレンズ
12 第2のレンズ
13 第3のレンズ
14 レンズ11のゲート位置
15 レンズ12のゲート位置
16 レンズ13のゲート位置
21 メリディオナル方向MTF
22 サジタル方向MTF
31 レンズ12のゲート0°方向メリディオナル方向の面精度グラフ
32 ゲート0°方向メリディオナル方向の設計値との面精度ズレ量
41 レンズ12のゲート90°方向サジタル方向の面精度グラフ
42 ゲート90°方向サジタル方向の設計値との面精度ズレ量
51 第1のレンズ
52 第2のレンズ
53 第3のレンズ
54 レンズ51のゲート位置
55 レンズ52のゲート位置
56 レンズ53のゲート位置
61 メリディオナル方向MTF
62 サジタル方向MTF
71 レンズ51のゲート0°方向メリディオナル方向の面精度グラフ
72 ゲート0°方向メリディオナル方向の設計値との面精度ズレ量
81 レンズ51のゲート90°方向サジタル方向の面精度グラフ
82 ゲート90°方向サジタル方向の設計値との面精度ズレ量
91 レンズ52のゲート90°方向メリディオナル方向の面精度グラフ
92 ゲート90°方向メリディオナル方向の設計値との面精度ズレ量
101 レンズ52のゲート0°方向サジタル方向の面精度グラフ
102 ゲート0°方向サジタル方向の設計値との面精度ズレ量
111 レンズ53のゲート0°方向メリディオナル方向の面精度グラフ
112 ゲート0°方向メリディオナル方向の設計値との面精度ズレ量
121 レンズ53のゲート90°方向サジタル方向の面精度グラフ
122 ゲート90°方向サジタル方向の設計値との面精度ズレ量
131 第1のレンズ
132 第2のレンズ
133 第3のレンズ
134 レンズ131のゲート位置
135 レンズ132のゲート位置
136 レンズ133のゲート位置
141 レンズ132のゲート90°方向メリディオナル方向の面精度グラフ
142 ゲート90°方向メリディオナル方向の設計値との面精度ズレ量
151 レンズ132のゲート0°方向サジタル方向の面精度グラフ
152 ゲート0°方向サジタル方向の設計値との面精度ズレ量
161 メリディオナル方向MTF
162 サジタル方向MTF

Claims (3)

  1. 1個のゲートを有する金型を用いて射出成形されるゲートを有するプラスチックレンズを2枚以上使用して構成されるレンズ系において、
    該プラスチックレンズのうちの一部又は全部がレンズ面の形状精度の違いによる非対称性(アス)を有し、前記プラスチックレンズのうちの一部のレンズのゲート位置は他のレンズのゲート位置とは光線軸まわりに略90度の角度位置に配設されることを特徴とするプラスチックレンズを用いたレンズ系。
  2. 前記プラスチックレンズのうちの一部又は全部が、円以外の外形形状を有する請求項1記載のプラスチックレンズを用いたレンズ系。
  3. 前記プラスチックレンズのうちの一部又は全部が、円の上又は下、もしくは上下を切り落した外形形状を有する請求項1記載のプラスチックレンズを用いたレンズ系。
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