JP3970020B2

JP3970020B2 - ワイドレンズとその製造方法

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Publication number: JP3970020B2
Application number: JP2001390970A
Authority: JP
Inventors: 康寛近藤; 一吉山田
Original assignee: 株式会社エルモ社
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2021-12-25
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイドレンズ、その製造方法およびワイドレンズを用いた光学装置に関し、詳しくは物体側に配置され全体として負のパワーを有する第１レンズ群と、該第１のレンズ群より像側に配置され全体として正のパワーを有する第２レンズ群とを備えたワイドレンズとその関連技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
撮像範囲が広いワイドレンズ（広角レンズ）は、魚眼レンズのような特殊な用途に限らず、例えば比較的近い距離から資料を撮影する資料提示装置などの撮像系に広く用いられている。こうしたワイドレンズに要求される仕様には、撮像範囲の広さの他、周辺光量が充分に得られること、歪曲収差が小さいこと、形状がコンパクトであること、構成するレンズ枚数が少なくかつレンズの製造が容易であること、などがある。こうしたワイドレンズは、ズーム機能も含めて種々提案されている（例えば、特開平９−２１９４６号公報など）。
【０００３】
従来、ワイドレンズとして広く用いられているものに、負のパワーを有する第１のレンズ群と正のパワーを持つ第２のレンズ群とを組み合わせたいわゆるレトロフォーカスタイプのレンズがあり、種々のレンズの組合わせが提案されている（例えば、特開平１１−３０７４３号参照）。このタイプのワイドレンズは、バックフォーカスが長く、周辺光量が比較的多いという長所がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかるレトロフォーカスタイプのワイドレンズは、強い負の歪曲収差があり、レンズの選択や設計にもよるが、コマ収差、非点収差も大きいという問題があった。特に画角が大きくなるほど、収差が大きくなり、補正が必要となっていた。図１３は、従来用いられていたレトロフォーカスのワイドレンズの一例を示す説明図である。このワイドレンズにおける球面収差、非点収差、歪曲収差の特性を図１４に示した。図示するように、この種のワイドレンズの収差、特に歪曲収差はきわめて大きく、撮像領域の周辺では、撮影された像には、かなりのゆがみを生じていた。なお、図１４の各収差のパラメータなどについては、実施例のワイドレンズの特性との比較において、詳しく説明する。
【０００５】
もとよりこうした収差は、レンズ枚数を増やすか、レンズ面を非球面とするなどの手法によりある程度は解消できるが、レンズ枚数を増やせば構成が複雑になり、製造の手間やコストも高くなるという問題を招致する。また非球面レンズを使用して歪曲収差を効率的に補正しようとすると、光軸付近と周辺での厚みが大きく相違するレンズ形状となり、精度良く製造することは困難になってしまう。
【０００６】
本発明の装置は、こうした問題を解決し、レンズ枚数を増加させることなく、かつ製造の容易な非球面レンズを採用して、歪曲収差の小さなワイド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およびその作用・効果】
上記課題の少なくとも一部を解決する本発明のワイドレンズは、
物体側に配置され全体として負のパワーを有する第１レンズ群と、該第１のレンズ群より像側に配置され全体として正のパワーを有する第２レンズ群とを備えたワイドレンズであって、
前記第１のレンズ群は、共にメニスカスレンズである第１，第２のレンズのみからなり、第１，第２のレンズを物体側からこの順にかつ物体側に凸に並設し、
前記第２のレンズの像側凹面を非球面とし、かつその有効半径内の厚みｄの相違を、第１の所定範囲内に制限し、
前記第１のレンズの像側の曲率半径Ｒ１２と前記第２のレンズの物体側の曲率半径Ｒ２１との相違を、第２の所定範囲内に制限し、
前記第１，第２のレンズの光軸上での間隔ｄ２の、前記第１のレンズ群および第２のレンズ群からなるレンズの焦点距離ｆに対する偏差を、所定値以下に設定しており、
前記第２のレンズの厚みの相違は、前記第２のレンズの光軸上の厚みをｄ０、光軸からの高さＨにおける前記物体側レンズ面の法線方向における厚みをｄとして、ｄ／ｄ０として規定され、前記高さＨが前記第２のレンズの有効半径内におけるいずれの高さであっても、前記第１の所定範囲は、０．８ないし１．２であり（０．８＜ｄ／ｄ０＜１．２）、
前記第１，第２のレンズの曲率半径の相違は、Ｒ２１／Ｒ１２として規定され、前記第２の所定範囲は、０．９ないし１．１であり（０．９＜Ｒ２１／Ｒ１２＜１．１）、
前記第１，第２のレンズの光軸上での間隔ｄ２の前記焦点距離ｆに対する偏差は、ｄ２／ｆとして規定され、前記所定値は、０．２である（ｄ２／ｆ＜０．２）こと
を要旨としている。
【０００８】
かかるワイドレンズは、レンズ構成の観点からは、第１のレンズ群が最小２枚のレンズから構成でき、かつメニスカスレンズであって凹面が非球面である第２のレンズの厚みの径方向相違を小さな範囲に押さえ込むことができる。この結果、本発明のワイドレンズは、第１のレンズ群の構成か簡略であり、この第１のレンズ群を構成するレンズの製造や組立などが容易であり、しかも歪曲収差などの収差を小さくすることができる。各値ｄ／ｄ０などを上記の数値範囲としたワイドレンズは、各種収差を格段に抑制することができる。例えば、第２のレンズの有効半径内において、歪曲収差を±２％以内、非点収差を±０．０５ミリメートル以内、とすることができた。
【０００９】
なお、第１のレンズ群の第２のレンズについての有効半径とは、入射側、即ち物体側のレンズ面で定義することができる。また、こうしたワイドレンズにおいて、第２のレンズ群に、絞りを設けることも好適である。
【００１１】
なお、こうしたワイドレンズにおいて、第２のレンズ群は、全体として正のパワーを備えていれば種々の構成が可能であり、例えば、第２のレンズ群を構成する複数のレンズを、絞りを挟んで離間する二つのレンズ群から構成することも差し支えない。第１のレンズ群と第２のレンズ群との離間距離を調整することにより、ズームなどの機能を加えることもできる。
【００１２】
第１のレンズ群を構成する第１，第２のレンズの材質は、光学的な要求を満たせば、ガラス製、合成樹脂製、その他の光学材料を利用可能である。特に第１のレンズは、ガラス製として、研磨によって成形するものとすれば、物体側の面が外気に曝される第１のレンズの耐久上の要請を満たすことが容易となる。もとより、研磨によって仕上げることで、精密な形状を実現することができる。また、第１のレンズ群の第２のレンズは、合成樹脂製とし、モールドにより成形することができる。もとよりガラスモールドにより製造することも可能である。第２のレンズの像側の面は非球面に形成されるので、樹脂やガラスなどの透光性材料をモールドすることにより製造すれば、非球面レンズである第２のレンズの製造コストや製造の手間を低減することができる。
【００１３】
本発明のワイドレンズの製造方法は、
物体側に配置され全体として負のパワーを有する第１レンズ群と、該第１のレンズ群より像側に配置され全体として正のパワーを有する第２レンズ群とを備えたワイドレンズの製造方法であって、
前記第１のレンズ群を、共にメニスカスレンズであり、物体側に配置された第１のレンズと、その厚みｄが、該レンズの有効半径内において第１の所定範囲内に制限され、かつその凹面を非球面とした第２のレンズのみから構成するものとし、
前記第１のレンズの像側の曲率半径Ｒ１２と前記第２のレンズの物体側の曲率半径Ｒ２１との相違を、第２の所定範囲内に制限し、かつ前記第１，第２のレンズの光軸上での間隔ｄ２の、前記第１のレンズ群および第２のレンズ群からなるレンズの焦点距離ｆに対する偏差を、所定値以下に設定して、前記第１，第２のレンズを形成し、しかも、
前記第２のレンズの厚みの相違は、前記第２のレンズの光軸上の厚みをｄ０、光軸からの高さＨにおける前記物体側レンズ面の法線方向における厚みをｄとして、ｄ／ｄ０として規定され、前記高さＨが前記第２のレンズの有効半径内におけるいずれの高さであっても、前記第１の所定範囲は、０．８ないし１．２であり（０．８＜ｄ／ｄ０＜１．２）、
前記第１，第２のレンズの曲率半径の相違は、Ｒ２１／Ｒ１２として規定され、前記第２の所定範囲は、０．９ないし１．１であり（０．９＜Ｒ２１／Ｒ１２＜１．１）、
前記第１，第２のレンズの光軸上での間隔ｄ２の前記焦点距離ｆに対する偏差は、ｄ２／ｆとして規定され、前記所定値は、０．２（ｄ２／ｆ＜０．２）であり、
該第１，第２のレンズを物体側からこの順にかつ物体側に凸に並設して、前記第１のレンズ群を形成し、
該第１のレンズ群の像側に所定距離離間して、前記第２のレンズ群を配置すること
を要旨としている。
【００１４】
かかる製造方法によれば、第１のレンズ群を構成するレンズの枚数を、最小２枚とすることができ、かつ凹面が非球面である第２のレンズの厚みを第１の所定範囲に制限しているので、第２のレンズを容易に製造することができる。この結果、ワイドレンズ全体の製造を容易なものとすることができる。
【００１５】
上述したワイドレンズは、種々の光学装置に用いることができる。本発明の光学装置は、
ワイドレンズとその後方に配置されたＣＣＤカメラとを備えた光学装置であって、
前記ワイドレンズは、物体側に配置され全体として負のパワーを有する第１レンズ群と、該第１のレンズ群より像側に配置され全体として正のパワーを有する第２レンズ群とを備え、
前記第１のレンズ群は、共にメニスカスレンズである第１，第２のレンズのみから構成し、第１，第２のレンズを物体側からこの順にかつ物体側に凸に並設し、
前記第２のレンズの像側凹面を非球面とし、かつその有効半径内の厚みｄの相違を、第１の所定範囲内に制限し、
前記第１のレンズの像側の曲率半径Ｒ１２と前記第２のレンズの物体側の曲率半径Ｒ２１との相違を、第２の所定範囲内に制限し、
前記第１，第２のレンズの光軸上での間隔ｄ２の、前記第１のレンズ群および第２のレンズ群からなるレンズの焦点距離ｆに対する偏差を、所定値以下に設定しており、
前記第２のレンズの厚みの相違は、前記第２のレンズの光軸上の厚みをｄ０、光軸からの高さＨにおける前記物体側レンズ面の法線方向における厚みをｄとして、ｄ／ｄ０として規定され、前記高さＨが前記第２のレンズの有効半径内におけるいずれの高さであっても、前記第１の所定範囲は、０．８ないし１．２であり（０．８＜ｄ／ｄ０＜１．２）、
前記第１，第２のレンズの曲率半径の相違は、Ｒ２１／Ｒ１２として規定され、前記第２の所定範囲は、０．９ないし１．１であり（０．９＜Ｒ２１／Ｒ１２＜１．１）、
前記第１，第２のレンズの光軸上での間隔ｄ２の前記焦点距離ｆに対する偏差は、ｄ２／ｆとして規定され、前記所定値は、０．２である（ｄ２／ｆ＜０．２）ワイドレンズを有すること
を要旨としている。
【００１６】
かかる光学装置は、光学装置を構成するワイドレンズにより必要とするバックフォーカスを確保することができるので、その後方にＣＣＤカメラを設けることができる。しかも収差の少ない画像を撮像することができる。また、ワイドレンズの第１のレンズ群が最小２枚のレンズから構成でき、かつメニスカスレンズであって凹面が非球面である第２のレンズの厚みの径方向相違を小さな範囲に押さえ込むことができる。この結果、本発明の光学装置は、ワイドレンズの第１のレンズ群の構成か簡略であり、この第１のレンズ群を構成するレンズの製造や組立などが容易であり、しかも歪曲収差などの収差を低減して、シャープで滲みのない画像を撮影することができる。各値ｄ／ｄ０などを、上記の数値範囲としたワイドレンズは、各種収差を格段に抑制することができる。例えば、第２のレンズの有効半径内において、歪曲収差を±２％以内、非点収差を±０．０５ミリメートル以内、とすることができた。従って、光学装置としての性能も充分なものとするとができる。
【００１７】
こうした光学装置としては、ワイドレンズとＣＣＤカメラとを内蔵した撮像部と、撮像部の下方に位置する資料載置台と、撮像部を資料載置台の少なくとも一部を撮像可能に保持する保持部とを備えた資料提示装置を考えることができる。資料提示装置は、撮像する範囲が広角であり、かつ撮像する対象がテキストなどが記載された資料であることも多く、滲みや歪みの少ない画像の撮影が可能となる利益は大きい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例であるワイドレンズ１００の構成を示す。この実施例のワイドレンズは、物体側に配置され全体として負のパワーを有する第１のレンズ群１０と、像側に配置され絞り６０を内蔵し全体として正のパワーを有する第２のレンズ群２０とから、構成されている。図１には破線で表示したが、このワイドレンズ１００の後方には、ＣＣＤカメラ４０が配置される。実際のワイドレンズ１００やＣＣＤカメラ４０は、ハウジング内に収納されるが、レンズ系の説明が煩瑣になるので、こうしたハウジングなどの実例は、実施例の末尾にまとめて説明する。
【００２０】
第１のレンズ群１０は、共にガラス製の第１のメニスカスレンズ１１と第２のメニスカスレンズ１２とから構成されている。また、第２のレンズ群２０は、絞り６０を挟んで第１のレンズ群１０側に、第３のレンズ２３と第４のレンズ２４が、ＣＣＤカメラ４０側に、第５のレンズ２５と第６のレンズ２６と第７のレンズ２７とが、それぞれ配置されている。なお、以後の説明では、レンズ面の番号♯１、♯２・・・は、第１，第２のレンズ群の全レンズについて、最も物体側のレンズ１１のレンズ面を♯１、そのレンズ１１の像側の面を♯２、次のレンズ１２の物体側のレンズ面を♯３・・・・、最後のレンズ２７の像側の面を♯１４のように呼ぶものとする。但し、絞り６０も同一の番号体系に組み込まれており、図２では、レンズ面♯９として記載されている。この結果、第５のレンズ２５の物体側のレンズ面が♯１０、像側のレンズ面が♯１１、・・・となる。なお、最後の第７のレンズの物体側レンズ面とその前の第６のレンズ２６の像側レンズ面とが接着されて一つのレンズ面♯１３を形成している。また、各レンズ面♯１，２，３・・・・の曲率半径をＲ１，Ｒ２，Ｒ３・・・・として示す（代表的な符号はＲ）。更に、レンズ面の間隔をｄ１，ｄ２，ｄ３・・・（代表的な符号はｄ）として示す。
【００２１】
図１に示したワイドレンズ１００の各レンズおよびレンズ面の特性を図２に示した。図示した特性において、曲率半径Ｒは、物体側に凸の場合に正の値となる。従って、符号がマイナスのものは、像側に凸であることを示している。また、符号ｄは、光軸上における次のレンズ面までの間隔（単位ミリメートル）を示している。従って、レンズ面♯１についての間隔ｄ１は、レンズ面♯１とレンズ面♯２との間隔（即ちレンズ１１の厚さ）を示しており、間隔ｄ２は、レンズ１１のレンズ面♯２とレンズ１２のレンズ面♯３との間隔を示している。
【００２２】
更に、図２において、符号Ｎｄは、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）における各レンズの屈折率を示しており、符号νｄは、同じくｄ線に対するアッベ数（分散）を示している。また、面番号に＊が付いているレンズ面は、非球面であることを示している。非球面のデータは、係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０として定義されているが、これは、非球面レンズの形状を定義する次式（１）の各係数である。

なお、上記式（１）において、Ｋは円錐係数、Ｃは曲率（曲率半径Ｒの逆数）、Ｈは光軸からの距離、をそれぞれ表わしており、上式（１）は、光軸からの距離Ｈにおける非球面の光軸方向の位置を定義している。非球面は、第２のレンズ１２のレンズ面♯４であり、このレンズ面♯４における距離Ｈおよび位置ｘの関係を、理解の便を図って、図３に示した。図３には、後述する式の理解のために、第２のレンズ１２の光軸上の厚みｄ３と、有効径内での法線方向の厚みｄも併せて示した。なお、第２のレンズ１２についての有効径とは、射出側、即ちレンズ面♯３側で定義している。
【００２３】
図１に示したワイドレンズ１００は、いわゆる１／３インチの大きさのＣＣＤカメラ用に設計されたものである。全レンズ群の焦点距離ｆは３．０ミリ、Ｆナンバは３．０、半画角は４６度であった。また、この時、第１のレンズ群１０では、次の条件が成立していた。

なお、ｄは、第２のレンズ１２について物体側凸面における最大有効径内での光軸からの任意の高さでの法線方向におけるレンズの厚みを示している。ｄ３は、上述したように、第２のレンズ１２の光軸上での厚みである。
【００２４】
以上のように構成された第１実施例のワイドレンズ１００の諸特性を図４に示した。図４において、（Ａ）はＦナンバに対する球面収差の大きさを示し、（Ｂ）は結像面の高さ方向に対する非点収差の大きさを示す。図４（Ａ）における符号Ｃ，ｅ，ｇはそれぞれ収差を求めるのに用いた光線の波長の違い（Ｃ線：波長６５６．３ｎｍ，ｅ線：５４６．１ｎｍ，ｇ線：４３５．８ｎｍ）を示しており、図４（Ｂ）中における符号Ｔは、その特性がタンデンシャル光線に対するものであることを、Ｓはサジタル光線に対するものであることを、それぞれ示している（以下の説明において同じ）。更に、図４（Ｃ）は、結像面の高さ方向に対する歪曲収差の大きさを示している。なお、従来のワイドレンズの特性を示した図１４における各符号も、上記の通りである。但し、歪曲収差を示す各図（Ｃ）については、横軸はディストーションの大きさである。なお、横軸のスケールは、図４と図１４とでは、１０倍異なっている。従って、横軸の位置が同一であれば、収差は１０倍（実施例のワイドレンズの歪曲収差は１／１０）ということになる。
【００２５】
図に示したように、本実施例のワイドレンズ１００では、径方向の大きさを抑制したまま、ＣＣＤカメラ４０などを配置することができるだけのバックフォーカスを確保しており、更に、レンズ全体での球面収差、非点収差、歪曲収差を、小さな値に押さえ込んでいる。しかも、非球面レンズである第２のレンズ１２の厚さの相違を、有効径内で２０％以内に押さえ込んでおり、非球面レンズ１２の製造も容易である。レンズ系全体を通して、特に形状が複雑なレンズや、製造が困難なレンズを採用しておらず、ワイドレンズ１００全体の製造も容易である。特に、第２のレンズ１２は、距離半径の関係、レンズの厚みの関係を、上記式（２）としているので、合成樹脂によるモールドで製造することができ、好適である。こうしたワイドレンズ１００は、ＣＣＤカメラと共に用いて、ビデオカメラや資料提示装置などに用いることができる。特に、このワイドレンズ１００は、結像面における高さ方向の歪み（歪曲収差）が小さいので、細かい文字などを撮像することの多い資料提示装置などに用いれば、画面全体における歪曲が小さいので、文字などを明瞭に撮像し提示することができる。
【００２６】
次に本発明の第２の実施例について説明する。第２実施例のワイドレンズ２００は、図５に示すように、第１のレンズ群１１０（レンズ１１１，１１２）と第２のレンズ群１２０（レンズ１２３ないし１２７）とから構成されており、各レンズ群内のレンズの構成も第１実施例とほぼ同様である。第２実施例のワイドレンズ２００は、いわゆる１／２インチのＣＣＤカメラ１４０用に設計されたものであり、レンズ群の基本的な構成は、第１実施例と同一である。第２実施例のレンズの諸元を図６に示した。なお、各符号は、第１実施例と同一である。このワイドレンズ２００における全レンズ群の焦点距離ｆは４．０ミリ、Ｆナンバは３．０、半画角は４５．１度であった。レンズにおけるｄ／ｄ３，Ｒ３／Ｒ２，ｄ２／ｆなどの数値は、第１実施例の式（２）と同一であった。
【００２７】
このワイドレンズ２００の特性を図７に示した。この図における各符号も第１実施例と同一である。図示するように、第２実施例のワイドレンズ２００も、第１実施例とほぼ同様の特性を示した。従って、このワイドレンズ２００も、径方向の大きさを抑制したまま、ＣＣＤカメラ１４０などを配置することができるだけのバックフォーカスを確保しており、更に、レンズ全体での球面収差、非点収差、歪曲収差を、小さな値に押さえ込んでいる。各レンズの製造の容易さ、歪曲収差が小さいことによる資料提示装置などへの適用上の利点などは第１実施例と同様である。
【００２８】
次に本発明の第３の実施例について説明する。いわゆる１／３インチ用ＣＣＤカメラ２４０用に設計された第３実施例のワイドレンズ３００のレンズ構成を図８に示す。図示するように、第１のレンズ群２１０（レンズ２１１，２１２）と第２のレンズ群２２０（レンズ２２３ないし２２７）とからなるこのワイドレンズ３００の各レンズ群の基本的な構成は、第２のレンズが２１２が合成樹脂製である点を除いて第１，第２実施例と変わらないが、この実施例では、第２のレンズ群２２０の開口絞りの位置に可変絞り機構２６０が配置されている。この可変絞り機構２６０は、第１，第２実施例における絞り６０が固定絞りであって厚みが小さかったのに対して、可変絞りの機構を組み込む分だけ厚い。従って、本実施例では、この第４のレンズ２２４のレンズ面♯８と、絞り６０（面番号♯９）との間隔ｄ８は約２．６ミリである。この絞り６０から第５のレンズ２５のレンズ面♯１０までは、１ミリあるので、第４のレンズ２４と第５のレンズ２５との間隔は、３．６ミリとなっている。
【００２９】
この第３の実施例のワイドレンズ３００の諸元を、図９に示す。各符号は、第１，第２実施例と同一である。このワイドレンズ２００における全レンズ群の焦点距離ｆは３．０ミリ、Ｆナンバは３．０、半画角は４５．５度であった。ｄ／ｄ３，Ｒ３／Ｒ２，ｄ２／ｆなどの数値は、第１実施例の式（２）と略同一（有効桁の下位では異なる程度の相違）であった。
【００３０】
このワイドレンズ３００の特性を図１０に示した。図示するように、この実施例のワイドレンズ３００は、球面収差が極めて小さく、非点収差、歪曲収差も、実用上十分に小さな値となっている。従って、このワイドレンズ２００も、径方向の大きさを抑制したまま、ＣＣＤカメラ２４０などを配置することができるだけのバックフォーカスを確保することができた。各レンズの製造の容易さ、歪曲収差が小さいことによる資料提示装置などへの適用上の利点などは第１実施例と同様である。
【００３１】
次に、以上説明した各実施例のワイドレンズ１００などを収納したビデオカメラ４００の構成について説明する。図１１は、実施例のワイドレンズを収納したビデオカメラ４００の全体構成図である。このビデオカメラ４００は、プラスチック製のケース４０５内に、物体側に配置され全体として負のパワーを有する第１レンズ群４１０と、第１のレンズ群４１０より像側に配置され全体として正のパワーを有する第２レンズ群４２０とを備えたワイドレンズ４０１を組み込んでいる。この第１，第２のレンズ群４１０，４２０は、第３実施例のレンズ群と略同一のものである。従って、第１のレンズ４１１の像側の曲率半径Ｒ１２と第２のレンズ４１２の物体側の曲率半径Ｒ２１との相違は、所定範囲内に制限されている。また第１，第２のレンズ４１１，４１２の曲率半径の光軸上での差ｄ２の、第１のレンズ群４１０および第２のレンズ群４２０からなるレンズの焦点距離ｆに対する偏差は、０．０３程度に設定されている。このように第１，第２のレンズ４１１，４１２を形成し、第１，第２のレンズ４１１，４１２を物体側からこの順にかつ物体側に凸に並設して、ケース４０５内に嵌め込んで固定する。その上で、更に第１のレンズ群４１０の像側の所定距離離間して、第２のレンズ群４２０を配置可能に、ケース４０５には、固定機構が設けられている。更にこの第２のレンズ群４２０の像側には、１／３インチのＣＣＤカメラ４４０がケース４０５に固定・収納される。
【００３２】
以上説明したビデオカメラ４００の製造方法によれば、機器の組み込みに必要なバックフォーカスを確保でき、かつ歪曲収差、非点収差、球面収差の小さなワイドレンズを組み込んだビデオカメラを、容易に製造することができる。こうして得られたビデオカメラは、例えば、図１２に示すように、資料提示装置５００に組み込んで、資料撮像用に用いることができる。資料提示装置５００は、文書ＤＣなどの細かな書類などを撮像することが多いので、本実施例のビデオカメラ４００のように、特に撮像範囲周辺での歪曲収差が小さいものは、きわめて有用である。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、更に種々なる形態で実施し得ることは勿論である。例えば、本実施例のワイドレンズは、第１のレンズ１１などを合成樹脂製とすることも可能である。また、こうしたワイドレンズを組み込んだカメラは、資料提示装置の他、家庭用ビデオカメラや工業用カメラなどに用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例としてのワイドレンズ１００の構成を示す説明図である。
【図２】第１実施例のワイドレンズ１００の曲率半径他の諸元を示す説明図である。
【図３】非球面レンズの曲面を示す式における変数Ｈとｘの関係を示す説明図である。
【図４】第１実施例のワイドレンズ１００の球面収差、非点収差、歪曲収差の特性を例示するグラフである。
【図５】第２実施例としてのワイドレンズ２００の構成を示す説明図である。
【図６】第２実施例のワイドレンズ２００の曲率半径他の諸元を示す説明図である。
【図７】第２実施例のワイドレンズ２００の球面収差、非点収差、歪曲収差の特性を例示するグラフである。
【図８】第３実施例としてのワイドレンズ３００の構成を示す説明図である。
【図９】第３実施例のワイドレンズ３００の曲率半径他の諸元を示す説明図である。
【図１０】第３実施例のワイドレンズ３００の球面収差、非点収差、歪曲収差の特性を例示するグラフである。
【図１１】第４実施例としてのワイドレンズ４０１を組み込んだビデオカメラ４００の概略構成図である。
【図１２】このビデオカメラ４００を用いた資料提示装置５００の外観図である。
【図１３】従来のワイドレンズの構成を例示する説明図である。
【図１４】従来のワイドレンズにおける球面収差、非点収差、歪曲収差の特性を例示するグラフである。
【符号の説明】
１０…第１のレンズ群
１１…第１のメニスカスレンズ
１２…第２のメニスカスレンズ
２０…第２のレンズ群
２３…第３のレンズ
２４〜２７…第４〜第７のレンズ
４０…ＣＣＤカメラ
６０…絞り
１００…ワイドレンズ
１１０…第１のレンズ群
１１１，１１２…レンズ
１２０…第２のレンズ群
１４０…ＣＣＤカメラ
２００…ワイドレンズ
２１０…第１のレンズ群
２２０…第２のレンズ群
２６０…絞り機構
３００…ワイドレンズ
４００…ビデオカメラ
４０１…ワイドレンズ
４０５…ケース
４１０…第１のレンズ群
４１１，４１２…第２のレンズ
４２０…第２のレンズ群
４４０…ＣＣＤカメラ
４６０…絞り機構
５００…資料提示装置

Claims

物体側に配置され全体として負のパワーを有する第１レンズ群と、該第１のレンズ群より像側に配置され全体として正のパワーを有する第２レンズ群とを備えたワイドレンズであって、
前記第１のレンズ群は、共にメニスカスレンズである第１，第２のレンズのみからなり、第１，第２のレンズを物体側からこの順にかつ物体側に凸に並設し、
前記第２のレンズは、その像側凹面を非球面とし、かつその有効半径内の厚みｄの相違を、第１の所定範囲内に制限し、
前記第１のレンズの像側の曲率半径Ｒ１２と前記第２のレンズの物体側の曲率半径Ｒ２１との相違を、第２の所定範囲内に制限し、
前記第１，第２のレンズの光軸上での間隔ｄ２の、前記第１のレンズ群および第２のレンズ群からなるレンズの焦点距離ｆに対する偏差を、所定値以下に設定しており、
前記第２のレンズの厚みの相違は、前記第２のレンズの光軸上の厚みをｄ０、光軸からの高さＨにおける前記物体側レンズ面で定義した法線方向における厚みをｄとして、ｄ／ｄ０として規定され、前記高さＨが前記第２のレンズの有効半径内におけるいずれの高さであっても、前記第１の所定範囲は、０．８ないし１．２であり（０．８＜ｄ／ｄ０＜１．２）、
前記第１，第２のレンズの曲率半径の相違は、Ｒ２１／Ｒ１２として規定され、前記第２の所定範囲は、０．９ないし１．１であり（０．９＜Ｒ２１／Ｒ１２＜１．１）、
前記第１，第２のレンズの光軸上での間隔ｄ２の前記焦点距離ｆに対する偏差は、ｄ２／ｆとして規定され、前記所定値は、０．２である（ｄ２／ｆ＜０．２）
ワイドレンズ。
前記第２のレンズ群は、絞りを有する請求項１記載のワイドレンズ。
前記第２のレンズ群を構成する複数のレンズは、前記絞りを挟んで離間する二つのレンズ群から構成された請求項２記載のワイドレンズ。
請求項１ないし請求項３のいずれか記載のワイドレンズであって、
前記第１のレンズ群の第１のレンズは、ガラス製であり、研磨によって成形されたものであるワイドレンズ。
請求項１ないし請求項４のいずれか記載のワイドレンズであって、
前記第１のレンズ群の第２のレンズは、合成樹脂製であり、モールドにより成型されたものであるワイドレンズ。
物体側に配置され全体として負のパワーを有する第１レンズ群と、該第１のレンズ群より像側に配置され全体として正のパワーを有する第２レンズ群とを備えたワイドレンズの製造方法であって、
前記第１のレンズ群を、共にメニスカスレンズであり、物体側に配置された第１のレンズと、その厚みｄが、該レンズの有効半径内において第１の所定範囲内に制限され、かつその凹面を非球面とした第２のレンズのみから構成するものとし、
前記第１のレンズの像側の曲率半径Ｒ１２と前記第２のレンズの物体側の曲率半径Ｒ２１との相違を、第２の所定範囲内に制限し、かつ前記第１，第２のレンズの光軸上での間隔ｄ２の、前記第１のレンズ群および第２のレンズ群からなるレンズの焦点距離ｆに対する偏差を、所定値以下に設定して、前記第１，第２のレンズを形成しており、かつ
前記第２のレンズの厚みの相違は、前記第２のレンズの光軸上の厚みをｄ０、光軸からの高さＨにおける前記物体側レンズ面で定義した法線方向における厚みをｄとして、ｄ／ｄ０として規定され、前記高さＨが前記第２のレンズの有効半径内におけるいずれの高さであっても、前記第１の所定範囲は、０．８ないし１．２であり（０．８＜ｄ／ｄ０＜１．２）、
前記第１，第２のレンズの曲率半径の相違は、Ｒ２１／Ｒ１２として規定され、前記第２の所定範囲は、０．９ないし１．１であり（０．９＜Ｒ２１／Ｒ１２＜１．１）、
前記第１，第２のレンズの光軸上での間隔ｄ２の前記焦点距離ｆに対する偏差は、ｄ２／ｆとして規定され、前記所定値は、０．２（ｄ２／ｆ＜０．２）であり、
該第１，第２のレンズを物体側からこの順にかつ物体側に凸に並設して、前記第１のレンズ群を形成し、
該第１のレンズ群の像側に所定距離離間して、前記第２のレンズ群を配置する
ワイドレンズの製造方法。
ワイドレンズとその後方に配置されたＣＣＤカメラとを備えた光学装置であって、
前記ワイドレンズは、物体側に配置され全体として負のパワーを有する第１レンズ群と、該第１のレンズ群より像側に配置され全体として正のパワーを有する第２レンズ群とを備え、
前記第１のレンズ群は、共にメニスカスレンズである第１，第２のレンズのみから構成し、第１，第２のレンズを物体側からこの順にかつ物体側に凸に並設し、
前記第２のレンズの像側凹面を非球面とし、かつその有効半径内の厚みｄの相違を、第１の所定範囲内に制限し、
前記第１のレンズの像側の曲率半径Ｒ１２と前記第２のレンズの物体側の曲率半径Ｒ２１との相違を、第２の所定範囲内に制限し、
前記第１，第２のレンズの光軸上での間隔ｄ２の、前記第１のレンズ群および第２のレンズ群からなるレンズの焦点距離ｆに対する偏差を、所定値以下に設定しており、
前記第２のレンズの厚みの相違は、前記第２のレンズの光軸上の厚みをｄ０、光軸からの高さＨにおける前記物体側レンズ面で定義した法線方向における厚みをｄとして、ｄ／ｄ０として規定され、前記高さＨが前記第２のレンズの有効半径内におけるいずれの高さであっても、前記第１の所定範囲は、０．８ないし１．２であり（０．８＜ｄ／ｄ０＜１．２）、
前記第１，第２のレンズの曲率半径の相違は、Ｒ２１／Ｒ１２として規定され、前記第２の所定範囲は、０．９ないし１．１であり（０．９＜Ｒ２１／Ｒ１２＜１．１）、
前記第１，第２のレンズの光軸上での間隔ｄ２の前記焦点距離ｆに対する偏差は、ｄ２／ｆとして規定され、前記所定値は、０．２である（ｄ２／ｆ＜０．２）
ワイドレンズ。
請求項７記載の装置であって、
前記ワイドレンズとＣＣＤカメラとを内蔵した撮像部と、
該撮像部の下方に位置する資料載置台と、
前記撮像部を、前記資料載置台の少なくとも一部を撮像可能に保持する保持部と
を備えた光学装置。
前記ワイドレンズの前記第２のレンズ群は、絞りを有する請求項７または請求項８記載の光学装置。