JP6783896B2 - 固定焦点レンズ - Google Patents

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Description

本発明は、固定焦点レンズに関し、より詳細には、光源から発散する光の伝達効率を高め、半画角を増大させることができる、明るさの固定される固定焦点レンズに関する。
一般的に、車両の前方および後方には各種照明装置が装着され、安全および運転の便宜を提供しており、最近は、このような車両用照明装置の光源としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が多く用いられる。ＬＥＤを光源として用いる照明装置の場合、光源から出る光をより効率的に伝達しながら半画角を増大させ、作製費用を抑えられるレンズを構成することが必要である。
このニーズにより、使用するレンズの枚数を減少させ、開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ、ＮＡ）を高めようとする研究が進められているが、レンズの枚数が減少する場合、光源から出る光をより多く伝達することは難しい問題点があった。
本発明の背景技術は、韓国登録特許第１０−１４９１２８３号公報（２０１５．０２．０６公告、発明の名称：グレアフリーハイビーム実現のための車両用ヘッドランプ）に開示されている。
韓国登録特許第１０−１４９１２８３号公報
本発明は、上記の問題点を改善するためになされたものであって、その目的は、光源から発散する光の伝達効率を高め、半画角を増大させることができる、明るさの固定される固定焦点レンズを提供することである。
本発明に係る固定焦点レンズは、物体側から像側へ順に配列されたものであって、物体側と像側に凸の面を有し、球面形状である第１レンズと、物体側に凹の面を有する第２レンズと、像側に凸の面を有する第３レンズと、物体側に凸の面を有し、球面形状である第４レンズとを含むことを特徴とする。
また、第１レンズは、ガラス材質を含んでなることを特徴とする。
また、第４レンズは、ガラス材質を含んでなることを特徴とする。
また、第２レンズは、ガラス材質を含んでなることを特徴とする。
また、第３レンズは、プラスチック材質を含んでなることを特徴とする。
また、第１レンズは、アッベ数が３５以上であり、ｄ−ｌｉｎｅでの屈折率が１．７〜１．９２であることを特徴とする。
また、第２レンズは、アッベ数が３０未満であり、フリント（ｆｌｉｎｔ）系のレンズであることを特徴とする。
また、第３レンズは、非球面形状であることを特徴とする。
また、第４レンズは、正の屈折能を有し、物体側に凸のメニスカス（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）形状を有することを特徴とする。
また、次の式を満足することを特徴とする。
Figure 0006783896
ここで、ｆ３は、前記第３レンズの焦点距離であり、ｆは、前記固定焦点レンズ全体の焦点距離を意味する。
また、像側に１つのＬＥＤまたは複数のＬＥＤからなるＬＥＤアレイ（ＬＥＤ Ａｒｒａｙ）を置き、物体側に特定の照度分布を作ることを特徴とする。
また、第３レンズの次に位置するすべてのレンズのアッベ数は、４０以上であることを特徴とする。
また、次の式を満足することを特徴とする。
Figure 0006783896
ここで、ｒｌａｓｔは、前記固定焦点レンズ全体の最後の面の曲率であり、ｆは、前記固定焦点レンズ全体の焦点距離を意味する。
また、次の式を満足することを特徴とする。
Figure 0006783896
ここで、ｒ１は、前記固定焦点レンズ全体の最初の面の曲率であり、ｒｌａｓｔは、前記固定焦点レンズ全体の最後の面の曲率を意味する。
また、次の式を満足することを特徴とする。
Figure 0006783896
ここで、ｄ３は、前記第３レンズの厚さであり、ＴＬは、前記固定焦点レンズ全体の最初の面から最後の面までの長さを意味する。
本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズは、色収差補正のための２枚から構成された接合レンズと、１枚の非球面レンズと、像面湾曲補正のための１枚の追加のレンズとを用いて最適化することにより、４枚のレンズを用いながらも、開口数を０．７５以上で実現し、半画角を１０度以上で実現することで、低費用で光の伝達効率を高め、半画角を増大させることができる。
本発明に係る固定焦点レンズの第１実施例に対する光路図であって、構成レンズの配置を示す図である。 本発明に係る固定焦点レンズの第１実施例に対する性能を示すスポットダイアグラム（Ｓｐｏｔ ｄｉａｇｒａｍ）である。 本発明に係る固定焦点レンズの第２実施例に対する光路図であって、構成レンズの配置を示す図である。 本発明に係る固定焦点レンズの第２実施例に対する性能を示すスポットダイアグラムである。 本発明に係る固定焦点レンズの第３実施例に対する光路図であって、構成レンズの配置を示す図である。 本発明に係る固定焦点レンズの第３実施例に対する性能を示すスポットダイアグラムである。 本発明に係る固定焦点レンズの像側に複数のＬＥＤからなるＬＥＤアレイ（ＬＥＤ Ａｒｒａｙ）を置き、物体側に特定の照度分布を作る場合を示す図である。 図７に示されたＬＥＤアレイを拡大して示す図である。 図７の左下段に示されたＬＥＤアレイの周辺部の光強度分布を拡大して示す図である。 図７の右下段に示されたＬＥＤアレイの中心部の光強度分布を拡大して示す図である。
以下、添付した図面を参照して、本発明の一実施形態に係る固定焦点レンズを説明する。この過程で、図面に示された線の厚さや構成要素の大きさなどは、説明の明瞭性と便宜上誇張されて示されることがある。
また、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であって、これは、使用者、運用者の意図または慣例によって異なる。そのため、このような用語に対する定義は、本明細書全般にわたる内容に基づいて行われなければならない。
図１は、本発明に係る固定焦点レンズの第１実施例に対する光路図であって、構成レンズの配置を示す図であり、図２は、本発明に係る固定焦点レンズの第１実施例に対する性能を示すスポットダイアグラム（Ｓｐｏｔ ｄｉａｇｒａｍ）であり、図３は、本発明に係る固定焦点レンズの第２実施例に対する光路図であって、構成レンズの配置を示す図であり、図４は、本発明に係る固定焦点レンズの第２実施例に対する性能を示すスポットダイアグラムであり、図５は、本発明に係る固定焦点レンズの第３実施例に対する光路図であって、構成レンズの配置を示す図であり、図６は、本発明に係る固定焦点レンズの第３実施例に対する性能を示すスポットダイアグラムであり、図７は、本発明に係る固定焦点レンズの像側に複数のＬＥＤからなるＬＥＤアレイ（ＬＥＤ Ａｒｒａｙ）を置き、物体側に特定の照度分布を作る場合を示す図であり、図８は、図７に示されたＬＥＤアレイを拡大して示す図であり、図９は、図７の左下段に示されたＬＥＤアレイの周辺部の光強度分布を拡大して示す図であり、図１０は、図７の右下段に示されたＬＥＤアレイの中心部の光強度分布を拡大して示す図である。
本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズは、構成レンズの数値データによって第１実施例と第２実施例と第３実施例に区分され、共通には、色収差が補正された２枚の接合レンズに、非球面レンズ１枚と、像面湾曲補正のための追加のレンズ１枚とをさらに用いて計４枚から構成され、ＮＡが０．７５以上であり、半画角が１０度以上であることを特徴とする。このために、適切な位置に非球面形状を適用しなければならない。しかし、非球面形状は、一般的に作製費が高く、熱に弱いので、非球面形状は接合レンズの後に適用することが好ましい。
図１、図３、図５を参照すれば、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの第１実施例〜第３実施例は、物体側（ｏｂｊｅｃｔ ｓｉｄｅ）Ｏから像側（ｉｍａｇｅ ｓｉｄｅ）Ｉへ順に配列されたもので、物体側Ｏと像側Ｉに凸の面を有し、球面形状である第１レンズ１１、２１、３１と、物体側Ｏに凹の面を有する第２レンズ１２、２２、３２と、像側Ｉに凸の面を有する第３レンズ１３、２３、３３と、物体側Ｏに凸の面を有し、球面形状である第４レンズ１４、２４、３４とを含む。
第１レンズ１１、２１、３１と第２レンズ１２、２２、３２とは、互いに接合されて接合レンズとして構成される。接合レンズを構成する第１レンズ１１、２１、３１および第２レンズ１２、２２、３２のいずれか１つが非球面形状の場合、作製費用が非常に高くなりうる。したがって、第１レンズ１１、２１、３１と第２レンズ１２、２２、３２は、いずれも球面形状のレンズであることが好ましい。
像側Ｉの最後に位置する第４レンズ１４、２４、３４は、ＬＥＤ駆動時の発熱による形状変化の問題を考慮し、像面湾曲を補正するために、ガラス材質である球面形状のレンズであることが好ましい。
開口数（ＮＡ）が大きくなると、球面収差が急激に増加するため、第３レンズ１３、２３、３３は、非球面形状のレンズであることが好ましく、作製費の節減を考慮し、発熱による形状変化の問題に関連する光源との距離を考慮する時、プラスチック材質からなることが好ましい。プラスチック材質のレンズを適用するにあたっては、発熱による形状変化による性能変化を最小化するために、焦点距離が長くて屈折能の小さいものを適用することが有利である。
一般的に、プラスチック材質は、屈折率が低くて非点収差が発生して像がぼけることがあり、像面湾曲補正のためにも不利である。したがって、第３レンズ１３、２３、３３に対するプラスチック材質の選択を補完するために、第１レンズ１１、２１、３１には高屈折素材を適用することが好ましく、第１レンズ１１、２１、３１は、ガラス材質からなることが好ましい。
第１レンズ１１、２１、３１と第２レンズ１２、２２、３２とは接合されて接合レンズから構成されるが、この場合、２つのレンズの接合のために、紫外線透過率の高い素材を適用することが好ましい。したがって、第１レンズ１１、２１、３１にガラス材質を適用するとともに、アッベ数が３５以上、ｄ−ｌｉｎｅでの屈折率が１．７〜１．９２のレンズを適用することが好ましい。
もちろん、第１レンズ１１、２１、３１と第２レンズ１２、２２、３２とは接合されなくてもよいが、この場合、２つのレンズが向かい合う面でフレネルロス（ｆｒｅｓｎｅｌ ｌｏｓｓ）が大きくなりうる。したがって、透過率を高めるために、第１レンズ１１、２１、３１と第２レンズ１２、２２、３２とは接合されることが好ましく、第１レンズ１１、２１、３１にガラス材質を適用することが好ましいので、第１レンズ１１、２１、３１に接合される第２レンズ１２、２２、３２も、ガラス材質からなることが好ましい。
一般的に、無限大（ｉｎｆｉｎｉｔｙ）にある物体を結像するための接合レンズは、アッベ数が大きいクラウン（ｃｒｏｗｎ）系のガラス素材と、アッベ数が小さいフリント（ｆｌｉｎｔ）系のガラス素材を使用する。
第１レンズ１１、２１、３１にガラス材質を適用するとともに、アッベ数が３５以上、ｄ−ｌｉｎｅでの屈折率が１．７〜１．９２のレンズを適用する場合、このようなレンズはクラウン系のガラス素材からなるレンズであるので、色収差消去のために、第２レンズ１２、２２、３２にはアッベ数が３０未満のフリント系のレンズを適用することが好ましい。
第４レンズ１４、２４、３４は、正の屈折能を有し、物体側Ｏに凸のメニスカス（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）形状を有するものが好ましい。
第１レンズ１１、２１、３１から第３レンズ１３、２３、３３まで通過した光は収斂光（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔ ｂｅａｍ）になるが、開口数（ＮＡ）を高めるために、これを再収斂させなければならない。この時、球面収差およびコマ収差を最小化するためには、第４レンズ１４、２４、３４に物体側Ｏに凸のメニスカス（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）形状を有するレンズを適用することが好ましい。
本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズは、次の式を満足することが好ましい。
Figure 0006783896
ここで、ｆ３は、第３レンズ１３、２３、３３の焦点距離であり、ｆは、固定焦点レンズ全体の焦点距離を意味する。
式１を満足する条件で十分な光学性能を得ることができる。
｜ｆ ３ ／ｆ｜の値が小さくなると、焦点距離が短くなるのであり、｜ｆ ３ ／ｆ｜の値が大きくなると、焦点距離が長くなることを意味する。したがって、環境変化による性能変化を最小化するためには、焦点距離を長くしなければならないので、｜ｆ ３ ／ｆ｜の値の上限値を制限する必要がない。
また、本発明に係る明るさの固定される超広角ズームレンズは、次の式を満足することが好ましい。
Figure 0006783896
ここで、ｒｌａｓｔは、固定焦点レンズ全体の最後の面の曲率であり、ｆは、固定焦点レンズ全体の焦点距離を意味する。
固定焦点レンズ全体の最後の面の曲率が過度に小さくなると、ワーキングディスタンス（ｗｏｒｋｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ）が過度に短くなり、逆に、固定焦点レンズ全体の最後の面の曲率が過度に大きくなると、収差補正において不利になる。
また、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズは、次の式を満足することが好ましい。
Figure 0006783896
ここで、ｒ１は、固定焦点レンズ全体の最初の面の曲率であり、ｒｌａｓｔは、固定焦点レンズ全体の最後の面の曲率を意味する。
開口数（ＮＡ）が非常に大きい光学系は、通常、最初の面は光線を収斂するために凸面を採用し、最後の面は、球面収差とコマ収差を同時に補正するために平面または凹面を採用する。そして、残りの中間の面は、各種収差補正を担当する。
したがって、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの最初の面と最後の面の曲率が式３を満足する必要がある。式３の数値の下限値は、最後の面がほぼ平面の場合になり、上限値は、球面収差が過補正されないようにするための条件である。
また、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズは、次の式を満足することが好ましい。
Figure 0006783896
ここで、ｄ３は、第３レンズ１３、２３、３３の厚さであり、ＴＬは、固定焦点レンズ全体の最初の面から最後の面までの長さを意味する。
プラスチック材質のレンズは、射出時の成形条件を満足するために、ｄ３／ＴＬに対する適当な値を有しなければならない。式４の数値の下限値は、プラスチック材質のレンズが薄くなることを意味し、上限値は、逆に厚くなることを意味する。プラスチック材質のレンズが過度に薄くなると、射出による形状変化が発生することがあり、プラスチック材質のレンズが過度に厚くなると、射出時間が長くかかり量産性が低下する問題がある。
また、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズは、図７に示されるように、像側Ｉに１つのＬＥＤまたは複数のＬＥＤからなるＬＥＤアレイ（ＬＥＤ Ａｒｒａｙ）を置き、物体側Ｏに特定の照度分布となるように構成することができる。
図８は、図７に示されたＬＥＤアレイを拡大して示すもので、図示のように、ＬＥＤアレイは、周辺部と中心部とを含むように構成される。
図９は、図７の左下段に示されたＬＥＤアレイの周辺部の光強度分布を拡大して示すもので、図示のように、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズを用いてＬＥＤアレイの光を投射する場合、ＬＥＤアレイの周辺部での光が均一な照度分布をもって照明されることが分かる。
図１０は、図７における右下段に示されたＬＥＤアレイの中心部の光強度分布を拡大して示すもので、図示のように、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズを用いてＬＥＤアレイの光を投射する場合、ＬＥＤアレイの中心部の光が均一な照度分布をもって照明されることが分かる。
本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズは、第１レンズ１１、２１、３１と第２レンズ１２、２２、３２に対してそれぞれクラウン系のガラス素材を用いたレンズとフリント系のガラス素材を用いたレンズを適用してこれらを接合することにより、色収差を最小化することができ、この場合、第３レンズ１３、２３、３３の後のレンズに対しても色収差が多く発生しないように素材を選択しなければならない。ただし、第３レンズ１３、２３、３３は、プラスチック素材に限定されることが好ましいので、第４レンズ１４、２４、３４に対しては、素材自体で色収差の発生が最小化される必要がある。したがって、第３レンズ１３、２３、３３の次に位置する第４レンズ１４、２４、３４は、アッベ数が４０以上のものを採用することが好ましい。
本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの第１実施例〜第３実施例では、第３レンズ１３、２３、３３の後には１枚のレンズのみを用いるように構成されるが、これは作製費用を最小化するためであり、一般的には、レンズが追加されるほど高い性能を有し得るので、レンズの追加による多様な実施例も可能である。
以下、図１〜図６を参照し、表１〜表１０を参照して、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの第１実施例〜第３実施例についてより詳細に説明する。
第１実施例
表１は、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの第１実施例に対する各レンズ面のレンズデータを示すもので、このようなレンズデータによる第１実施例は図１に示される。表１では、物体側Ｏから数えた順番で各レンズ面を特定しており、星印（＊）の付けられたレンズ面は非球面であり、曲率半径および厚さまたはレンズ間の間隔の単位はミリメートルである。
表２は、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの第１実施例において、非球面からなるレンズ面の非球面形状を規定するための非球面データを示すものであり、表２に示したレンズ面は、物体側Ｏから数えた順番にあたるレンズ面である。
表３は、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの第１実施例を適用した車両用照明装置の性能データを示すものである。
ここで、ＥＦＬ（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｆｏｃａｌ Ｌｅｎｇｔｈ）（単位：ｍｍ）は、本発明に係る固定焦点レンズ全体の有効焦点距離を示し、ＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ）（単位：度）は、半画角を示し、ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）は、開口数（明るさを意味する）を示し、ＴＬは、本発明に係る固定焦点レンズ全体の最初の面から最後の面までの長さを示し、開口数（ＮＡ）が０．８４０で０．７５以上であり、半画角（ＦＯＶ）が１４．０２４度で１０度以上である。したがって、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの第１実施例により光を効率的に伝達して明るさを満足させながらも半画角を増大させることができ、レンズの枚数の減少で作製費用も抑えられたことが分かる。
図２は、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの第１実施例に対する光の照度分布を示すもので、四角形領域内で均一な照度分布をもって照明されることが分かる。
Figure 0006783896
Figure 0006783896
Figure 0006783896
第２実施例
表４は、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの第２実施例に対する各レンズ面のレンズデータを示すもので、このようなレンズデータによる第２実施例は図３に示される。表４では、物体側Ｏから数えた順番で各レンズ面を特定しており、星印（＊）の付けられたレンズ面は非球面であり、曲率半径および厚さまたはレンズ間の間隔の単位はミリメートルである。
表５は、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの第２実施例において、非球面からなるレンズ面の非球面形状を規定するための非球面データを示すものであり、表５に示したレンズ面は、物体側Ｏから数えた順番にあたるレンズ面である。
表６は、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの第２実施例を適用した車両用照明装置の性能データを示すものである。
ここで、ＥＦＬ（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｆｏｃａｌ Ｌｅｎｇｔｈ）（単位：ｍｍ）は、本発明に係る固定焦点レンズ全体の有効焦点距離を示し、ＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ）（単位：度）は、半画角を示し、ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）は、開口数（明るさを意味する）を示し、ＴＬは、本発明に係る固定焦点レンズ全体の最初の面から最後の面の曲率までの長さを示し、開口数（ＮＡ）が０．８４０で０．７５以上であり、半画角（ＦＯＶ）が１３．７７２度で１０度以上である。したがって、本発明の第２実施例による固定焦点レンズを通して光を効率的に伝達して明るさを満足させながらも半画角を増大させることができ、レンズの枚数の減少で作製費用も抑えられたことが分かる。
図４は、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの第２実施例に対する光の照度分布を示すもので、四角形領域内で均一な照度分布をもって照明されることが分かる。
Figure 0006783896
Figure 0006783896
Figure 0006783896
第３実施例
表７は、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの第３実施例に対する各レンズ面のレンズデータを示すもので、このようなレンズデータによる第３実施例は図５に示される。表７では、物体側から数えた順番で各レンズ面を特定しており、星印（＊）の付けられたレンズ面は非球面であり、曲率半径および厚さまたはレンズ間の間隔の単位はミリメートルである。
表８は、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの第３実施例において、非球面からなるレンズ面の非球面形状を規定するための非球面データを示すものであり、表８に示したレンズ面は、物体側から数えた順番にあたるレンズ面である。
表９は、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの第３実施例を適用した車両用照明装置の性能データを示すものである。
ここで、ＥＦＬ（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｆｏｃａｌ Ｌｅｎｇｔｈ）（単位：ｍｍ）は、本発明に係る固定焦点レンズ全体の有効焦点距離を示し、ＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ）（単位：度）は、半画角を示し、ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）は、開口数（明るさを意味する）を示し、ＴＬは、本発明に係る固定焦点レンズ全体の最初の面から最後の面までの長さを示し、開口数（ＮＡ）が０．８３６で０．７５以上であり、半画角（ＦＯＶ）が１３．６５１度で１０度以上である。したがって、本発明に係る固定焦点レンズの第３実施例により光を効率的に伝達して明るさを満足させながらも半画角を増大させることができ、レンズの枚数の減少で作製費用も抑えられたことが分かる。
図６は、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの第３実施例に対する光の照度分布を示すもので、四角形領域内で均一な照度分布をもって照明されることが分かる。
Figure 0006783896
Figure 0006783896
Figure 0006783896
表１０には、本発明に係る明るさの固定される固定焦点レンズの第１実施例〜第３実施例に対するそれぞれのデータを用いて、上述した式１〜式４に対する計算結果を示すものである。第１実施例の場合、式を最も良く満足することが分かる。
Figure 0006783896
上述のように、本発明によれば、色収差補正のための２枚から構成された接合レンズと、１枚の非球面レンズと、像面湾曲補正のための１枚の追加のレンズとを用いて最適化することにより、４枚のレンズを用いながらも開口数を０．７５以上に高めて光の伝達効率を高め、半画角を増大させることができる。
本発明は、図面に示された実施例を参照して説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術の属する分野における通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形および均等な他の実施例が可能であることを理解するであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、以下の特許請求の範囲によって定められなければならない。
１１、２１、３１：第１レンズ
１２、２２、３２：第２レンズ
１３、２３、３３：第３レンズ
１４、２４、３４：第４レンズ
Ｏ：物体側
Ｉ：像側

Claims (14)

  1. 物体側（ｏｂｊｅｃｔ ｓｉｄｅ）から像側（ｉｍａｇｅ ｓｉｄｅ）へ順に配列されたものであって、
    前記物体側と前記像側に凸の面を有し、球面形状である第１レンズと、
    前記物体側に凹の面を有する第２レンズと、
    前記像側に凸の面を有する第３レンズと、
    前記物体側に凸の面を有し、球面形状である第４レンズで構成され、
    次の式を満足することを特徴とする固定焦点レンズ。
    Figure 0006783896
     ここで、ｆ ３ は、前記第３レンズの焦点距離であり、ｆは、前記固定焦点レンズ全体の焦点距離を意味する。
  2. 前記第１レンズは、ガラス材質を含んでなることを特徴とする請求項１に記載の固定焦点レンズ。
  3. 前記第４レンズは、ガラス材質を含んでなることを特徴とする請求項２に記載の固定焦点レンズ。
  4. 前記第２レンズは、ガラス材質を含んでなることを特徴とする請求項３に記載の固定焦点レンズ。
  5. 前記第３レンズは、プラスチック材質を含んでなることを特徴とする請求項４に記載の固定焦点レンズ。
  6. 前記第１レンズは、アッベ数が３５以上であり、ｄ−ｌｉｎｅでの屈折率が１．７〜１．９２であることを特徴とする請求項１に記載の固定焦点レンズ。
  7. 前記第２レンズは、アッベ数が３０未満であり、フリント（ｆｌｉｎｔ）系のレンズであることを特徴とする請求項１に記載の固定焦点レンズ。
  8. 前記第３レンズは、非球面形状であることを特徴とする請求項１に記載の固定焦点レンズ。
  9. 前記第４レンズは、正の屈折能を有し、物体側に凸のメニスカス（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）形状を有することを特徴とする請求項１に記載の固定焦点レンズ。
  10. 前記像側に１つのＬＥＤまたは複数のＬＥＤからなるＬＥＤアレイ（ＬＥＤ Ａｒｒａｙ）を置き、前記物体側に特定の照度分布を作ることを特徴とする請求項１に記載の固定焦点レンズ。
  11. 前記第３レンズの次に位置する前記第４レンズのアッベ数は、４０以上であることを特徴とする請求項１０に記載の固定焦点レンズ。
  12. 次の式を満足することを特徴とする請求項１に記載の固定焦点レンズ。
    Figure 0006783896
     ここで、ｒｌａｓｔは、前記固定焦点レンズ全体の最後の面の曲率であり、ｆは、前記固定焦点レンズ全体の焦点距離を意味する。
  13. 次の式を満足することを特徴とする請求項１に記載の固定焦点レンズ。
    Figure 0006783896
     ここで、ｒ１は、前記固定焦点レンズ全体の最初の面の曲率であり、ｒｌａｓｔは、前記固定焦点レンズ全体の最後の面の曲率を意味する。
  14. 次の式を満足することを特徴とする請求項１に記載の固定焦点レンズ。
    Figure 0006783896
     ここで、ｄ３は、前記第３レンズの厚さであり、ＴＬは、前記固定焦点レンズ全体の最初の面から最後の面までの長さを意味する。
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