JPH01263615A - プラスチックズームレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔座業上の利用分野〕 本発明は軽量で、外部からの接触による損傷防止用ガラ
ス板を最外部に備え、しかも製作容易なプラスチックズ
ームレンズに関する。

〔従来の技術〕

各種のレンズ系において、構成要素である各レンズを全
てプラスチックレンズに置き換えることができれば、そ
の重量は１／３〜１／２に低減され、大幅に軽量化され
ると共に、製造原価を低くすることが出来る。

しかし、プラスチックレンズは、ガラスレンズに比較し
て、温度による線膨張係数が大きく、屈折率の温度変化
による影響も大きいため、気象条件の変化により、レン
ズの焦点面が移動してしまうという欠点があった。

この欠点を改良するものとして、ガラスレンズと凹、凸
プラスチックレンズを組み合わせることにより、色収差
を補正しつつ温度による影響を抑制する技術が、例えば
特開昭５９−３１９２０号公報に開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記特開昭５９−５１９２０号公報の第１゜第
４実施例のように、凹、凸プラスチックレンズを組み合
わせることによりレンズ系の先頭のレンズがプラスチッ
クレンズとなることが不可避となっている。−万、プラ
スチックレンズはガラスレンズに比べ、硬度で劣ってお
υ、傷および汚れがつきやすいという欠点を有している
。

本発明はレンズ系の先頭に設けられたプラスチックレン
ズを傷や汚れから保護し、しかも同時に収差が良好に補
正されたプラスチックズームレンズを提供する仁とを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

プラスチックレンズの傷や汚れの防止は、先頭のプラス
チックレンズの前にガラス平行平面板を設けるととによ
り達成できる。また、良好に収差の補正されたプラスチ
ックズームレンズは、前記ガラス平行平面板の像側にプ
ラスチック薄膜を被層して非球面を形成させることによ
り得られる。

〔作用〕

プラスチックレンズの傷、汚れの防止には、プラスチッ
クレンズが組レンズで外側から触れないようにすればよ
い。それには先頭のプラスチックレンズの前にガラス平
行平面板を設ければ艮い。

また、非球面による６次の球面収差（１）、コマ収差（
■）、非点収差（ＩＩＩ）の補正効果は次式となる□工
＝ψｈ４　　　　ψ：非球面パラメータ■＝ψｈ３ｈ　
　　ｈ：軸上光線高さ ■＝ψｈ２ｈ２　　ｈ：主光線高さ 即ち、複数の非球面は、設定面を離して用いた方が面ご
とのτ／ｈの差が大きくなシ、非球面の収差補正効果を
良好なものに出来る。それ故、レンズ系の先頭のガラス
平行平面板に非球面を設けることによって艮好な収差補
正効果が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面によって更に詳細に説明する。第１
図は本発明第１笑施例図で、１は前玉群、２はバリエー
タ群報５はコンペンセータ、４はマスター群、５は水晶
板である。前玉群１とバリエータ群２は変倍作用を行い
、コンベンセータ３は変倍作用による像面移動を防止し
、マスター群４は結像作用を行う′０なお、焦点面とマ
スター群４との間に置かれる水晶板５は低周波光学フィ
ルターの役目をするものであり、レンズ効果はない。

次に、前玉群１のレンズ構成について説明する。

前玉群１は、ガラス平行平面板と３枚のレンズからなる
。物体側より順に、ガラス平行平面板、物体側に凸面を
向けた負メニスカスのプラスチックレンズである第１レ
ンズ、両凸正のガラスレンズである第２レンズ、物体側
に曲率の大きい面を向けた正のプラスチックレンズであ
る第３レンズより成シ、図中、プラスチックレンズは斜
線でハツチングを施して示しである。

本実施例では、凹レンズの第１レンズと凸レンズの第３
レンズの２枚のプラスチックレンズで温度補償を実施し
ている。このため先頭の第１レンズがプラスチックレン
ズとなっているが、このプラスチック製の第１レンズの
傷、汚れの防止は、先頭にガラス平行平面板を配置して
行っている。

また、非球面を用いた収差補正は、前記ガラス平行平面
板の像側の面と、第３レンズの両面に非球面を設け、非
球面での軸上光線高さと主光線高さの比の差が大きくな
るようにした。

次に、この第１実施例の具体的な数値を挙げるが、これ
らは焦点距離ｆ　＝　１２．１〜６７、９ｍｍのズーム
レンズの場合である。

ｒ、　＝ｏｏ　　　　ｄ１＝２．０Ｏｎｌ　−４，５１
６５シロー６４．１ｒ２　＝　’Ｏｄ２−α５０　　１
１１２　＝　１−５０００　　シ２＝５＆７ｒＪＩ！ａ
Ｉ９ｄ３＝α５０ ｒ４−１６＆０ｄ４＝１．９０　　　ｎ３ｘ１．５８３
９　　ｖ５ｚ５０．５ｒ　＝　５五６５　　ｄ５　”α
２０ ｒ　−２ａ８３　　　ｄ６　＝８−６１　　　ｎａ　＝
　１．４８７５　　ｖ４−７Ｇ、５ｒ　＝−９１，６Ｂ
　　６ｙ　＝（Ｌ　１０ｒ８＝２＆２５　　　ｄ８＝４
．３５　　　ｎ５＝１．５０００　　ν５”５＆７＊ ｒｑ　＝　１０α２　　ｄ。

ｒ　＝”５２．９８　　　ｄＩｏ−αＢＯｎ６　＝　１
．７４５２　　シロ＝４９．３ｒｌ、＝１２．８６ｄ４
．Ｂ五４９ ｒ　＝　　１７．３５　　ｄｌ２−α８０　　　ｍｙ　
−１，７４５２シロー４９．５ｒ　＝１２．５８　　ｄ
ｌ５−ＡＯＯｎＢ　＝　１．８０５２　　νａ　−２５
，４＊ ｒｌ４”−１６７、９ｄ、４ ｒ１５＝−２１０６ａｌ５−α８０　　　ｎｐ　−１，
７２１５シ、！２９．２ｒ１６＝”　−１ｉ　４　　ｄ
ｌ６” ｒ、、ｗ１３５．９　　　ａｌ、４．ｔｓ　　　ｎ、。

ｘｌ、６５８５　　シ、ｏ＝５７．４ｒ１Ｂ−−１９，
９９ｄ１Ｂ＝１８ ｒ、−一（絞ｐ）　　ｄ、、＝１．７５ｒ２０＝５２ｊ
８　　ｄ２０ｘ五７４　　　ｎ、、ｘｌ、５８９１　　
ｖ、１＝６１．３ｒ２１−−８ｔＳ、８６　　ｄ２１ｘ
１．６０ｒ２２＝−２１５７ｄ２２”ｇ（Ｌ９２　　　
ｎ、２−１．８０５２　　ｖ、２＝２５．４ｒ２．＝−
６９，０４ｄ２．＝０４９ ｒ　２４　”　２α０５　　ｄ２４−Ａ５４　　　ｎｌ
、−１５８９１シ１．−６１．５ｒ２５−１０αＯ（１
２５−１＆３３ ｒ　　−１７，４２ｄ２６ｇ＋（Ｌ８６　　　ｎ１４−
１．８０５２　　シ１４−２５．４ｒ２７−α６４１　
　　ｄ２７’ａ２．４３ｒ２Ｂ−１１，６２ｄ２Ｂ＝４
．９５　　　ｎ、５＝１．６６８９　　シュ５−４５．
０ｒ２９ツー１４５．９ｄ２９−１．２０ｒ５ｏｘａｏ
ａ　　　　ｄ５０＝五’！５　　　ｎ１６−１．５２３
ｊ　　シロ６＝５ＥＬ４ｒ５１３” 上記において、ｒｉは物体側から１番目のレンズ面の曲
率半径であって、曲率中心が結像側にあるとき正、物体
側にあるとき負としている。ｄｌは同じく１査目のレン
ズ面とこれに隣る（ｌＬ＋１）番目のレンズ面との間の
光軸上の距離を表す。ｎｊ。

ν、は夫々物体側から一番口のレンズの届折本、アツベ
数である。

なお、ｒ、〜ｒ、は前玉群１、ｒ、。〜ｒ１４はバリエ
ータ群２、ｒ、５．ｒ１６はコンペンセータ３、ｒ、７
〜ｒ２９（但しｒ、９を除く）はマスター群、”５０　
ｔ　ｒｉ１１は水晶板５に関するものである。

上記において、本印を付した距離ｄ９　ｐ　ｄｌ４　ｒ
　ｄｌ６は焦点距離ｆに応じて異なる。その例を以下に
示す０ また、曲率半径ｒに・印を付したレンズ面は非球面であ
シ、形状は次式の非球面係数により次のように示される
。

Ｚ：平面からの変位量 Ｃ：基準球面の曲率（１／ｒ）　　・ Ｋ：円錐定数 Ｙ：光軸からの距離 Ａ４−Ａ１０　”非球面係数 ５面ｘｘｏ　　　Ａ４−１．９７１Ｘ１０−’　Ａ６＝
−ａ３６２Ｘ１０−”Ａ３ｍ５．５４４Ｘ１０−１２Ａ
、。＝−７，６００Ｘ１０”８面に＝−（Ｌ１９８２　
Ａ４”−３，０１６ｘｌＯ−’　Ａ６＝４９８５ｘ１０
−’Ａ８＝−２，８５８Ｘ１０”　Ａ、。−１，４Ｂ６
Ｘ１０−１５９面に＝４．８８５　　Ａ４−５．２７５
１０−８Ａ、５−Ａ４１０ｘｌＯ−’Ａ６ｓ−７．４２
４ｘ１０−１２Ａ１゜＝１ｊ４３ｘ１０−”第２図〜第
４図は、各焦点距離における実収差を示した特性図であ
る。これらの特性図から明らかなように、この実施例に
おいて、諸収差が良好に補正されていることが判る。

また、ガラス平行平面板の像側の面すなわち第５面をプ
ラスチック薄膜とし、非球面を実現しているが、これは
、凹プラスチックレンズの保護と同様な理由による。こ
の薄膜材料には光硬化性樹脂を用い、所望形状に成形し
た状態で、ガラス側から紫外線を照射して形成する。

以上により、第１レンズ群の焦点距離は４４．４ｍｍと
なるが、−万、非球面を設けた面の有効径は光軸からの
高さが、第３面でｔ９ｍｍ（α４２ａｒ、）、第８面、
第９面が共に１４．４５ｍｍ（α３２６ｆ、）である。

従って次式で定義される非球面と近軸の曲率半径とのサ
グ量の差Δ５ＡＧ（Ｙ）は、 であシ、第５面でム５ＡＧ（α４２８ｆ、）＝−α２０
、第８面でＡＳＡＧ（α５２６　ｆ、　）　＝１２６、
第９面でＡＳＡＧ（ＣＬ３２６ｆＦ）＝１０９　　とな
る。

次に、第２実施例と、そのときのＡＳＡＧについて説明
する。レンズデータについては、非球面係数と第４．第
５．第８．第９面のｒのみが第１実施例と異なるので、
この値のみ示す。なお、レンズの性能を表す収差図は、
同等となったので表示は省略する。

第２９ｉ！、流側 第５実施例 第４実施例 第５実施例 第６実施例 第７実施例 以上の実施例で、第２．第５実施例は、第１英施例で第
６面、第８面、第９面の計５面で用いた非球面を、それ
ぞれ、第５面、第８面の計２面と、第５面、第９面の計
２面のみで用いた場合である。

このとき、第５面でのＡＳＡＧは一α２１〜−α２０ｍ
ｍ　。

第８面でのΔｓＡＧは一α５６〜Ｏｍｍ　、第９面での
ＡＳＡＧは０〜α３４ｍｍの値となる。

次に、第４．第５実施例は、第８．第９面で構成される
レンズの形状を変えた場合であり、第６面でのＡＳＡＧ
は−１２７〜−［Ｌｉ２エ、第８面でのＡＳＡＧは−α
２５〜Ｏｍｍ　、第９面でのＡＳＡＧは０〜α３１ｍｍ
　　の値となる。

次に、第６．第７災施例は、第４．第５面で構成される
レンズの形状を変えた場合であυ、第３面でのＡＳＡＧ
は−（Ｌ　２３〜−α１９ｍｍ、　　第８面でのＡＳＡ
Ｇは一１１３９〜Ｏｍｍ、第９面でのＡＳＡＧは０〜０
．４０ｍｍ　の値となる。

以上の実施例から、ΔＳＡＧは、第３面で−［１２７〜
−ａ、１（５ｍｍ、第８面で−（Ｌ　５９〜Ｏｍｍ　、
　　第９面で０〜１ｌＬ４０＝の値となった。

従って、ΔＳＡＧをｆｌで割った規格値は、第６面か−
＆Ｉ　Ｘ　１０””〜−五６　Ｘ　１０−’、第８面が
−＆８×１０−３〜０、第９面が０〜９．０　Ｘ　１０
−５となる。

また、この値は、第１〜第７実施例の差で判るように、
レンズ形状の変化量を変えることによって、その変化範
囲が増えることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ガラスレンズに比
べ硬度的に劣シ、傷および汚れの付き易いプラスチック
レンズをガラス平行平面板で保護でき、また、このガラ
ス平行平面板の像側の面にプラスチックの薄膜で非球面
を設けることによって、艮好な収差補正効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例の構成図、第２図。 第６図、第４図はそれぞれ焦点距離が１２．０７ｍｍ。 ３９、　Ｏｔ　ｍｍ　、　　６７、９４ｍｍ　　での収
差性能を示す特性図である。 １・・・前玉群、２・・・バリエータ群、３・・・コン
ベンセータ、４・・・マスター群。、 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、焦点距離変倍のため、複数の可動群よりなるプラス
   チックレンズを用いたズームレンズにおいて、第１レン
   ズ群は、物体側より順に、ガラス平行平面板、物体側に
   凸面を向けた負メニスカスのプラスチックレンズ、両凸
   のガラスレンズ、物体側に曲率の大きい面を向けた正の
   焦点距離を有するプラスチックレンズで構成され、前記
   ガラス平行平面板の像側の面にプラスチック薄膜で出来
   た非球面を設けたことを特徴とするプラスチックズーム
   レンズ。 ２、上記プラスチック薄膜非球面の形状が、▲数式、化
   学式、表等があります▼ −８×１０＾−＾３＜ΔＳＡＧ（０．４３ｆ＿１）／ｆ
   ＿１＜−２×１０＾−３を満足することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のプラスチックズームレンズ。 但し、ｆ＿１は第１レンズ群の焦点距離、Ｆ（Ｙ）は光
   軸からの高さＹでの非球面形状を光軸方向のサグ量で表
   したもの、▲数式、化学式、表等があります▼は非球 面の近軸の曲率半径ｒの形状を光軸方向のサグ量で表し
   たものである。 ３、前記の正の焦点距離を有するプラスチックレンズの
   少なくとも片面を非球面とし、非球面形−１×１０＾−
   ＾２＜ΔＳＡＧ（０．３３ｆ＿１）物側／ｆ＿１≦００
   ≦ΔＳＡＧ（０．３３ｆ＿１）像側／ｆ＿１＜１×１０
   ＾−＾２状が、上の２式を満足することを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載のプラスチックズームレンズ。