JPH0560970A - ２群２枚構成の非球面レンズ系 - Google Patents
２群２枚構成の非球面レンズ系Info
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- JPH0560970A JPH0560970A JP24432391A JP24432391A JPH0560970A JP H0560970 A JPH0560970 A JP H0560970A JP 24432391 A JP24432391 A JP 24432391A JP 24432391 A JP24432391 A JP 24432391A JP H0560970 A JPH0560970 A JP H0560970A
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- lens
- aspherical
- lens system
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- aspherical surface
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 大型化、高重量化、高コスト化をもたらさず
に軸上の球面収差、軸外の収差の良好な補正と開口効率
の向上を実現する。 【構成】 この非球面レンズ系Ｌは、拡大側に凸面を向
けた正の単レンズより成る前群レンズＬ1 と縮小側に凸
面を向けた正の単レンズより成る後群レンズＬ2 とを、
空気間隔ｄ2 を存して拡大側から順次に配設された２群
２枚構成のレンズ系である。前群レンズＬ1 の凸面ｒ1
は、光軸に対して回転対称の非球面に形成され、その形
状は、光軸から離れるに従いその曲率が緩くなるような
非球面に設定されている。後群レンズＬ2 の凸面ｒ
4 は、球面または光軸に対して回転対称な非球面に形成
されている。なお、第二面ｒ2 と第三面ｒ3 は、平面ま
たは曲率の緩い球面に形成されている。また、前群レン
ズＬ1 と後群レンズＬ2 の各焦点距離ｆ1 とｆ2 の関係
は、 ０．４＜ｆ1 ／ｆ2 ＜２．０ なる条件を満す必
要がある。
に軸上の球面収差、軸外の収差の良好な補正と開口効率
の向上を実現する。 【構成】 この非球面レンズ系Ｌは、拡大側に凸面を向
けた正の単レンズより成る前群レンズＬ1 と縮小側に凸
面を向けた正の単レンズより成る後群レンズＬ2 とを、
空気間隔ｄ2 を存して拡大側から順次に配設された２群
２枚構成のレンズ系である。前群レンズＬ1 の凸面ｒ1
は、光軸に対して回転対称の非球面に形成され、その形
状は、光軸から離れるに従いその曲率が緩くなるような
非球面に設定されている。後群レンズＬ2 の凸面ｒ
4 は、球面または光軸に対して回転対称な非球面に形成
されている。なお、第二面ｒ2 と第三面ｒ3 は、平面ま
たは曲率の緩い球面に形成されている。また、前群レン
ズＬ1 と後群レンズＬ2 の各焦点距離ｆ1 とｆ2 の関係
は、 ０．４＜ｆ1 ／ｆ2 ＜２．０ なる条件を満す必
要がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば舞台照明または
スタジオ等で使用されるスポットライト用レンズ装置の
投射レンズ系として好適な、２群２枚構成の非球面レン
ズ系の改良に関するものである。
スタジオ等で使用されるスポットライト用レンズ装置の
投射レンズ系として好適な、２群２枚構成の非球面レン
ズ系の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スポットライト用レンズ装置は、光源と
投射レンズ系との間に配設したマスク或いはマスク上の
図柄等のパターンを投射面（スクリーン）に拡大投影す
るときに利用されるものであるが、これに使用する投射
レンズ系としては、例えば特開昭５８−５３１０５号公
報および実公平２−３８３３５号公報にそれぞれ示すよ
うな配置の２群２枚構成のレンズ系、すなわち、図４７
に示すように、２枚の平凸球面レンズＡおよびＢを、そ
れぞれの凸面が互いに内側を向くように光軸Ｏ上に対向
的に配置されたタンデム型配置の球面レンズ系が広く用
いられて来た。
投射レンズ系との間に配設したマスク或いはマスク上の
図柄等のパターンを投射面（スクリーン）に拡大投影す
るときに利用されるものであるが、これに使用する投射
レンズ系としては、例えば特開昭５８−５３１０５号公
報および実公平２−３８３３５号公報にそれぞれ示すよ
うな配置の２群２枚構成のレンズ系、すなわち、図４７
に示すように、２枚の平凸球面レンズＡおよびＢを、そ
れぞれの凸面が互いに内側を向くように光軸Ｏ上に対向
的に配置されたタンデム型配置の球面レンズ系が広く用
いられて来た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このタンデム型配置の
球面レンズ系では、明るい拡大投影像を得ようとしてレ
ンズ系の有効径を大きくすると、球面収差が著しく増大
して投射面上における像のボケ（所謂、ハレーション）
が発生する。
球面レンズ系では、明るい拡大投影像を得ようとしてレ
ンズ系の有効径を大きくすると、球面収差が著しく増大
して投射面上における像のボケ（所謂、ハレーション）
が発生する。
【０００４】これを解決するには、レンズ枚数を増やし
て球面収差を良好に補正することが考えられるが、この
ように多数枚構成にすると、レンズ系のコストが増し、
また、装置の大型化、重量化を招くことになる。
て球面収差を良好に補正することが考えられるが、この
ように多数枚構成にすると、レンズ系のコストが増し、
また、装置の大型化、重量化を招くことになる。
【０００５】一方、このレンズ系に非球面を導入して球
面収差を補正することも考えられるが、単純に非球面を
使って球面収差を補正すると、軸外光束の集光位置が軸
上近軸像面から離れて行くという現象を惹き起すことに
なる。
面収差を補正することも考えられるが、単純に非球面を
使って球面収差を補正すると、軸外光束の集光位置が軸
上近軸像面から離れて行くという現象を惹き起すことに
なる。
【０００６】つまり、軸上と軸外とで光軸方向の集光位
置の差が大きくなって像面湾曲が大きくなる。
置の差が大きくなって像面湾曲が大きくなる。
【０００７】そのため、本来が平面であるマスク或いは
マスク上の図柄等を、これも平面である投射面（スクリ
ーン）上に拡大投影をするのに著しく不都合になり、ス
ポットライト用のレンズ系としては不適当なものとな
る。
マスク上の図柄等を、これも平面である投射面（スクリ
ーン）上に拡大投影をするのに著しく不都合になり、ス
ポットライト用のレンズ系としては不適当なものとな
る。
【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、装置の大型化、高コスト化をもたらすことな
く、軸上の球面収差および軸外の収差がいずれも良好に
補正出来、しかも、高い開口効率が得られ、さらに、量
産性の向上をも図ることの出来る２群２枚構成の非球面
レンズ系を提供することを目的とする。
たもので、装置の大型化、高コスト化をもたらすことな
く、軸上の球面収差および軸外の収差がいずれも良好に
補正出来、しかも、高い開口効率が得られ、さらに、量
産性の向上をも図ることの出来る２群２枚構成の非球面
レンズ系を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、拡大側から軸上空気間
隔を隔てて順次に配設された、拡大側に凸面を向けた正
の単レンズより成る拡大側レンズと縮小側に凸面を向け
た正の単レンズより成る縮小側レンズとから構成された
２群２枚構成の非球面レンズ系であって、拡大側レンズ
の凸面が光軸に対して回転対称の非球面として構成され
ると共に、縮小側レンズの凸面が球面または光軸に対し
て回転対称の非球面として構成され、前記拡大側レンズ
の非球面が光軸から離れるに従いその曲率が緩くなるよ
うな非球面であるように設定され、さらに、 ０．４ ＜ ｆ1 ／ｆ2 ＜ ２．０ 但し、ｆ1 ： 拡大側レンズの焦点距離 ｆ2 ： 縮小側レンズの焦点距離 なる不等式を満たすように構成したことを特徴としたも
のである。
めに、請求項１に記載の発明は、拡大側から軸上空気間
隔を隔てて順次に配設された、拡大側に凸面を向けた正
の単レンズより成る拡大側レンズと縮小側に凸面を向け
た正の単レンズより成る縮小側レンズとから構成された
２群２枚構成の非球面レンズ系であって、拡大側レンズ
の凸面が光軸に対して回転対称の非球面として構成され
ると共に、縮小側レンズの凸面が球面または光軸に対し
て回転対称の非球面として構成され、前記拡大側レンズ
の非球面が光軸から離れるに従いその曲率が緩くなるよ
うな非球面であるように設定され、さらに、 ０．４ ＜ ｆ1 ／ｆ2 ＜ ２．０ 但し、ｆ1 ： 拡大側レンズの焦点距離 ｆ2 ： 縮小側レンズの焦点距離 なる不等式を満たすように構成したことを特徴としたも
のである。
【００１０】また、請求項２に記載の発明は、前記拡大
側レンズの非球面の有効面を、
側レンズの非球面の有効面を、
【００１１】
【数２】 但し、Ｚ1 ： 拡大側レンズの非球面の頂点接平面上の
点から、この非球面上の点までの光軸方向の距離 ｙ ： 拡大側レンズの非球面の面頂点から面頂点の接
平面上の点までの距離 Ｃ1 ： 拡大側レンズの非球面頂点の曲率 Ｋ1 ： 拡大側レンズの非球面の円錐定数 Ｅ1 〜Ｈ1 ： 拡大側レンズの非球面の４次から１０次
までの非球面係数 で表現したとき、前記非球面係数Ｅ1 およびＧ1 の符号
が負、Ｆ1 およびＨ1の符号が正であることを特徴とし
たものである。
点から、この非球面上の点までの光軸方向の距離 ｙ ： 拡大側レンズの非球面の面頂点から面頂点の接
平面上の点までの距離 Ｃ1 ： 拡大側レンズの非球面頂点の曲率 Ｋ1 ： 拡大側レンズの非球面の円錐定数 Ｅ1 〜Ｈ1 ： 拡大側レンズの非球面の４次から１０次
までの非球面係数 で表現したとき、前記非球面係数Ｅ1 およびＧ1 の符号
が負、Ｆ1 およびＨ1の符号が正であることを特徴とし
たものである。
【００１２】さらに、請求項３に記載の発明は、前記拡
大側レンズおよび前記縮小側レンズの互いに内側を向い
て対向した２個の面を、いずれも平面として構成したこ
とを特徴としたものである。
大側レンズおよび前記縮小側レンズの互いに内側を向い
て対向した２個の面を、いずれも平面として構成したこ
とを特徴としたものである。
【００１３】
【作用】上記のように構成された２群２枚構成の非球面
レンズ系は、 （Ａ） 先ず、前群レンズおよび後群レンズの２枚の正
の単レンズのみを使用することにより、構成の簡略化、
低コスト化、および軽量化を図り、
レンズ系は、 （Ａ） 先ず、前群レンズおよび後群レンズの２枚の正
の単レンズのみを使用することにより、構成の簡略化、
低コスト化、および軽量化を図り、
【００１４】（Ｂ） この２枚の正の単レンズを、所謂
ガウスタイプと呼ばれる対称型（準対称型を含む）のレ
ンズ構成になるように配置すると共に、前群レンズの焦
点距離と後群レンズの焦点距離を可能な限り近い値（す
なわち、０．４＜ｆ1 ／ｆ2 ＜２．０）に設定すること
により、球面収差、歪曲収差および非点収差などを良好
に補正して、広い投射視野に亘って平坦な像面を得るよ
うにし、
ガウスタイプと呼ばれる対称型（準対称型を含む）のレ
ンズ構成になるように配置すると共に、前群レンズの焦
点距離と後群レンズの焦点距離を可能な限り近い値（す
なわち、０．４＜ｆ1 ／ｆ2 ＜２．０）に設定すること
により、球面収差、歪曲収差および非点収差などを良好
に補正して、広い投射視野に亘って平坦な像面を得るよ
うにし、
【００１５】（Ｃ） さらに、前群レンズの拡大側の凸
面に光軸から離れるに従いその曲率が緩くなるような回
転対称の非球面を用いて、球面収差および軸外の諸収差
をさらに良好に補正して、軸外に至るまで高い開口効率
を実現し、
面に光軸から離れるに従いその曲率が緩くなるような回
転対称の非球面を用いて、球面収差および軸外の諸収差
をさらに良好に補正して、軸外に至るまで高い開口効率
を実現し、
【００１６】（Ｄ） 上記のような構成として軸外光束
に係る光量低下とハレーションの発生とを共に抑えて、
例えばスポットライト用レンズ装置に好適な投射レンズ
系の提供を可能とした。
に係る光量低下とハレーションの発生とを共に抑えて、
例えばスポットライト用レンズ装置に好適な投射レンズ
系の提供を可能とした。
【００１７】
【実施例】以下、図示の基本実施例および具体的実施例
に基づいて本発明に係る２群２枚構成の非球面レンズ系
を詳細に説明する。図１は、本発明に係る２群２枚構成
の非球面レンズ系の基本配置を示すレンズ系構成図であ
る。
に基づいて本発明に係る２群２枚構成の非球面レンズ系
を詳細に説明する。図１は、本発明に係る２群２枚構成
の非球面レンズ系の基本配置を示すレンズ系構成図であ
る。
【００１８】本発明の２群２枚構成の非球面レンズ系Ｌ
は、図１に示すように、拡大側（集光レンズ系として見
た場合には、物体側、つまり、図１においては左側）に
凸面ｒ1 を向けると共に、ｄ1 なる軸上厚を有する正の
単レンズより成る拡大側レンズ（以下、「前群レンズ」
という）Ｌ1と、この前群レンズＬ1 に対してｄ2 なる
軸上空気間隔を隔てて位置し、且つ、縮小側（集光レン
ズ系として見た場合には、像側、つまり、図１において
は右側）に凸面ｒ4 を向けると共に、ｄ3 なる軸上厚を
有する正の単レンズより成る縮小側レンズ（以下、「後
群レンズ」という）Ｌ2 とが、光軸Ｏ上において拡大側
から順次に配設されたレンズ系として構成されている。
は、図１に示すように、拡大側（集光レンズ系として見
た場合には、物体側、つまり、図１においては左側）に
凸面ｒ1 を向けると共に、ｄ1 なる軸上厚を有する正の
単レンズより成る拡大側レンズ（以下、「前群レンズ」
という）Ｌ1と、この前群レンズＬ1 に対してｄ2 なる
軸上空気間隔を隔てて位置し、且つ、縮小側（集光レン
ズ系として見た場合には、像側、つまり、図１において
は右側）に凸面ｒ4 を向けると共に、ｄ3 なる軸上厚を
有する正の単レンズより成る縮小側レンズ（以下、「後
群レンズ」という）Ｌ2 とが、光軸Ｏ上において拡大側
から順次に配設されたレンズ系として構成されている。
【００１９】この場合、前群レンズＬ1 の内側面（第二
面）ｒ2 および後群レンズＬ2 の内側面（第三面）ｒ3
は、それぞれ平面または適度の球面或いは光軸に対して
回転対称の適度な非球面として構成され、さらに、後群
レンズＬ2 の凸面（第四面）ｒ4 は、適度の球面或いは
光軸に対して回転対称の適度な非球面として構成される
ものとする。
面）ｒ2 および後群レンズＬ2 の内側面（第三面）ｒ3
は、それぞれ平面または適度の球面或いは光軸に対して
回転対称の適度な非球面として構成され、さらに、後群
レンズＬ2 の凸面（第四面）ｒ4 は、適度の球面或いは
光軸に対して回転対称の適度な非球面として構成される
ものとする。
【００２０】放射角が大きい場合には、後群レンズＬ2
の凸面ｒ4を非球面にすると、軸外の収差補正が容易に
なる。
の凸面ｒ4を非球面にすると、軸外の収差補正が容易に
なる。
【００２１】さて、前群レンズＬ1 の凸面（第一面）ｒ
1 は、その有効面が、
1 は、その有効面が、
【００２２】
【数３】 但し、Ｚ1 ： 拡大側レンズの非球面の頂点接平面上の
点から、この非球面上の点までの光軸方向の距離 ｙ ： 拡大側レンズの非球面の面頂点から面頂点の接
平面上の点までの距離 Ｃ1 ： 拡大側レンズの非球面頂点の曲率 Ｋ1 ： 拡大側レンズの非球面の円錐定数 Ｅ1 〜Ｈ1 ： 拡大側レンズの非球面の４次から１０次
までの非球面係数にて表現される、光軸に対して回転対
称の非球面として形成され、さらに、 （ａ） ０．４＜ ｆ1 ／ｆ2 ＜ ２．０ 但し、ｆ1 は前群レンズＬ1 の焦点距離 ｆ2 は後群レンズＬ2 の焦点距離 （ｂ） 凸面である第一面ｒ1 は、光軸Ｏから離れるに
従いその曲率が緩くなるような非球面であること。
点から、この非球面上の点までの光軸方向の距離 ｙ ： 拡大側レンズの非球面の面頂点から面頂点の接
平面上の点までの距離 Ｃ1 ： 拡大側レンズの非球面頂点の曲率 Ｋ1 ： 拡大側レンズの非球面の円錐定数 Ｅ1 〜Ｈ1 ： 拡大側レンズの非球面の４次から１０次
までの非球面係数にて表現される、光軸に対して回転対
称の非球面として形成され、さらに、 （ａ） ０．４＜ ｆ1 ／ｆ2 ＜ ２．０ 但し、ｆ1 は前群レンズＬ1 の焦点距離 ｆ2 は後群レンズＬ2 の焦点距離 （ｂ） 凸面である第一面ｒ1 は、光軸Ｏから離れるに
従いその曲率が緩くなるような非球面であること。
【００２３】という条件を満足するような回転対称非球
面として構成されている。
面として構成されている。
【００２４】このように、本発明では、先ず、前群レン
ズＬ1 および後群レンズＬ2 を、第二面ｒ2および第三
面ｒ3を対向させてそれぞれの凸面ｒ1 およびｒ4 を、
互いに外側に向けるように配置することにより、負の像
面湾曲を発生させ、しかも、このようなレンズ系配置に
前述の（ａ）項の条件を与えることにより、ザイデル収
差のうち歪曲収差および非点収差の劣化を防止するよう
になした。
ズＬ1 および後群レンズＬ2 を、第二面ｒ2および第三
面ｒ3を対向させてそれぞれの凸面ｒ1 およびｒ4 を、
互いに外側に向けるように配置することにより、負の像
面湾曲を発生させ、しかも、このようなレンズ系配置に
前述の（ａ）項の条件を与えることにより、ザイデル収
差のうち歪曲収差および非点収差の劣化を防止するよう
になした。
【００２５】また、このようなレンズ配置において前述
の（ｂ）項の条件を付与することにより、残りの諸収差
（すなわち、球面収差、放射角全域に亘っての横収差な
ど）を良好に補正するようになし、さらに、この（ｂ）
項の条件を付与することにより生じる正の像面湾曲を、
前述した負の像面湾曲で打ち消すようにして、レンズ系
全体としての像面湾曲の発生を小さく抑えるように構成
したので、ハレーションの発生が著しく小さいスポット
ライト用レンズ装置系を得ることが出来た。
の（ｂ）項の条件を付与することにより、残りの諸収差
（すなわち、球面収差、放射角全域に亘っての横収差な
ど）を良好に補正するようになし、さらに、この（ｂ）
項の条件を付与することにより生じる正の像面湾曲を、
前述した負の像面湾曲で打ち消すようにして、レンズ系
全体としての像面湾曲の発生を小さく抑えるように構成
したので、ハレーションの発生が著しく小さいスポット
ライト用レンズ装置系を得ることが出来た。
【００２６】この場合、前述の（１）式における非球面
係数Ｅ1 ・Ｇ1 の符号が負、Ｆ1 ・Ｈ1 の符号が正とい
う条件が崩れると、球面収差の補正が困難になる。
係数Ｅ1 ・Ｇ1 の符号が負、Ｆ1 ・Ｈ1 の符号が正とい
う条件が崩れると、球面収差の補正が困難になる。
【００２７】一方、（ａ）項の条件の上限を超えると、
屈折力配分における後群レンズＬ2の屈折力負担が大き
くなり、これを達成しようとして第四面ｒ4 の曲率を強
くすると、この面ｒ4 の周辺領域の後群レンズＬ2 内部
において光線の全反射現象が生じて、予定のＦナンバー
を達成することが出来なくなる。
屈折力配分における後群レンズＬ2の屈折力負担が大き
くなり、これを達成しようとして第四面ｒ4 の曲率を強
くすると、この面ｒ4 の周辺領域の後群レンズＬ2 内部
において光線の全反射現象が生じて、予定のＦナンバー
を達成することが出来なくなる。
【００２８】また、（ａ）項の条件の下限を超えると、
屈折力配分における前群レンズＬ1の屈折力負担が大き
くなり、入射瞳の位置を縮小側に移動させなければ像面
湾曲および非点収差の補正が困難になる。
屈折力配分における前群レンズＬ1の屈折力負担が大き
くなり、入射瞳の位置を縮小側に移動させなければ像面
湾曲および非点収差の補正が困難になる。
【００２９】しかしながら、入射瞳の位置を縮小側に移
動させることは、前群レンズＬ1 における光束径が大き
くなって前群レンズＬ1 の大型化を招くことになるの
で、このような補正方法は、小型化を求められるスポッ
トライト用レンズ装置系の場合には現実的ではなくな
る。
動させることは、前群レンズＬ1 における光束径が大き
くなって前群レンズＬ1 の大型化を招くことになるの
で、このような補正方法は、小型化を求められるスポッ
トライト用レンズ装置系の場合には現実的ではなくな
る。
【００３０】なお、前述した（ａ）項の条件は、Ｆナン
バーが１．０前後の明るいレンズ系を得るための条件で
あるから、Ｆナンバーが１．０よりも大きい場合には、
条件の範囲をさらに広げても所期の特性および性能を発
揮可能である。
バーが１．０前後の明るいレンズ系を得るための条件で
あるから、Ｆナンバーが１．０よりも大きい場合には、
条件の範囲をさらに広げても所期の特性および性能を発
揮可能である。
【００３１】次に、本発明の具体的な実施例である５種
類の実施例を掲げることにするが、各実施例に共通する
符号（前述の各符号以外の符号）は、以下の通りであ
る。
類の実施例を掲げることにするが、各実施例に共通する
符号（前述の各符号以外の符号）は、以下の通りであ
る。
【００３２】 ｒi ： 第ｉ面の近軸曲率半径（但し、ｒi ＝１／Ｃ
i ） ｎ1 ： 前群レンズＬ1 の屈折率 ｎ2 ： 後群レンズＬ2 の屈折率 Ｆ ： Ｆナンバー ｆ ： ２群２枚構成の非球面レンズ系Ｌの焦点距離 ２ω ： 照射角 ＥＰ ： 入射瞳の位置（第一面ｒ1 からの軸上位置） ［具体的実施例１］ ｆ＝１００mm Ｆ １．０ 照射距離 ４０７０mm ２ω＝３０° ＥＰ＝−１１．６６mm ｆ1 ＝１６４．３mm ｆ2 ＝１７１．５mm ｆ1 ／ｆ2 ＝０．９６ ｒ1 ＝７７．８７２ ｄ1 ＝１６．２７ ｎ1 ＝１．４７４ ｒ2 ＝∞ ｄ2 ＝２６．４１ ｒ3 ＝∞ ｄ3 ＝２４．４１ ｒ4 ＝−８１．３１２ ｎ2 ＝１．４７４ Ｋ1 ＝−０．３６４７ Ｅ1 ＝−1.3697×10-6 Ｆ1 ＝9.9823×10-10 Ｇ1 ＝−5.3948×10-13 Ｈ1 ＝8.1255×10-17
i ） ｎ1 ： 前群レンズＬ1 の屈折率 ｎ2 ： 後群レンズＬ2 の屈折率 Ｆ ： Ｆナンバー ｆ ： ２群２枚構成の非球面レンズ系Ｌの焦点距離 ２ω ： 照射角 ＥＰ ： 入射瞳の位置（第一面ｒ1 からの軸上位置） ［具体的実施例１］ ｆ＝１００mm Ｆ １．０ 照射距離 ４０７０mm ２ω＝３０° ＥＰ＝−１１．６６mm ｆ1 ＝１６４．３mm ｆ2 ＝１７１．５mm ｆ1 ／ｆ2 ＝０．９６ ｒ1 ＝７７．８７２ ｄ1 ＝１６．２７ ｎ1 ＝１．４７４ ｒ2 ＝∞ ｄ2 ＝２６．４１ ｒ3 ＝∞ ｄ3 ＝２４．４１ ｒ4 ＝−８１．３１２ ｎ2 ＝１．４７４ Ｋ1 ＝−０．３６４７ Ｅ1 ＝−1.3697×10-6 Ｆ1 ＝9.9823×10-10 Ｇ1 ＝−5.3948×10-13 Ｈ1 ＝8.1255×10-17
【００３３】図２〜図１０に示すのは、この具体的実施
例１に関する諸収差図であるが、いずれの収差図におい
ても、ω＝０°からω＝１５°に亘って良好に補正され
た数値を示している。このことは、本発明に係る２群２
枚構成の非球面レンズ系Ｌが如何に優秀であるかを物語
っている。
例１に関する諸収差図であるが、いずれの収差図におい
ても、ω＝０°からω＝１５°に亘って良好に補正され
た数値を示している。このことは、本発明に係る２群２
枚構成の非球面レンズ系Ｌが如何に優秀であるかを物語
っている。
【００３４】［具体的実施例２］ ｆ＝１００mm Ｆ １．０ 照射距離 ４０７０mm ２ω＝３０° ＥＰ＝２．２２mm ｆ1 ＝１６５．２mm ｆ2 ＝１５５．２mm ｆ1 ／ｆ2 ＝１．０６ ｒ1 ＝１３４．６０８ ｄ1 ＝１６．２７ ｎ1 ＝１．８１５ ｒ2 ＝∞ ｄ2 ＝４３．８０ ｒ3 ＝∞ ｄ3 ＝２０．３４ ｒ4 ＝−１２６．４８１ ｎ2 ＝１．８１５ Ｋ1 ＝２．８８００ Ｅ1 ＝−1.0615×10-6 Ｆ1 ＝8.5378×10-10 Ｇ1 ＝−4.1888×10-13 Ｈ1 ＝6.3541×10-17
【００３５】 ［具体的実施例３］ ｆ＝１００mm Ｆ １．０ 照射距離４０７０mm ２ω＝３０° ＥＰ＝１３．０３mm ｆ1 ＝２４４．２mm ｆ2 ＝１２９．３mm ｆ1 ／ｆ2 ＝１．８９ ｒ1 ＝１９８．９６８ ｄ1 ＝１６．２７ ｎ1 ＝１．８１５ ｒ2 ＝∞ ｄ2 ＝３０．８６ ｒ3 ＝∞ ｄ3 ＝３２．５５ ｒ4 ＝−１０５．３３５ ｎ2 ＝１．８１５ Ｋ1 ＝１２．３０６２ Ｅ1 ＝−1.1579×10-6 Ｆ1 ＝8.3770×10-10 Ｇ1 ＝−4.9523×10-13 Ｈ1 ＝8.0524×10-17
【００３６】 ［具体的実施例４］ ｆ＝１００mm Ｆ １．０ 照射距離 ４０７０mm ２ω＝３０° ＥＰ＝−７．７３mm ｆ1 ＝１３０．０mm ｆ2 ＝２５８．６mm ｆ1 ／ｆ2 ＝０．５０ ｒ1 ＝６１．６２０ ｄ1 ＝２５．００ ｎ1 ＝１．４７４ ｒ2 ＝∞ ｄ2 ＝２１．８８ ｒ3 ＝∞ ｄ3 ＝２０．００ ｒ4 ＝−１２２．５９７ ｎ2 ＝１．４７４ Ｋ1 ＝−１．０６４０ Ｅ1 ＝−6.6839×10-7 Ｆ1 ＝6.7674×10-10 Ｇ1 ＝−2.8374×10-13 Ｈ1 ＝3.7364×10-17
【００３７】 ［具体的実施例５］ ｆ＝１００mm Ｆ １．０ 照射距離 ４０７０mm ２ω＝４０° ＥＰ＝０．００mm ｆ1 ＝１６０．６mm ｆ2 ＝１３７．７mm ｆ1 ／ｆ2 ＝１．１７ ｒ1 ＝７６．１１９ ｄ1 ＝２２．１２ ｎ1 ＝１．４７４ ｒ2 ＝∞ ｄ2 ＝４７．１６ ｒ3 ＝∞ ｄ3 ＝２２．１２ ｒ4 ＝−６５．２５６ ｎ2 ＝１．４７４ Ｋ1 ＝−０．９７６１ Ｅ1 ＝−4 .5258 ×10-7 Ｆ1 ＝5.1651×10-10 Ｇ1 ＝−2.5084×10-13 Ｈ1 ＝4.0323×10-17 Ｋ4 ＝−４．８３０７ Ｅ4 ＝０．０ Ｆ4 ＝０．０ Ｇ4 ＝０．０ Ｈ4 ＝０．０
【００３８】図１１〜図１９、図２０〜図２８、図２９
〜図３７および図３８〜図４６に示すのは、それぞれ具
体的実施例２、具体的実施例３、具体的実施例４および
具体的実施例５に関する諸収差図であるが、いずれも、
具体的実施例１の場合と同様に効果的な補正が行われて
いることを示している。
〜図３７および図３８〜図４６に示すのは、それぞれ具
体的実施例２、具体的実施例３、具体的実施例４および
具体的実施例５に関する諸収差図であるが、いずれも、
具体的実施例１の場合と同様に効果的な補正が行われて
いることを示している。
【００３９】尚、放射角が大きい場合には、具体的実施
例５のように、後群レンズＬ2の凸（第四）面ｒ4を、非
球面とすることで、軸外の収差を良好に補正することが
できる。
例５のように、後群レンズＬ2の凸（第四）面ｒ4を、非
球面とすることで、軸外の収差を良好に補正することが
できる。
【００４０】以上一実施例について説明したが、本発明
は、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲内で、種々に変形実施することが可能である。
は、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲内で、種々に変形実施することが可能である。
【００４１】例えば、図示実施例では、スポットライト
用の投射レンズ系を例として説明してきたが、本発明
は、例えば集光レンズのように、拡大側から光束が入射
し縮小側で集光するような縮小レンズ系にも容易に適用
することが出来る。
用の投射レンズ系を例として説明してきたが、本発明
は、例えば集光レンズのように、拡大側から光束が入射
し縮小側で集光するような縮小レンズ系にも容易に適用
することが出来る。
【００４２】また、図示実施例では、第二面ｒ2 および
第三面ｒ3 をいずれも平面（∞）として構成してある
が、加工上の事情が許すならば、前述したようにこれら
の面を球面または光軸に対して回転対称な非球面として
構成することも可能である。そして、このように設計し
た場合には、球面収差を始めとする諸収差がより良好に
補正されることになる。
第三面ｒ3 をいずれも平面（∞）として構成してある
が、加工上の事情が許すならば、前述したようにこれら
の面を球面または光軸に対して回転対称な非球面として
構成することも可能である。そして、このように設計し
た場合には、球面収差を始めとする諸収差がより良好に
補正されることになる。
【００４３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る２群２
枚構成の非球面レンズ系は、装置の大型化、大重量化、
高コスト化をもたらさない２群２枚という少ないレンズ
構成でありながら、 （１） 球面収差および軸外の諸収差がいずれも良好に
補正され、 （２） 軸外に至るまで高い開口効率を得ることが出
来、 （３） 各構成レンズの片面をいずれも平面として形成
することが可能となるため、その分量産性の向上および
コスト低下を図ることが出来るという優れた効果を奏す
ることになる。
枚構成の非球面レンズ系は、装置の大型化、大重量化、
高コスト化をもたらさない２群２枚という少ないレンズ
構成でありながら、 （１） 球面収差および軸外の諸収差がいずれも良好に
補正され、 （２） 軸外に至るまで高い開口効率を得ることが出
来、 （３） 各構成レンズの片面をいずれも平面として形成
することが可能となるため、その分量産性の向上および
コスト低下を図ることが出来るという優れた効果を奏す
ることになる。
【００４４】そのため、本発明によれば、例えば、軸外
光束に係る光量低下とハレーションの発生とを共に抑え
ることが要求されるスポットライト用レンズ装置の投射
レンズ系に頗る好適な２群２枚構成の非球面レンズ系を
提供することが出来る。
光束に係る光量低下とハレーションの発生とを共に抑え
ることが要求されるスポットライト用レンズ装置の投射
レンズ系に頗る好適な２群２枚構成の非球面レンズ系を
提供することが出来る。
【図１】本発明に係る２群２枚構成の非球面レンズ系の
配置を示す光学構成図である。
配置を示す光学構成図である。
【図２】具体的実施例１の非球面レンズ系に係る球面収
差図（縦球面収差図）である。
差図（縦球面収差図）である。
【図３】具体的実施例１の非球面レンズ系に係る非点収
差図である。
差図である。
【図４】具体的実施例１の非球面レンズ系に係る歪曲収
差図である。
差図である。
【図５】具体的実施例１の非球面レンズ系に係る、ω＝
１５°におけるタンジェンシャル像の横収差図である。
１５°におけるタンジェンシャル像の横収差図である。
【図６】具体的実施例１の非球面レンズ系に係る、ω＝
１５°におけるサジタル像の横収差図である。
１５°におけるサジタル像の横収差図である。
【図７】具体的実施例１の非球面レンズ系に係る、ω＝
１０°におけるタンジェンシャル像の横収差図である。
１０°におけるタンジェンシャル像の横収差図である。
【図８】具体的実施例１の非球面レンズ系に係る、ω＝
１０°におけるサジタル像の横収差図である。
１０°におけるサジタル像の横収差図である。
【図９】具体的実施例１の非球面レンズ系に係る、ω＝
０°におけるタンジェンシャル像の横収差図である。
０°におけるタンジェンシャル像の横収差図である。
【図１０】具体的実施例１の非球面レンズ系に係る、ω
＝０°におけるサジタル像の横収差図である。
＝０°におけるサジタル像の横収差図である。
【図１１】具体的実施例２の非球面レンズ系に係る球面
収差図（縦球面収差図）である。
収差図（縦球面収差図）である。
【図１２】具体的実施例２の非球面レンズ系に係る非点
収差図である。
収差図である。
【図１３】具体的実施例２の非球面レンズ系に係る歪曲
収差図である。
収差図である。
【図１４】具体的実施例２の非球面レンズ系に係る、ω
＝１５°におけるタンジェンシャル像の横収差図であ
る。
＝１５°におけるタンジェンシャル像の横収差図であ
る。
【図１５】具体的実施例２の非球面レンズ系に係る、ω
＝１５°におけるサジタル像の横収差図である。
＝１５°におけるサジタル像の横収差図である。
【図１６】具体的実施例２の非球面レンズ系に係る、ω
＝１０°におけるタンジェンシャル像の横収差図であ
る。
＝１０°におけるタンジェンシャル像の横収差図であ
る。
【図１７】具体的実施例２の非球面レンズ系に係る、ω
＝１０°におけるサジタル像の横収差図である。
＝１０°におけるサジタル像の横収差図である。
【図１８】具体的実施例２の非球面レンズ系に係る、ω
＝０°におけるタンジェンシャル像の横収差図である。
＝０°におけるタンジェンシャル像の横収差図である。
【図１９】具体的実施例２の非球面レンズ系に係る、ω
＝０°におけるサジタル像の横収差図である。
＝０°におけるサジタル像の横収差図である。
【図２０】具体的実施例３の非球面レンズ系に係る球面
収差図（縦球面収差図）である。
収差図（縦球面収差図）である。
【図２１】具体的実施例３の非球面レンズ系に係る非点
収差図である。
収差図である。
【図２２】具体的実施例３の非球面レンズ系に係る歪曲
収差図である。
収差図である。
【図２３】具体的実施例３の非球面レンズ系に係る、ω
＝１５°におけるタンジェンシャル像の横収差図であ
る。
＝１５°におけるタンジェンシャル像の横収差図であ
る。
【図２４】具体的実施例３の非球面レンズ系に係る、ω
＝１５°におけるサジタル像の横収差図である。
＝１５°におけるサジタル像の横収差図である。
【図２５】具体的実施例３の非球面レンズ系に係る、ω
＝１０°におけるタンジェンシャル像の横収差図であ
る。
＝１０°におけるタンジェンシャル像の横収差図であ
る。
【図２６】具体的実施例３の非球面レンズ系に係る、ω
＝１０°におけるサジタル像の横収差図である。
＝１０°におけるサジタル像の横収差図である。
【図２７】具体的実施例３の非球面レンズ系に係る、ω
＝０°におけるタンジェンシャル像の横収差図である。
＝０°におけるタンジェンシャル像の横収差図である。
【図２８】具体的実施例３の非球面レンズ系に係る、ω
＝０°におけるサジタル像の横収差図である。
＝０°におけるサジタル像の横収差図である。
【図２９】具体的実施例４の非球面レンズ系に係る球面
収差図（縦球面収差図）である。
収差図（縦球面収差図）である。
【図３０】具体的実施例４の非球面レンズ系に係る非点
収差図である。
収差図である。
【図３１】具体的実施例４の非球面レンズ系に係る歪曲
収差図である。
収差図である。
【図３２】具体的実施例４の非球面レンズ系に係る、ω
＝１５°におけるタンジェンシャル像の横収差図であ
る。
＝１５°におけるタンジェンシャル像の横収差図であ
る。
【図３３】具体的実施例４の非球面レンズ系に係る、ω
＝１５°におけるサジタル像の横収差図である。
＝１５°におけるサジタル像の横収差図である。
【図３４】具体的実施例４の非球面レンズ系に係る、ω
＝１０°におけるタンジェンシャル像の横収差図であ
る。
＝１０°におけるタンジェンシャル像の横収差図であ
る。
【図３５】具体的実施例４の非球面レンズ系に係る、ω
＝１０°におけるサジタル像の横収差図である。
＝１０°におけるサジタル像の横収差図である。
【図３６】具体的実施例４の非球面レンズ系に係る、ω
＝０°におけるタンジェンシャル像の横収差図である。
＝０°におけるタンジェンシャル像の横収差図である。
【図３７】具体的実施例４の非球面レンズ系に係る、ω
＝０°におけるサジタル像の横収差図である。
＝０°におけるサジタル像の横収差図である。
【図３８】具体的実施例５の非球面レンズ系に係る球面
収差図（縦球面収差図）である。
収差図（縦球面収差図）である。
【図３９】具体的実施例５の非球面レンズ系に係る非点
収差図である。
収差図である。
【図４０】具体的実施例５の非球面レンズ系に係る歪曲
収差図である。
収差図である。
【図４１】具体的実施例５の非球面レンズ系に係る、ω
＝２０°におけるタンジェンシャル像の横収差図であ
る。
＝２０°におけるタンジェンシャル像の横収差図であ
る。
【図４２】具体的実施例５の非球面レンズ系に係る、ω
＝２０°におけるサジタル像の横収差図である。
＝２０°におけるサジタル像の横収差図である。
【図４３】具体的実施例５の非球面レンズ系に係る、ω
＝１５°におけるタンジェンシャル像の横収差図であ
る。
＝１５°におけるタンジェンシャル像の横収差図であ
る。
【図４４】具体的実施例５の非球面レンズ系に係る、ω
＝１５°におけるサジタル像の横収差図である。
＝１５°におけるサジタル像の横収差図である。
【図４５】具体的実施例５の非球面レンズ系に係る、ω
＝０°におけるタンジェンシャル像の横収差図である。
＝０°におけるタンジェンシャル像の横収差図である。
【図４６】具体的実施例５の非球面レンズ系に係る、ω
＝０°におけるサジタル像の横収差図である。
＝０°におけるサジタル像の横収差図である。
【図４７】従来のスポットライト用レンズ装置に使用さ
れているタンデム型配置の投射レンズ系に係る光学構成
図である。
れているタンデム型配置の投射レンズ系に係る光学構成
図である。
Ｌ ２群２枚構成の非球面レンズ系 Ｏ 光軸 Ｌ1 前群レンズ（拡大側レンズ） Ｌ2 後群レンズ（縮小側レンズ） ｒ1 凸面（第一面） ｒ2 内側面（第二面） ｒ3 内側面（第三面） ｒ4 凸面（第四面） ｄ1 前群レンズの軸上厚 ｄ2 前群レンズと後群レンズ間の軸上空気間隔 ｄ3 後群レンズの軸上厚
Claims (3)
- 【請求項１】 拡大側から軸上空気間隔を隔てて順次に
配設された、拡大側に凸面を向けた正の単レンズより成
る拡大側レンズと縮小側に凸面を向けた正の単レンズよ
り成る縮小側レンズとから構成された２群２枚構成の非
球面レンズ系であって、拡大側レンズの凸面が光軸に対
して回転対称の非球面として構成されると共に、縮小側
レンズの凸面が球面または光軸に対して回転対称の非球
面として構成され、前記拡大側レンズの非球面が光軸か
ら離れるに従いその曲率が緩くなるような非球面である
ように設定され、さらに、 ０．４ ＜ ｆ1 ／ｆ2 ＜ ２．０ 但し、ｆ1 ： 拡大側レンズの焦点距離 ｆ2 ： 縮小側レンズの焦点距離 なる不等式を満たすように構成したことを特徴とする２
群２枚構成の非球面レンズ系。 - 【請求項２】 前記拡大側レンズの非球面の有効面を、 【数１】 但し、Ｚ1 ： 拡大側レンズの非球面の頂点接平面上の
点から、この非球面上の点までの光軸方向の距離 ｙ ： 拡大側レンズの非球面の面頂点から面頂点の接
平面上の点までの距離 Ｃ1 ： 拡大側レンズの非球面頂点の曲率 Ｋ1 ： 拡大側レンズの非球面の円錐定数 Ｅ1 〜Ｈ1 ： 拡大側レンズの非球面の４次から１０次
までの非球面係数 で表現したとき、前記非球面係数Ｅ1 およびＧ1 の符号
が負、Ｆ1 およびＨ1の符号が正であることを特徴とす
る請求項１に記載された２群２枚構成の非球面レンズ
系。 - 【請求項３】 前記拡大側レンズおよび前記縮小側レン
ズの互いに内側を向いて対向した２個の面を、いずれも
平面として構成したことを特徴とする請求項１または２
に記載された２群２枚構成の非球面レンズ系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24432391A JPH0560970A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | ２群２枚構成の非球面レンズ系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24432391A JPH0560970A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | ２群２枚構成の非球面レンズ系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0560970A true JPH0560970A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=17117012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24432391A Pending JPH0560970A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | ２群２枚構成の非球面レンズ系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0560970A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014241220A (ja) * | 2013-06-11 | 2014-12-25 | スタンレー電気株式会社 | 車両用灯具 |
| TWI468723B (zh) * | 2011-01-24 | 2015-01-11 | Ether Precision Inc | 包括平凸透鏡之二透鏡模組 |
| WO2015111649A1 (ja) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | スタンレー電気株式会社 | 車両用灯具 |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP24432391A patent/JPH0560970A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI468723B (zh) * | 2011-01-24 | 2015-01-11 | Ether Precision Inc | 包括平凸透鏡之二透鏡模組 |
| JP2014241220A (ja) * | 2013-06-11 | 2014-12-25 | スタンレー電気株式会社 | 車両用灯具 |
| WO2015111649A1 (ja) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | スタンレー電気株式会社 | 車両用灯具 |
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