JPH063589A - 単玉両面非球面レンズ - Google Patents
単玉両面非球面レンズInfo
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- JPH063589A JPH063589A JP18634292A JP18634292A JPH063589A JP H063589 A JPH063589 A JP H063589A JP 18634292 A JP18634292 A JP 18634292A JP 18634292 A JP18634292 A JP 18634292A JP H063589 A JPH063589 A JP H063589A
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Abstract
い撮影状態を得ると共に、小さな径の撮影レンズを提供
する。 【構成】 両面が非球面とされており、凸面に形成され
た第1面11が物体側に向けられ、かつ第2面12の基
準曲率と第1面11の基準曲率の比R2 /R1 が1.0
〜2.5の範囲で設定された単玉撮影レンズ10を設
け、この単玉撮影レンズ10の物体側に絞り14を配置
する。上記単玉撮影レンズ10の第1面11は周辺へい
くに従い正のパワーが大きくなるように、第2面12は
周辺へいくに従って負のパワーが大きくなるようにして
非球面とする。この非球面と絞り14の位置により倍率
の色収差が除去され、またこのとき残るコマ収差も非球
面構成により改善される。
Description
特に簡易カメラやCCTV等に使用される撮影レンズ装
置の構成に関する。
は、撮影レンズとして単玉レンズが用いられており、こ
れらの単玉レンズは複雑な組合せレンズよりも簡易な構
成を達成している。また、性能の点では単玉レンズは実
用上十分であるが、組合せレンズに比べるとやや劣るこ
とになる。
撮影レンズでは、凸面を物体側に向けたタイプが多いが
(特開昭63−199313号公報、特開平2−106
710号公報)、これらの撮影レンズにおいては色収差
(倍率の色収差)等が十分に除去されておらず、解像度
を改善する余地が残されている。
示されており、これによれば、撮影レンズ1はメニスカ
ス形状の凸面が物体側を向くように配設され、この撮影
レンズ1の後段に絞り2が配置されている。しかし、こ
の撮影レンズ1においても、色収差等の除去が不十分で
ある。
であり、その目的は、両面非球面レンズを用いることに
より、倍率の色収差等の収差を改善し、解像度の高い撮
影状態を得ることができる単玉両面非球面レンズを提供
することにある。
に、第1請求項の発明に係る単玉両面非球面レンズは、
両面を非球面とした正メニスカスレンズからなる単玉撮
影レンズであって、物体側に向けられた第1面を凸面、
第2面を凹面とし、かつ第2面の近軸曲率半径と第1面
の近軸曲率半径の比を1.0〜2.5の範囲で設定し、
この単玉撮影レンズより物体側に絞りを配置したことを
特徴とする。上記の場合、上記単玉撮影レンズの第1面
は周辺へいくに従い正のパワーが大きくなり、第2面は
周辺へいくに従って負のパワーが大きくなる非球面とす
ることが好ましい。
1面を持つ正メニスカスレンズにおいて、第1面の近軸
曲率半径をR1 、第2面の近軸曲率半径をR2 として、
1.0<R2 /R1 <2.5の範囲に設定し、絞りをレ
ンズより物体側に配置し、かつ第1面の非球面形状を周
辺へいくに従い正のパワーが増すように、第2面の非球
面形状については周辺へいくに従って負のパワーが増す
ようにすると、以下の2つのことが達成される。
角で入射する光線の主光線はレンズの外縁部を通り、非
球面の形状から、第1面では正のパワーが強い所を通
り、第2面では負のパワーが強い所を通ることになる。
そして、絞りをレンズより物体側に配置したことによ
り、主光線の第2面における光線高さが第1面の光線高
さより高くなる。そのため、非球面による効果では、第
1面よりも第2面の方が大きく作用し、従ってプラスの
倍率の色収差を低減することができ、広い画角度に対し
て、倍率の色収差の発生を抑えることが可能となる。
射する光束において、主光線周辺のアッパーレイ、アン
ダーレイでは、第1面での光線高さと、第2面での光線
高さが異なる。そのため、主光線から大きく離れた両端
の周辺光線では、第1面と第2面での非球面効果が異な
り、アッパーレイ、アンダーレイを同時に収差補正で
き、広い画角に対してコマ収差を補正することが可能と
なる。
ズの構成が示されており、図の単玉の撮影レンズ10は
第1面11が凸面、第2面12が凹面に形成された正メ
ニスカスレンズで、この凸面である第1面11が物体側
を向くように配置されている。この撮影レンズ10の第
1面11及び第2面12は、非球面とされるが、第2面
12の近軸曲率半径(非球面の基準となる光軸近傍の曲
率半径)R2 と第1面11の近軸曲率半径R1 の比R2
/R1 が1.0〜2.5の範囲(1.0<R2 /R1 <
2.5)で設定される。そして、図2に示されるよう
に、レンズ周辺において、第1面11では周辺にいくに
従って正のパワーが大きくなる方向201へ曲げられ、
第2面では周辺にいくに従って負のパワーが大きくなる
方向202へ曲げられ、これにより非球面とされる。
ては、例えば直径4mm前後、厚さD2 =1.5〜3.
0程度の大きさで形成され、また近軸曲率半径R1 、R
2 は、設定される焦点距離f、レンズ材料(硝子、プラ
スチック等)の屈折率nを考慮して決定されることにな
り、条件に応じて各種の組合せ設定が可能である。
ンズ10の物体側で第1面11から距離D1 の位置に絞
り14が配設され、第2面12から距離D3 の位置に結
像面であるフィルム15が配置される。即ち、従来の単
玉レンズでは光の各波長で屈折率が異なることにより、
像面側で倍率の色収差が生じる。ここで、この倍率の色
収差を除くためには、各像高に集る各波長の主光線を結
像面上で一点に集める必要がある。そして、各波長の主
光線が集る位置と結像面との位置関係は、両面非球面の
撮影レンズ10での絞り14の位置を前後させることに
よって変えることができる。従って、本発明では非球面
の撮影レンズ10を用いた場合のフィルム面15におい
て各波長の主光線が一点に集められる位置に、即ち上記
距離D1の位置に絞り14を配置し、倍率の色収差を除
去している。しかし、この場合にはコマ収差(点像の場
合彗星状に広がる収差)が残るという問題がある。
両面非球面により解決するようにしており、実施例では
撮影レンズ10の凸面である第1面を物体側へ向け、上
記近軸曲率半径比R2 /R1 を1.0〜2.5の範囲に
設定する。そして、第1面では周辺へいくに従って正の
パワーが大きくなり、第2面では周辺へいくに従って負
のパワーが大きくなる非球面とすることによって、高次
のコマ収差を除去することができたものである。このと
き、近軸曲率半径比R2 /R1 が1.0以下では、各面
でのパワーを大きくしなければならず、加工し難いとい
う問題がある。また、近軸曲率半径比が2.5以上では
両面を非球面とした効果が得られず、上記の収差を良好
に補正することができないことになる。
図1において、レンズ直径4.2mm、第1面11の近軸
曲率半径R1 =6.9039mm、第2面12の近軸曲率半径
R2=7.9290mm、R2 /R1 =1.148で、焦点距離f=
62.67mm、F値(FNO)=15.0、距離D1 =1.3mm、
厚さD2 =2.3mm、距離D3 =55.40mmとなってい
る。また、硝材としては、d線(黄色ヘリウムの波長、
587.56nm)における屈折率nd =1.490231、分散νd
=57.5のものを用いることができる。更に、非球面は、
次の数式にて求めることができる。
いては、a2 =9.8790394×10-4、a3 =2.1136114×10
-5、a4 =-3.9899681×10-7、a5 =-3.2388885×10
-10、k=-1.0574141、c=1/R1 =0.14485を代入す
ることにより、また第2面12については、a2 =-7.5
554230×10-4、a3 =-1.2685853×10-4、a4 =1.3506
674×10-7、a5 =9.0864517×10-11 、k=6.872214
9、c=1/R2 =0.12612を代入することにより求めら
れる。
ズにより測定した色収差(横収差)の状態が示されてい
る。この図は、タンジェンシャル(子午的)光線につい
ての結果であり、d線(587.56nm)及びg線(青色水
銀;435.84nm)を用いて、結像面の中心位置(A)、
この中心から端部へ5割の位置(B)、7割の位置
(C)、端部位置(D)の順に示した分布曲線である。
これによれば、d線とg線との差が小さく、色収差が良
好に除去されていることが分かる。
が示されており、これは像面であるフィルム面15を湾
曲させ(曲率半径R=125mm)、焦点距離f=6
2.67mm、F値=15.0で白色光の下に測定した
結果である。図(A)は、球面収差の変化をF値に対応
させて求めたもので、d線の変化は点線で示した正弦条
件に沿った変化となっている。図(B)は、像面湾曲を
フィルム面15の中心0mmから対角線方向にフィルム
端部21.63mmまで求めたもので、サジタル(球欠
的)光線の像面S、タンジェンシャル(子午的)光線の
像面Tは両者共にフィルム面15の端部へいく程やや大
きくなるが、許容範囲内であり、一方非点隔差(両者の
差)は小さくなっている。また、図(C)は、歪曲収差
を図(B)と同様に求めたもので、歪曲収差は非常に小
さいものとなっている。
にした場合の他の収差の状態が示されており、これは、
焦点距離f=55.74mm、F値=15.0で白色光
の下に測定した結果である。図(A)は、球面収差の変
化であり、d線の変化は点線で示した正弦条件に沿った
変化となっている。図(B)は、像面湾曲の状態であ
り、サジタル光線の像面S、タンジェンシャル光線の像
面Tは、フィルム面15の端部において少し大きくなる
が、許容範囲内の変化となっている。また、図(C)
は、歪曲収差の変化であり、歪曲収差は図4と同様に小
さく抑えられている。
コマ収差を改善すると同時に、他の収差も良好に除去さ
れたレンズ装置を得ることができる。この単玉両面非球
面レンズは、簡易カメラだけに限らず、ITV(工業用
テレビジョン)或いはCCTV( Closed-Circuit Tele
vision)のカメラに適用することができ、これらの撮影
レンズとして用いることによって、解像度の高い写真や
映像を得ることが可能となる。
両面を非球面として形成した正メニスカスの単玉撮影レ
ンズであって、その凸面を物体側に向け、かつ第2面の
近軸曲率半径と第1面の近軸曲率半径の比を1.0〜
2.5の範囲で設定し、上記非球面は例えば第1面は周
辺へいくに従い正のパワーが大きくなり、第2面は周辺
へいくに従って負のパワーが大きくなるようにし、この
単玉撮影レンズより物体側に絞りを配置したので、色収
差、コマ収差等の各収差が良好に改善され、解像度の高
い写真、映像を得ることが可能となる。
構成を示す図である。
差)の状態を示す特性図である。
状態を示す特性図である。
特性図である。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 両面を非球面とした正メニスカスレンズ
からなる単玉撮影レンズであって、物体側に向けられた
第1面を凸面、第2面を凹面とし、かつ第2面の近軸曲
率半径と第1面の近軸曲率半径の比を1.0〜2.5の
範囲で設定し、この単玉撮影レンズより物体側に絞りを
配置した単玉両面非球面レンズ。 - 【請求項2】 上記単玉撮影レンズの第1面は周辺へい
くに従い正のパワーが大きくなり、第2面は周辺へいく
に従って負のパワーが大きくなる非球面としたことを特
徴とする上記第1請求項記載の単玉両面非球面レンズ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4186342A JP3045611B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 単玉両面非球面レンズ |
US08/077,995 US5365377A (en) | 1992-06-19 | 1993-06-18 | Lens system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4186342A JP3045611B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 単玉両面非球面レンズ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH063589A true JPH063589A (ja) | 1994-01-14 |
JP3045611B2 JP3045611B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=16186682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4186342A Expired - Fee Related JP3045611B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 単玉両面非球面レンズ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3045611B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20240080195A (ko) | 2021-10-14 | 2024-06-05 | 니폰 필라고교 가부시키가이샤 | 글랜드 패킹 |
-
1992
- 1992-06-19 JP JP4186342A patent/JP3045611B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20240080195A (ko) | 2021-10-14 | 2024-06-05 | 니폰 필라고교 가부시키가이샤 | 글랜드 패킹 |
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JP3045611B2 (ja) | 2000-05-29 |
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