JPH07128589A - 広視野用の結像球面レンズ - Google Patents
広視野用の結像球面レンズInfo
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- JPH07128589A JPH07128589A JP6093555A JP9355594A JPH07128589A JP H07128589 A JPH07128589 A JP H07128589A JP 6093555 A JP6093555 A JP 6093555A JP 9355594 A JP9355594 A JP 9355594A JP H07128589 A JPH07128589 A JP H07128589A
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- G02B6/04—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
- G02B6/06—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres the relative position of the fibres being the same at both ends, e.g. for transporting images
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- G02B6/06—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres the relative position of the fibres being the same at both ends, e.g. for transporting images
- G02B6/08—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres the relative position of the fibres being the same at both ends, e.g. for transporting images with fibre bundle in form of plate
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- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 広視野用の結像球面レンズは、３つの素子を
具備している。第１素子は、凸面と平面のある平凸面レ
ンズであって、しかも前記凸面はレンズの物体側に面し
ている。第２平凸面レンズ素子は凸面と平面を備えてい
る。第２レンズ素子の平面は、第１レンズ素子の平面に
光学的に連結されるよう、レンズの物体側に面してい
る。さらに該レンズには、凹面と平面を備えた平凹光学
繊維フェースプレートも含まれている。第２レンズ素子
が光学繊維フェースプレートに光学的に嵌め込まれるよ
う、フェースプレートの凹面は、レンズの物体側に面し
ている第２レンズ素子の凸面に、光学的に連結されてい
る。 【効果】 第２レンズ素子の凸面に形成されている湾曲
焦点面は、光学繊維フェースプレートの平面の平焦点面
に写像され、本質的にコマや非点収差を免れている明確
な像を画し、色収差も最小限に抑える。
具備している。第１素子は、凸面と平面のある平凸面レ
ンズであって、しかも前記凸面はレンズの物体側に面し
ている。第２平凸面レンズ素子は凸面と平面を備えてい
る。第２レンズ素子の平面は、第１レンズ素子の平面に
光学的に連結されるよう、レンズの物体側に面してい
る。さらに該レンズには、凹面と平面を備えた平凹光学
繊維フェースプレートも含まれている。第２レンズ素子
が光学繊維フェースプレートに光学的に嵌め込まれるよ
う、フェースプレートの凹面は、レンズの物体側に面し
ている第２レンズ素子の凸面に、光学的に連結されてい
る。 【効果】 第２レンズ素子の凸面に形成されている湾曲
焦点面は、光学繊維フェースプレートの平面の平焦点面
に写像され、本質的にコマや非点収差を免れている明確
な像を画し、色収差も最小限に抑える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学レンズに関し、よ
り特殊的には広角の球面光学レンズに関する。
り特殊的には広角の球面光学レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】幾つかの主要な設計基準がレンズ設計に
適用されている。その中には、特定な応用のための視野
の要求条件、すなわちレンズを通した可視域、レンズの
集光力、および、予め定められたスペクトル域全体にわ
たるレンズ映像の質が含まれている。広視野用として設
計されるレンズに不可欠な要件には、可変または固定の
焦点距離と可変または固定のＦ数がある。レンズ焦点距
離ｆ’は、レンズの対象物体側からの光の焦点とレンズ
面との間の距離を指す。Ｆ数（口径比）は、入射ひとみ
の直径φEPに対するレンズ焦点距離の比であって、次の
式で表される。
適用されている。その中には、特定な応用のための視野
の要求条件、すなわちレンズを通した可視域、レンズの
集光力、および、予め定められたスペクトル域全体にわ
たるレンズ映像の質が含まれている。広視野用として設
計されるレンズに不可欠な要件には、可変または固定の
焦点距離と可変または固定のＦ数がある。レンズ焦点距
離ｆ’は、レンズの対象物体側からの光の焦点とレンズ
面との間の距離を指す。Ｆ数（口径比）は、入射ひとみ
の直径φEPに対するレンズ焦点距離の比であって、次の
式で表される。
【０００３】Ｆ数＝ｆ’／φEP 入射ひとみの直径は、レンズの対象物体側から見たレン
ズ絞りダイアフラムの口径である。
ズ絞りダイアフラムの口径である。
【０００４】ある特定の用途のレンズを設計する場合、
レンズ設計者は、レンズ焦点距離とレンズ集光力、そし
て所与の用途のために許容可能な光学収差水準との相互
関係を配慮しなければならない。たとえば、ある固定レ
ンズ焦点距離における入射ひとみの直径（集光直径）と
Ｆ数との間には二律相反の妥協関係（ｔｒａｄｅ−ｏｆ
ｆ）がある。また、レンズの像は一般的に明暗度に変化
があって、像の中央から周縁まで次第に明度が低下す
る、口径食と呼ばれる光学収差がある。口径食は、対象
物体側からの入射光が、ゼロ度以外の視野角、すなわち
軸線からずれている入射角でレンズに入るとき、発生す
る。口径食を起こす、レンズの軸線からずれているこの
種の入射角の結果、平焦点面に投影された像は、その周
縁に向かって次第に溶暗する、すなわち明度を失ってい
く。
レンズ設計者は、レンズ焦点距離とレンズ集光力、そし
て所与の用途のために許容可能な光学収差水準との相互
関係を配慮しなければならない。たとえば、ある固定レ
ンズ焦点距離における入射ひとみの直径（集光直径）と
Ｆ数との間には二律相反の妥協関係（ｔｒａｄｅ−ｏｆ
ｆ）がある。また、レンズの像は一般的に明暗度に変化
があって、像の中央から周縁まで次第に明度が低下す
る、口径食と呼ばれる光学収差がある。口径食は、対象
物体側からの入射光が、ゼロ度以外の視野角、すなわち
軸線からずれている入射角でレンズに入るとき、発生す
る。口径食を起こす、レンズの軸線からずれているこの
種の入射角の結果、平焦点面に投影された像は、その周
縁に向かって次第に溶暗する、すなわち明度を失ってい
く。
【０００５】非点収差はレンズの欠陥（光学収差）であ
って、その結果、点光源からの光線は焦点に集束しな
い。口径食のような非点収差は、ぼけている像または不
完全な像を作る。多くの広視野レンズの場合、その焦点
距離とＦ数を変えると、非点収差の程度も変わる。コマ
は、レンズ像の質に影響を与える光学収差であり、点光
源の像自体に彗星のような形状のぼけを生じさせるもの
である。
って、その結果、点光源からの光線は焦点に集束しな
い。口径食のような非点収差は、ぼけている像または不
完全な像を作る。多くの広視野レンズの場合、その焦点
距離とＦ数を変えると、非点収差の程度も変わる。コマ
は、レンズ像の質に影響を与える光学収差であり、点光
源の像自体に彗星のような形状のぼけを生じさせるもの
である。
【０００６】写真やビデオに用いられる伝統的なレンズ
は一般的に、可視光線スペクトル域で作動するように設
計されている。写真工業において用いられる広視野角度
レンズは一般的に、可視光線スペクトル域４５０〜６５
０ナノメートル（ｎｍ）の範囲で使用に適するよう設計
されている。しかし、電荷結合素子（ＣＣＤ）ベースの
結像システムは、可視光線域を越えて作動し、近赤外線
スペクトル域内においても感光する。したがって、６５
０ｎｍを越えるスペクトル域、すなわち近赤外線スペク
トル（ＩＲ）域（６００〜１０００ｎｍ）における前記
システムの性能は、色収差によって不適当なものとな
る。
は一般的に、可視光線スペクトル域で作動するように設
計されている。写真工業において用いられる広視野角度
レンズは一般的に、可視光線スペクトル域４５０〜６５
０ナノメートル（ｎｍ）の範囲で使用に適するよう設計
されている。しかし、電荷結合素子（ＣＣＤ）ベースの
結像システムは、可視光線域を越えて作動し、近赤外線
スペクトル域内においても感光する。したがって、６５
０ｎｍを越えるスペクトル域、すなわち近赤外線スペク
トル（ＩＲ）域（６００〜１０００ｎｍ）における前記
システムの性能は、色収差によって不適当なものとな
る。
【０００７】色収差は、拡張スペクトル域全てにわたっ
て非常にレンズの像の質に影響を与える光学的収差であ
るが、これは、異なる透明な物質がそれぞれ異なる波長
の光りを様々に屈折させるという事実に因るものであ
る。縦方向の色収差は、レンズが同一面上に異なる波長
の光りを集束できないときに、生じる。横方向の色収差
は、虹のように、異なる光りの波長においては、横方向
の像のずれの量が異なることに因る。
て非常にレンズの像の質に影響を与える光学的収差であ
るが、これは、異なる透明な物質がそれぞれ異なる波長
の光りを様々に屈折させるという事実に因るものであ
る。縦方向の色収差は、レンズが同一面上に異なる波長
の光りを集束できないときに、生じる。横方向の色収差
は、虹のように、異なる光りの波長においては、横方向
の像のずれの量が異なることに因る。
【０００８】色収差を最小にしながら、拡張スペクトル
域におけるＣＣＤの感光性を利用するために、従来のレ
ンズは通常、複合体で、典型的な例では多重素子からな
っている。ＣＣＤアレイ感知器と共に用いられる広視野
レンズは、さらに複合的になっている。広視野のカメラ
レンズは一般的に、少なくとも５つの素子を必要とし、
したがって大きくなり、高価になってしまうが、一般的
に素子の数が増加すればレンズのコストも上昇する。
域におけるＣＣＤの感光性を利用するために、従来のレ
ンズは通常、複合体で、典型的な例では多重素子からな
っている。ＣＣＤアレイ感知器と共に用いられる広視野
レンズは、さらに複合的になっている。広視野のカメラ
レンズは一般的に、少なくとも５つの素子を必要とし、
したがって大きくなり、高価になってしまうが、一般的
に素子の数が増加すればレンズのコストも上昇する。
【０００９】市販されている、高品質の広視野広角レン
ズの一例は、ニューヨーク、メルヴィルのニコン社の生
産するレンズ、ＮＩＫＯＮTM ＡＦ Ｎｉｋｋｏｒ ５
０ｍｍ、ｆ １．４、製品番号１９０３である。ＮＩＫ
ＯＮTM１９０３レンズは、７素子からなる複合体設計に
基づいている。しかし試験を行った結果、このレンズ
は、近赤外線スペクトル域において許容範囲を超える水
準の色収差を示すことが、判明した。
ズの一例は、ニューヨーク、メルヴィルのニコン社の生
産するレンズ、ＮＩＫＯＮTM ＡＦ Ｎｉｋｋｏｒ ５
０ｍｍ、ｆ １．４、製品番号１９０３である。ＮＩＫ
ＯＮTM１９０３レンズは、７素子からなる複合体設計に
基づいている。しかし試験を行った結果、このレンズ
は、近赤外線スペクトル域において許容範囲を超える水
準の色収差を示すことが、判明した。
【００１０】ニューヨーク、ウッドベリーにあるアメリ
カのシュナイダー社は、近赤外線スペクトル域内で有効
な市販の広視野レンズ、ＸＥＮＯＰＬＡＮTM１７ｍｍ、
ｆ１．４を製造している。このシュナイダーのＸＥＮＯ
ＰＬＡＮTMレンズは、上述のＮＩＫＯＮTM１９０３と同
様に、非常に複合的になっている。このＸＥＮＯＰＬＡ
ＮTMレンズは、５つの素子からなり、広角度でレンズに
入射される光りに対し、像の周縁において許容範囲を超
える色収差を示す。ＸＥＮＯＰＬＡＮTMはしたがって、
ある種の用途には不適である。
カのシュナイダー社は、近赤外線スペクトル域内で有効
な市販の広視野レンズ、ＸＥＮＯＰＬＡＮTM１７ｍｍ、
ｆ１．４を製造している。このシュナイダーのＸＥＮＯ
ＰＬＡＮTMレンズは、上述のＮＩＫＯＮTM１９０３と同
様に、非常に複合的になっている。このＸＥＮＯＰＬＡ
ＮTMレンズは、５つの素子からなり、広角度でレンズに
入射される光りに対し、像の周縁において許容範囲を超
える色収差を示す。ＸＥＮＯＰＬＡＮTMはしたがって、
ある種の用途には不適である。
【００１１】現代レンズ設計に見られる複合性の多く
は、一定の集光力を維持しながら、視野の角度を増大さ
せると共に、色収差を減少させようとする努力の結果で
ある。このような努力に加えて、多くの市販されている
広視野レンズの設計には、その多用性を高めるために、
幾つかの素子が付け加えられている場合もある。しか
し、こうして付け加えられた機構と複合性の結果、ただ
１つの特殊な用途のために、過剰な機構を備えたレンズ
が作られることになる。
は、一定の集光力を維持しながら、視野の角度を増大さ
せると共に、色収差を減少させようとする努力の結果で
ある。このような努力に加えて、多くの市販されている
広視野レンズの設計には、その多用性を高めるために、
幾つかの素子が付け加えられている場合もある。しか
し、こうして付け加えられた機構と複合性の結果、ただ
１つの特殊な用途のために、過剰な機構を備えたレンズ
が作られることになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はしたが
って、広いスペクトル域において従来の広視野レンズに
つきまとっていたコマと非点収差から基本的に免れてい
る広視野を有することのできる、光学繊維フェースプレ
ートを光学的に嵌め込まれた結像球面レンズを提供する
ことである。
って、広いスペクトル域において従来の広視野レンズに
つきまとっていたコマと非点収差から基本的に免れてい
る広視野を有することのできる、光学繊維フェースプレ
ートを光学的に嵌め込まれた結像球面レンズを提供する
ことである。
【００１３】本発明のもう一つの目的は、最小限の色収
差を示すだけで、近赤外線スペクトル域における広視野
を有することのできる、光学繊維フェースプレートを光
学的に嵌め込まれた結像球面レンズを提供することであ
る。
差を示すだけで、近赤外線スペクトル域における広視野
を有することのできる、光学繊維フェースプレートを光
学的に嵌め込まれた結像球面レンズを提供することであ
る。
【００１４】本発明のさらにもう一つの目的は、固定焦
点距離と固定Ｆ数で動作する、したがって最小限のレン
ズ機素しか要求しない、光学繊維フェースプレートを光
学的に嵌め込まれたコンパクトな広角結像球面レンズを
提供することである。
点距離と固定Ｆ数で動作する、したがって最小限のレン
ズ機素しか要求しない、光学繊維フェースプレートを光
学的に嵌め込まれたコンパクトな広角結像球面レンズを
提供することである。
【００１５】また、本発明のもう一つの目的は、光学繊
維フェースプレートを光学的に嵌め込まれた広角結像球
面レンズであって、かつ光学繊維プレートが光学的に連
結されているＣＣＤアレイ面の寸法に対応する拡張スペ
クトル域にわたって、レンズが平焦点面を有するよう
に、ＣＣＤアレイに連結されているレンズを提供するこ
とである。
維フェースプレートを光学的に嵌め込まれた広角結像球
面レンズであって、かつ光学繊維プレートが光学的に連
結されているＣＣＤアレイ面の寸法に対応する拡張スペ
クトル域にわたって、レンズが平焦点面を有するよう
に、ＣＣＤアレイに連結されているレンズを提供するこ
とである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の１形態において
は、広視野用の結像球面レンズは、対象物体側と対向の
像側を有し、かつ第１と第２の平凸レンズ素子を備えて
いるが、これらの素子はそれぞれ平面と凸面とを有して
いる。第１レンズ素子の凸面はレンズの対象物体側に面
して位置し、一方、第１素子の平面は像側に面してい
る。第２レンズ素子の平面はレンズの対象物体側に面し
ており、かつ第１素子レンズ素子の平面に光学的に連結
されている。結像球面レンズの開口を画する絞りダイア
フラムは、第１レンズ素子と第２レンズ素子との間にあ
る。
は、広視野用の結像球面レンズは、対象物体側と対向の
像側を有し、かつ第１と第２の平凸レンズ素子を備えて
いるが、これらの素子はそれぞれ平面と凸面とを有して
いる。第１レンズ素子の凸面はレンズの対象物体側に面
して位置し、一方、第１素子の平面は像側に面してい
る。第２レンズ素子の平面はレンズの対象物体側に面し
ており、かつ第１素子レンズ素子の平面に光学的に連結
されている。結像球面レンズの開口を画する絞りダイア
フラムは、第１レンズ素子と第２レンズ素子との間にあ
る。
【００１７】結像球面レンズには、凹面と平面のある平
凹光学繊維フェースプレートが含まれている。凹面は、
レンズの対象物体に面しており、かつ第２レンズ機素の
凸面に光学的に連結されている。第２素子とフェースプ
レートの凸面と凹面との光学的連結により、第３レンズ
素子として働く光学繊維フェースプレートと第２素子と
の間に光学的嵌め合い（すなわち、空隙のない連結）が
なされている。
凹光学繊維フェースプレートが含まれている。凹面は、
レンズの対象物体に面しており、かつ第２レンズ機素の
凸面に光学的に連結されている。第２素子とフェースプ
レートの凸面と凹面との光学的連結により、第３レンズ
素子として働く光学繊維フェースプレートと第２素子と
の間に光学的嵌め合い（すなわち、空隙のない連結）が
なされている。
【００１８】
【作用】第２レンズ素子の凸面に形成されている湾曲焦
点面はしたがって、光学繊維フェースプレートの平面の
平焦点面に写像される。レンズは、本質的にコマや非点
収差を免れている像を結び、色収差も最小限に抑えるこ
とができる。
点面はしたがって、光学繊維フェースプレートの平面の
平焦点面に写像される。レンズは、本質的にコマや非点
収差を免れている像を結び、色収差も最小限に抑えるこ
とができる。
【００１９】第１レンズ素子の曲率半径ｒ1 は、その表
面に受けられる入射平行光線が第２レンズ素子の凸面に
集束するように、定められる。第２レンズ素子の曲率半
径ｒ 2 は、光学繊維フェースプレートの凹面の曲率半径
ｒ3 に等しい。本発明の結像球面レンズでは、次の関係
式が成り立つ。
面に受けられる入射平行光線が第２レンズ素子の凸面に
集束するように、定められる。第２レンズ素子の曲率半
径ｒ 2 は、光学繊維フェースプレートの凹面の曲率半径
ｒ3 に等しい。本発明の結像球面レンズでは、次の関係
式が成り立つ。
【００２０】ｒ3 ＝ｒ2 ＝ｒ1 （ｎ−１） この式において、ｎは、第１レンズと第２レンズの素子
を構成する材料の屈折率を表す。
を構成する材料の屈折率を表す。
【００２１】本発明の上述およびその他の目的、特徴お
よび利点は、添付の図面を参照しながら以下に行われる
例示的な実施例の詳細な説明により、明白になるであろ
う。
よび利点は、添付の図面を参照しながら以下に行われる
例示的な実施例の詳細な説明により、明白になるであろ
う。
【００２２】
【実施例】図１は、本発明による３素子から成る固定焦
点距離・固定Ｆ数の結像球面レンズ１を説明するもので
ある。本発明の結像球面レンズは、物体側２と対向の像
側４とがある。レンズ１の第１素子６は、在来型の球面
平凸レンズであり、レンズ１の物体側２に面している凸
面８と、レンズの像側４に面している対向平面１０とを
有している。レンズ１には、また在来型の球面平凸レン
ズである第２素子１２があり、この素子は、第１素子６
の平面１０に面している平面１４を有し、したがってこ
の平面１４は、光学的に第１と第２のレンズ素子を連結
している。平面１０に対向している第２素子１２の凸面
１６は、レンズ１の像側４に面する位置にある。
点距離・固定Ｆ数の結像球面レンズ１を説明するもので
ある。本発明の結像球面レンズは、物体側２と対向の像
側４とがある。レンズ１の第１素子６は、在来型の球面
平凸レンズであり、レンズ１の物体側２に面している凸
面８と、レンズの像側４に面している対向平面１０とを
有している。レンズ１には、また在来型の球面平凸レン
ズである第２素子１２があり、この素子は、第１素子６
の平面１０に面している平面１４を有し、したがってこ
の平面１４は、光学的に第１と第２のレンズ素子を連結
している。平面１０に対向している第２素子１２の凸面
１６は、レンズ１の像側４に面する位置にある。
【００２３】絞りダイアフラム１８は、レンズ素子を通
る光路を制限するために、第１素子６の平面１０と第２
素子１２の平面１４との間にある。絞りダイアフラム１
８の厚みを貫通して開けられている開口２０（図２の
（ｂ）参照）は、レンズ１の焦点距離ｆ’と共にレンズ
の口径比またはＦ数、すなわちＦ数＝ｆ’／φEPを決定
する。絞りダイアフラム１８は、黒いエポキシ樹脂材の
層または被膜から作ることができ、この被膜の厚みを貫
通して開口２４が開けられている。
る光路を制限するために、第１素子６の平面１０と第２
素子１２の平面１４との間にある。絞りダイアフラム１
８の厚みを貫通して開けられている開口２０（図２の
（ｂ）参照）は、レンズ１の焦点距離ｆ’と共にレンズ
の口径比またはＦ数、すなわちＦ数＝ｆ’／φEPを決定
する。絞りダイアフラム１８は、黒いエポキシ樹脂材の
層または被膜から作ることができ、この被膜の厚みを貫
通して開口２４が開けられている。
【００２４】レンズ１の第１素子と第２素子６、１２に
ついては、ドイツ、マインツのＳｃｈｏｔｔ Ｇｌａｓ
ｓｗｅｒｋ社により製造されたある種のガラス、ＢＫ−
７TMを用いて、制作することができるが、これに限定さ
るものではない。第１素子は、屈折率ｎ1 を有するが、
これは、第２素子の屈折率ｎ2 と等しい。すなわち、ｎ
1 ＝ ｎ2 である。レンズ素子のスペクトル域は、レン
ズを構成する材料の透過域により制限される。
ついては、ドイツ、マインツのＳｃｈｏｔｔ Ｇｌａｓ
ｓｗｅｒｋ社により製造されたある種のガラス、ＢＫ−
７TMを用いて、制作することができるが、これに限定さ
るものではない。第１素子は、屈折率ｎ1 を有するが、
これは、第２素子の屈折率ｎ2 と等しい。すなわち、ｎ
1 ＝ ｎ2 である。レンズ素子のスペクトル域は、レン
ズを構成する材料の透過域により制限される。
【００２５】凸面８の曲率半径ｒ1 は、入射平行光線が
第２素子１２の凸面１６に集束するように、選択され
る。そのため、凸面１６の曲率半径ｒ2 は先ず、以下の
関係式により定められる。すなわち、 ｒ2 ＝ｒ1 ／（ｎ−１） この式で、ｎは、第１と第２の各素子６、１２のレンズ
材料の屈折率である。凸面１６の曲率半径ｒ2 により、
曲率半径ｒ2 に等しい焦点距離ｆ2 を有する焦点球面が
形成される。
第２素子１２の凸面１６に集束するように、選択され
る。そのため、凸面１６の曲率半径ｒ2 は先ず、以下の
関係式により定められる。すなわち、 ｒ2 ＝ｒ1 ／（ｎ−１） この式で、ｎは、第１と第２の各素子６、１２のレンズ
材料の屈折率である。凸面１６の曲率半径ｒ2 により、
曲率半径ｒ2 に等しい焦点距離ｆ2 を有する焦点球面が
形成される。
【００２６】光学繊維平凹フェースプレート２２は、レ
ンズ１の第３素子を構成する。光学繊維フェースプレー
ト２２には、レンズ１の物体側２に凹面２４があり、さ
らに、この凹面２４の反対側で、かつレンズ１の最後部
の像側４に平面２６がある。凹面２４は、第２素子１２
の凸面１６の曲率半径ｒ2 に等しい曲率半径ｒ3 を有す
る。
ンズ１の第３素子を構成する。光学繊維フェースプレー
ト２２には、レンズ１の物体側２に凹面２４があり、さ
らに、この凹面２４の反対側で、かつレンズ１の最後部
の像側４に平面２６がある。凹面２４は、第２素子１２
の凸面１６の曲率半径ｒ2 に等しい曲率半径ｒ3 を有す
る。
【００２７】レンズの焦点距離ｆ’は、第２素子１２の
曲率半径ｒ2 とも、また光学繊維フェースプレート２２
の曲率半径ｒ3 とも等しい。焦点距離は、ｆ’＝ｎｒ1
の関係式により定められるが、ここで、ｎは、第１と第
２の各素子６、１２のレンズ材料の屈折率である。光学
繊維フェースプレート２２の曲率半径ｒ3 は凸面１６の
曲率半径ｒ2 に等しいので、第２素子１２とフェースプ
レート２２との境界面に形成される焦点球面は、平面２
６における平焦点面になる。設計の対称性のため、すな
わち、ｒ3 ＝ｒ2 ＝ｒ1 ／（ｎ−１）であるため、レン
ズは最小限の非点収差しか発生させず、レンズは完全に
平坦な平焦点面を有することになる。
曲率半径ｒ2 とも、また光学繊維フェースプレート２２
の曲率半径ｒ3 とも等しい。焦点距離は、ｆ’＝ｎｒ1
の関係式により定められるが、ここで、ｎは、第１と第
２の各素子６、１２のレンズ材料の屈折率である。光学
繊維フェースプレート２２の曲率半径ｒ3 は凸面１６の
曲率半径ｒ2 に等しいので、第２素子１２とフェースプ
レート２２との境界面に形成される焦点球面は、平面２
６における平焦点面になる。設計の対称性のため、すな
わち、ｒ3 ＝ｒ2 ＝ｒ1 ／（ｎ−１）であるため、レン
ズは最小限の非点収差しか発生させず、レンズは完全に
平坦な平焦点面を有することになる。
【００２８】光学繊維フェースプレート２２（すなわ
ち、第３レンズ素子）は、互いに融合して、一体のガラ
ス片を形成する、光学繊維の凝集束２８からなる。光学
繊維２８の直径は、６ミクロンとすることができる。フ
ェースプレート２２を構成する材料のような光学繊維
は、光学的にクラッディング被覆され、整列させられ、
そして互いに融合させられている。融合光学繊維によ
り、これを通してレンズ１の物体側２にある像は、実質
的に歪みなしに、レンズの像側４に伝えられる。光学繊
維フェースプレートとして使用される融合光学繊維材料
の一つは、マサチューセッチ州、サウスブリッジのスコ
ット・ファイバー・オプティク社によって生産されてい
る部品番号３２Ａであるが、これに限定されるものでは
ない。
ち、第３レンズ素子）は、互いに融合して、一体のガラ
ス片を形成する、光学繊維の凝集束２８からなる。光学
繊維２８の直径は、６ミクロンとすることができる。フ
ェースプレート２２を構成する材料のような光学繊維
は、光学的にクラッディング被覆され、整列させられ、
そして互いに融合させられている。融合光学繊維によ
り、これを通してレンズ１の物体側２にある像は、実質
的に歪みなしに、レンズの像側４に伝えられる。光学繊
維フェースプレートとして使用される融合光学繊維材料
の一つは、マサチューセッチ州、サウスブリッジのスコ
ット・ファイバー・オプティク社によって生産されてい
る部品番号３２Ａであるが、これに限定されるものでは
ない。
【００２９】入射ひとみの直径φEPまたはレンズ１の口
径比は、レンズの物体側２から見えるレンズ絞りダイア
フラム１８の開口直径２０である。物体が入射ひとみか
ら見える角度が、物体の視野角度である。視野角度は、
焦点距離で除した像寸法の逆タンジェントに等しく、次
の関係式、Ｔａｎθ＝Ｙ’／ｆ’で表されるが、この式
で、θは視野角度であり、そしてＹ’は像の寸法であ
る。結像球面レンズ１の設計に有意な面は、第１素子６
の凸面８と光学繊維フェースプレート２２の凹面２４の
２つしかないので、これらの面に関する寸法のみが、レ
ンズ１の決定的な設計寸法であり、したがってその複合
性を最小限に抑えることができる。
径比は、レンズの物体側２から見えるレンズ絞りダイア
フラム１８の開口直径２０である。物体が入射ひとみか
ら見える角度が、物体の視野角度である。視野角度は、
焦点距離で除した像寸法の逆タンジェントに等しく、次
の関係式、Ｔａｎθ＝Ｙ’／ｆ’で表されるが、この式
で、θは視野角度であり、そしてＹ’は像の寸法であ
る。結像球面レンズ１の設計に有意な面は、第１素子６
の凸面８と光学繊維フェースプレート２２の凹面２４の
２つしかないので、これらの面に関する寸法のみが、レ
ンズ１の決定的な設計寸法であり、したがってその複合
性を最小限に抑えることができる。
【００３０】図２は、本発明に従って作られた結像球面
レンズを示しており、また該球面レンズの物体側視野角
度の限度を図示している。入射ひとみの直径φEPは、レ
ンズの像側２から見られた絞りダイアフラム直径（開口
２０）である。レンズ厚や開口のような因子に従ってい
る入射ひとみの直径φEPは、レンズを通過する平行光線
を制限する。この図は、第１素子６の凸面８に到達して
いる、光線３０と３２の形態の平行光線を示している。
光線３０は、平面１０の面に垂直なベクトル方向、すな
わち視野角度θ＝０°で到達している。光線３２は、軸
線からずれている方向、すなわち上記の垂線に対する角
度θで、到達していることが、示されている。
レンズを示しており、また該球面レンズの物体側視野角
度の限度を図示している。入射ひとみの直径φEPは、レ
ンズの像側２から見られた絞りダイアフラム直径（開口
２０）である。レンズ厚や開口のような因子に従ってい
る入射ひとみの直径φEPは、レンズを通過する平行光線
を制限する。この図は、第１素子６の凸面８に到達して
いる、光線３０と３２の形態の平行光線を示している。
光線３０は、平面１０の面に垂直なベクトル方向、すな
わち視野角度θ＝０°で到達している。光線３２は、軸
線からずれている方向、すなわち上記の垂線に対する角
度θで、到達していることが、示されている。
【００３１】光線３０と３２は、第１素子６により導か
れ、絞りダイアフラム１８の開口２０（図２（ｂ）参
照）を通り、第２素子１２に入る。光線３０と３２は、
入射角に係わりなく凹面２４に伝えられる。第２レンズ
素子１２の凸面１６と光学繊維フェースプレート２２
（第３素子）の凹面２４との間の境界面において、これ
らの光線は湾曲焦点面を形成する。この湾曲焦点面は、
光線の向きを変え光学繊維２８に向かわせ、光線は光学
繊維を通りフェースプレートの平面２６に伝えられる。
湾曲焦点面はその結果、平面２６の平焦点面に写像され
る。図２（ｂ）には、開口２０を説明する絞りダイアフ
ラム１８の横断面図が示されている。
れ、絞りダイアフラム１８の開口２０（図２（ｂ）参
照）を通り、第２素子１２に入る。光線３０と３２は、
入射角に係わりなく凹面２４に伝えられる。第２レンズ
素子１２の凸面１６と光学繊維フェースプレート２２
（第３素子）の凹面２４との間の境界面において、これ
らの光線は湾曲焦点面を形成する。この湾曲焦点面は、
光線の向きを変え光学繊維２８に向かわせ、光線は光学
繊維を通りフェースプレートの平面２６に伝えられる。
湾曲焦点面はその結果、平面２６の平焦点面に写像され
る。図２（ｂ）には、開口２０を説明する絞りダイアフ
ラム１８の横断面図が示されている。
【００３２】入射ひとみの直径に加えて、もう一つ別の
因子もレンズ視野角度を制限している。凸面１６と凹面
２４との間に形成される境界面に集束される光線は、光
学繊維フェースプレート２２を含む受光円錐体の外側に
出ることがある。受光円錐体の角度より大きい角度で光
学繊維フェースプレート２２の凹面２４に入射する光線
は、光学繊維を通って伝えられない。図３（ａ）は、第
２素子１２の凸面１６と光学繊維フェースプレート２２
の凹面２４との間に形成される境界面に入射される光線
の受光円錐体３８を説明するものである。図３（ｂ）
は、光学繊維２８のコア４２とクラッディング被覆４０
を示している。
因子もレンズ視野角度を制限している。凸面１６と凹面
２４との間に形成される境界面に集束される光線は、光
学繊維フェースプレート２２を含む受光円錐体の外側に
出ることがある。受光円錐体の角度より大きい角度で光
学繊維フェースプレート２２の凹面２４に入射する光線
は、光学繊維を通って伝えられない。図３（ａ）は、第
２素子１２の凸面１６と光学繊維フェースプレート２２
の凹面２４との間に形成される境界面に入射される光線
の受光円錐体３８を説明するものである。図３（ｂ）
は、光学繊維２８のコア４２とクラッディング被覆４０
を示している。
【００３３】埋め込まれた光学繊維２８を通し、光線を
送ることができる最大入射角θMAXは、以下の関係式で
表される。
送ることができる最大入射角θMAXは、以下の関係式で
表される。
【００３４】θMAX ＝Ｓｉｎ-1（ＮＡ／ｎg ） ＝Ｓｉｎ-1（ｎ2 f −ｎ2 c ）1/2 ／ｎg ＝４４．１° この式で、ＮＡは光学繊維２８の開口率である。ｎg ＝
１．５１、ここでｎg は、レンズのガラスの屈折率であ
る。ｎf ＝１．８１、ここでｎf は、光学繊維２８の繊
維コア４２の屈折率であり、そしてｎc ＝１．４８、こ
こでｎc は、光学繊維の繊維クラッディング被覆４０の
屈折率である。光線４４は、上述の境界面に角度θ
1 で、入射していることが示されている。しかし、θ1
は、受光円錐体３８によって定められている角度、θ
MAX より大きいので、光線４４は、フェースプレートの
平面に伝えられない。
１．５１、ここでｎg は、レンズのガラスの屈折率であ
る。ｎf ＝１．８１、ここでｎf は、光学繊維２８の繊
維コア４２の屈折率であり、そしてｎc ＝１．４８、こ
こでｎc は、光学繊維の繊維クラッディング被覆４０の
屈折率である。光線４４は、上述の境界面に角度θ
1 で、入射していることが示されている。しかし、θ1
は、受光円錐体３８によって定められている角度、θ
MAX より大きいので、光線４４は、フェースプレートの
平面に伝えられない。
【００３５】
【例１】３つの素子からなる結像球面レンズが、図１お
よび上述の説明に従って製造された。レンズ全体の寸法
は、高さ約３／４インチ、直径１／２インチであった。
レンズの各寸法は、表１に示されている。表示の寸法に
は、取付け構造は含まない。
よび上述の説明に従って製造された。レンズ全体の寸法
は、高さ約３／４インチ、直径１／２インチであった。
レンズの各寸法は、表１に示されている。表示の寸法に
は、取付け構造は含まない。
【００３６】第１と第２素子の累加厚の許容誤差は、±
０．０８ｍｍであり、第１と第２素子の心出し許容誤差
は、±０．０３５ｍｍであった。
０．０８ｍｍであり、第１と第２素子の心出し許容誤差
は、±０．０３５ｍｍであった。
【００３７】 この該結像球面レンズにより達成される最大斜め視野
は、８８°であることが判明した。これは、θMAX また
は最大視野角度を４４°にすることにより得られた。全
視野角度８８°は、法線の両側でθMAX を加算すること
により得られた。レンズ開口、レンズ厚さ、および第３
素子を構成する光学繊維の受光円錐体の制限は、レンズ
の視角制限に反映される設計因子であった。
は、８８°であることが判明した。これは、θMAX また
は最大視野角度を４４°にすることにより得られた。全
視野角度８８°は、法線の両側でθMAX を加算すること
により得られた。レンズ開口、レンズ厚さ、および第３
素子を構成する光学繊維の受光円錐体の制限は、レンズ
の視角制限に反映される設計因子であった。
【００３８】その結果の３素子結像球面レンズは、４４
°の視野角度でコマと非点収差を本質的に免れているこ
とが、分かった。球面収差は、入射ひとみの直径にした
がって最小限に抑えられた。レンズは、その広スペクト
ル域すなわち５４０〜１０６０ｍｍ全てにわたって、最
小限の色収差しか示さなかった。またレンズは、その固
定Ｆ数と固定焦点距離のために、単純で、コンパクトな
ものになった。
°の視野角度でコマと非点収差を本質的に免れているこ
とが、分かった。球面収差は、入射ひとみの直径にした
がって最小限に抑えられた。レンズは、その広スペクト
ル域すなわち５４０〜１０６０ｍｍ全てにわたって、最
小限の色収差しか示さなかった。またレンズは、その固
定Ｆ数と固定焦点距離のために、単純で、コンパクトな
ものになった。
【００３９】焦点距離を７．５ｍｍに、Ｆ数を１０に定
めたレンズの入射ひとみの直径（口径比）φEPの算出値
は、０．７５ｍｍであった。レンズ焦点距離に対する開
口の比は、最初の２つの素子の厚さに対する入射ひとみ
直径φEPの比とほぼ等しい。口径は約０．５０ｍｍで作
られた。最初の２つの素子の測定厚は、１１．３１ｍｍ
であった。入射ひとみの直径φEPは、第１素子６の凸面
８において０．７５４ｍｍと算出された。この値は、目
標口径値、０．７５ｍｍに非常に近かった。
めたレンズの入射ひとみの直径（口径比）φEPの算出値
は、０．７５ｍｍであった。レンズ焦点距離に対する開
口の比は、最初の２つの素子の厚さに対する入射ひとみ
直径φEPの比とほぼ等しい。口径は約０．５０ｍｍで作
られた。最初の２つの素子の測定厚は、１１．３１ｍｍ
であった。入射ひとみの直径φEPは、第１素子６の凸面
８において０．７５４ｍｍと算出された。この値は、目
標口径値、０．７５ｍｍに非常に近かった。
【００４０】図４の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、上
述の結像球面レンズの算出性能曲線を示している。
述の結像球面レンズの算出性能曲線を示している。
【００４１】図４の（ａ）は、入射ひとみ半径φEPに対
する、第３素子２２の凹面２４における、縦収差係数δ
S 単位における球面収差（ＳＡ）と正弦条件からのずれ
（ＯＳＣ）との関係を示している。正弦条件からのずれ
は、視野の中央域近辺におけるコマの存在または不在を
示すものである。図示されているデータは、正規レンズ
焦点距離、すなわちｆ’＝ １を表している。変数ＳＡ
は球面収差の測定値である。第２素子１２の厚さ、すな
わち７．４５ｍｍ±０．０５ｍｍは、Ｆ数ｆ／１０にお
いて最適になった。
する、第３素子２２の凹面２４における、縦収差係数δ
S 単位における球面収差（ＳＡ）と正弦条件からのずれ
（ＯＳＣ）との関係を示している。正弦条件からのずれ
は、視野の中央域近辺におけるコマの存在または不在を
示すものである。図示されているデータは、正規レンズ
焦点距離、すなわちｆ’＝ １を表している。変数ＳＡ
は球面収差の測定値である。第２素子１２の厚さ、すな
わち７．４５ｍｍ±０．０５ｍｍは、Ｆ数ｆ／１０にお
いて最適になった。
【００４２】この図では、正弦条件からのずれＯＳＣ
（コマを示す）が示されているが、このレンズでは基本
的にゼロであった。球面収差ＳＡの大きさは、レンズの
最小と最大のひとみ半径で共に等しいことが示されてい
る。これは、第１レンズ素子６のｒ1 の当初の決定が、
ｒ2 ＝ｒ1 ／（ｎ＋１）という関係式に基づいていたこ
とに因る。半径ｒ1 はそれから、選択された入射ひとみ
の半径、すなわち正規のケースでは０．０３３３におい
て収差を基本的にゼロにするため、計算値をほんの少し
の割合でずらされた。そうしなければ、レンズは、入射
ひとみ半径がゼロのときしか、収差がゼロにならない。
（コマを示す）が示されているが、このレンズでは基本
的にゼロであった。球面収差ＳＡの大きさは、レンズの
最小と最大のひとみ半径で共に等しいことが示されてい
る。これは、第１レンズ素子６のｒ1 の当初の決定が、
ｒ2 ＝ｒ1 ／（ｎ＋１）という関係式に基づいていたこ
とに因る。半径ｒ1 はそれから、選択された入射ひとみ
の半径、すなわち正規のケースでは０．０３３３におい
て収差を基本的にゼロにするため、計算値をほんの少し
の割合でずらされた。そうしなければ、レンズは、入射
ひとみ半径がゼロのときしか、収差がゼロにならない。
【００４３】図４の（ｂ）は、視野角度θMAX に対す
る、第３素子２２の凹面９におけるサジタル非点収差と
接線非点収差との関係を示している。この図において
は、変数ΔS は縦収差δS 単位におけるサジタル非点収
差を表している。レンズのサジタル焦点が、レンズ近軸
焦点面よりもレンズに近い所にあるとき、縦収差δS は
マイナスになる。接線非点収差Δt もまた、図４の
（ｂ）において縦収差δS の単位で示されている。非点
収差は基本的に、レンズ設計の対称性によりゼロであっ
た。
る、第３素子２２の凹面９におけるサジタル非点収差と
接線非点収差との関係を示している。この図において
は、変数ΔS は縦収差δS 単位におけるサジタル非点収
差を表している。レンズのサジタル焦点が、レンズ近軸
焦点面よりもレンズに近い所にあるとき、縦収差δS は
マイナスになる。接線非点収差Δt もまた、図４の
（ｂ）において縦収差δS の単位で示されている。非点
収差は基本的に、レンズ設計の対称性によりゼロであっ
た。
【００４４】図４の（ｃ）は、視野角度の関数として、
視野の中心からの像の径方向距離を表すことにより、径
方向の像の歪みを示している。径方向の像の歪みは、視
野の中心からの像のずれをパーセント単位で測定したも
のである。このずれがプラスであれば、実際の像は、理
想像より視野の中心からいくらか離れた距離にある。像
の歪みは、レンズの対称性により基本的にゼロであっ
た。
視野の中心からの像の径方向距離を表すことにより、径
方向の像の歪みを示している。径方向の像の歪みは、視
野の中心からの像のずれをパーセント単位で測定したも
のである。このずれがプラスであれば、実際の像は、理
想像より視野の中心からいくらか離れた距離にある。像
の歪みは、レンズの対称性により基本的にゼロであっ
た。
【００４５】
【発明の効果】上述の説明のように、本発明の３素子結
像球面レンズの設計には、基本的にコマと非点収差を免
れているうえに、拡張スペクトル域全体にわたって最小
限度の色収差しか示さない、単純で、低コストの広視野
レンズが製造できる、という利点がある。レンズは、光
学的に連結されている２つの平凸素子を備え、さらに、
これらに、第３素子すなわち光学繊維フェースプレート
が光学的に連結されているが、第２素子はこの光学繊維
フェースプレートを光学的に嵌め込まれている。第１と
第２素子の組合せに光学繊維フェースプレートを光学的
に嵌め込むことにより、境界面に形成される焦点球面
は、電荷結合素子のような自己走査アレイに像を伝える
ための平焦点面になる。
像球面レンズの設計には、基本的にコマと非点収差を免
れているうえに、拡張スペクトル域全体にわたって最小
限度の色収差しか示さない、単純で、低コストの広視野
レンズが製造できる、という利点がある。レンズは、光
学的に連結されている２つの平凸素子を備え、さらに、
これらに、第３素子すなわち光学繊維フェースプレート
が光学的に連結されているが、第２素子はこの光学繊維
フェースプレートを光学的に嵌め込まれている。第１と
第２素子の組合せに光学繊維フェースプレートを光学的
に嵌め込むことにより、境界面に形成される焦点球面
は、電荷結合素子のような自己走査アレイに像を伝える
ための平焦点面になる。
【００４６】本発明の実施例の幾つかが例証として、添
付の図面を参照しながら上述のように説明されたが、本
発明はこれらの正確な具体例に限定されず、本発明の範
囲または精神から逸脱していない限り、その他の様々な
変更や修正も可能であることは、当該技術に熟達してい
る者には、明らかなことであろう。
付の図面を参照しながら上述のように説明されたが、本
発明はこれらの正確な具体例に限定されず、本発明の範
囲または精神から逸脱していない限り、その他の様々な
変更や修正も可能であることは、当該技術に熟達してい
る者には、明らかなことであろう。
【図１】その１素子が部分的に破断されている、本発明
の広視野用の結像球面レンズの一実施例の横断面図であ
る。
の広視野用の結像球面レンズの一実施例の横断面図であ
る。
【図２】（ａ）は、当該レンズの集光力を示す、本発明
の結像球面レンズの横断面図であり、（ｂ）は、（ａ）
の線２Ａ−２Ａで切断されたレンズアセンブリの横断面
図であって、本発明で用いられる開口を画する絞りダイ
アフラムを示す。
の結像球面レンズの横断面図であり、（ｂ）は、（ａ）
の線２Ａ−２Ａで切断されたレンズアセンブリの横断面
図であって、本発明で用いられる開口を画する絞りダイ
アフラムを示す。
【図３】（ａ）は、レンズのフェースプレート部分に入
る光りの最大受光角度を示す、本発明の結像球面レンズ
の横断面図であり、（ｂ）は、本発明のレンズのフェー
スプレート部分を形成する多数の光学繊維のうちの１本
の拡大斜視図である。
る光りの最大受光角度を示す、本発明の結像球面レンズ
の横断面図であり、（ｂ）は、本発明のレンズのフェー
スプレート部分を形成する多数の光学繊維のうちの１本
の拡大斜視図である。
【図４】（ａ）は、本発明により作られた結像球面レン
ズについて、縦収差単位における、レンズ入射直径に対
する球面収差と正弦条件からのずれとの関係を示したグ
ラフであり、（ｂ）は、本発明により設計されたレンズ
について、縦収差単位における、視野角度に対するサジ
タル非点収差と接線非点収差との関係を示したグラフで
あり、（ｃ）は、本発明により設計されたレンズについ
て、径方向の像の歪み対視野角度のパーセンテージの関
係を示すグラフである。
ズについて、縦収差単位における、レンズ入射直径に対
する球面収差と正弦条件からのずれとの関係を示したグ
ラフであり、（ｂ）は、本発明により設計されたレンズ
について、縦収差単位における、視野角度に対するサジ
タル非点収差と接線非点収差との関係を示したグラフで
あり、（ｃ）は、本発明により設計されたレンズについ
て、径方向の像の歪み対視野角度のパーセンテージの関
係を示すグラフである。
１ レンズ ２ 物体側 ４ 像側 ６ 第１素子 ８ 凸面 １０ 対向平面 １２ 第２素子 １４ 平面 １６ 凸面 １８ 絞りダイアフラム ２０ 開口 ２２ 光学繊維フェースプレート ２４ 凹面 ２６ 平面 ２８ 光学繊維 ３０ 平行光線 ３２ 平行光線 ３８ 受光円錐体 ４０ クラッディング被覆 ４２ コア ４４ 光線 φEP 入射ひとみの半径 ＳＡ 球面収差 ΔS サジタル非点収差 Δt 接線非点収差
Claims (9)
- 【請求項１】 広視野用の結像球面レンズであって、該
結像球面レンズは、物体側と像側を有し、 凸面と平面とを備えた第１平凸レンズ素子であって、前
記凸面が該レンズの物体側に面している第１平凸レンズ
素子と、 凸面と平面を備えた第２平凸レンズ素子であって、前記
第２レンズ素子の平面は、第１レンズ素子の平面に光学
的に連結されており、かつ該レンズの物体側に面してい
る第２平凸レンズ素子と、 第１レンズ素子と第２レンズ素子との間にあって、該レ
ンズの開口を画する絞りダイアフラムと、そして凹面と
平面のある平凹光学繊維フェースプレートであって、し
かも該光学繊維フェースプレートの凹面は、第２レンズ
素子の凸面に光学的に連結されており、かつ第２レンズ
素子が光学繊維フェースプレートに光学的に連結される
ように、前記凹面は該レンズの物体側に面している平凹
光学繊維フェースプレート、とを具備しているレンズに
おいて、前記第２レンズ素子の凸面に形成されている湾
曲焦点面は、前記光学繊維フェースプレートの平面にお
ける平焦点面に写像されることを特徴とする広視野用の
結像球面レンズ。 - 【請求項２】 レンズ焦点距離ｆ’とレンズＦ数ｆ／
は、予め定められた定数であることを特徴とする請求項
１に記載の広視野用の結像球面レンズ。 - 【請求項３】 該レンズの入射ひとみの直径φEPは、Ｔ
が、第１と第２のレンズ素子の合計厚さを指すとき、次
の関係式 φEP ≒ （０．５）（Ｔ）／（７．５） を満たすように、レンズ口径は約０．５ｍｍ、固定焦点
距離は約７．５ｍｍ、そして固定Ｆ数は約ｆ／１０とす
ることを特徴とする請求項２に記載の結像球面レンズ。 - 【請求項４】 該レンズの動作スペクトル域は、約５４
０ｎｍから約１０６０ｎｍまでであることを特徴とする
請求項１に記載の広視野用の結像球面レンズ。 - 【請求項５】 視野は、方位角約７０度にわたっている
ことを特徴とする請求項１に記載の広視野用の結像球面
レンズ。 - 【請求項６】 第１レンズ素子と第２レンズ素子の各凸
面は、共通の曲率中心を有することを特徴とする請求項
１に記載の広視野用の結像球面レンズ。 - 【請求項７】 光学繊維フェースプレートは繊維の凝集
束からなり、しかも各繊維の直径は約６ミクロンである
ことを特徴とする請求項１に記載の広視野用の結像球面
レンズ。 - 【請求項８】 ｎが、第１レンズと第２レンズの各素子
の屈折率であるとき、次の関係式 ｒ3 ＝ｒ2 ＝ｒ1 （ｎ−１） を満たすように、第１レンズ素子の凸面の曲率半径ｒ1
は、その表面に受けられる入射平行光線が第２レンズ素
子の凸面に集束するように定められ、第２レンズ素子の
凸面の曲率半径ｒ2 は、光学繊維フェースプレートの凹
面の曲率半径ｒ3に等しいことを特徴とする請求項１に
記載の広視野用の結像球面レンズ。 - 【請求項９】 第２レンズ素子は、光学繊維フェースプ
レートに光学的に嵌め込まれていることを特徴とする請
求項１に記載の広視野用の結像球面レンズ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/058,273 US5311611A (en) | 1993-05-04 | 1993-05-04 | Imaging ball lens optically immersed with a fiber optic faceplate |
| US058/273 | 1993-05-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128589A true JPH07128589A (ja) | 1995-05-19 |
Family
ID=22015772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6093555A Pending JPH07128589A (ja) | 1993-05-04 | 1994-05-02 | 広視野用の結像球面レンズ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5311611A (ja) |
| JP (1) | JPH07128589A (ja) |
| DE (1) | DE4415750A1 (ja) |
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