JPH07140383A - 変形ガウス型レンズ - Google Patents

変形ガウス型レンズ

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JPH07140383A
JPH07140383A JP29074493A JP29074493A JPH07140383A JP H07140383 A JPH07140383 A JP H07140383A JP 29074493 A JP29074493 A JP 29074493A JP 29074493 A JP29074493 A JP 29074493A JP H07140383 A JPH07140383 A JP H07140383A
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JP
Japan
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lens
refracting power
object side
convex surface
surface facing
Prior art date
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Withdrawn
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JP29074493A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Mukoya
仁志 向谷
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スキャナー用のガウス型レンズの小型化、又
高性能化を図ること。 【構成】 物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニ
スカス形状で正の屈折力を有する第1、第2レンズ、物
体側に凸面を向けたメニスカス形状で負の屈折力を有す
る第3レンズ、絞り、像面側に凸面を向けたメニスカス
形状で負の屈折力を有する第4レンズと像面側に凸面を
向けた正の屈折力を有する第5レンズとで接合され全体
として負の屈折力を持ち像面側に凸面を向けたメニスカ
ス形状の接合レンズ、像面側に強い屈折力を有する正の
屈折力の第6レンズを有する変形ガウス型レンズで、レ
ンズの諸元を適切に設定すること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガウス型レンズ、特に
ファクシミリ等の結像レンズにて使用するカラー用高密
度画素対応の変形ガウス型レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】レンズを利用して原稿を1/10程度に
縮小し、受光面上にその縮小像を結像させる読み取り光
学系においては、受光素子が高密度化され1画素8μm
程度が主流となりつつある。さらに赤、青、緑の3原色
に分解し、カラー原稿を読み取るカラー化の傾向も進
み、モノクロに比べて広い波長域で収差のないレンズが
必要とされている。さらに、近来の小型化傾向はファク
シミリ等にもおよび、物−像間距離を短く、レンズ鏡筒
をさらに小さく、又それらが安価に提供される事を求め
る声が、強くなってきている。
【0003】従って、小型でありながら、画角を大きく
し更に赤、青、緑の軸上色収差を小さくし、各波長にお
いて高解像力(70本/mm)を有するレンズが必要と
されている。従来の例として特公昭52-28663号公報、特
開昭51-83527号公報、特開昭61-124913号公報等が提案
されているが、特公昭52-28663号公報では、結像倍率が
2/3と大きくまた、解像力は10本/mm程度であり
高い像面の平坦性は求められておらず、また使用条件も
異なるためあまり小型化されてはいない。また、特開昭
51-83527号公報では、大画角、大口径がうたわれている
が最大画角付近では開口効率が落ちており、周辺部まで
100%を求められている最近のファクシミリ等の要求
に完全には、応えられていない。さらに、特開昭61-124
913号公報で提案されている実施例は、ペッツバール和
が大きく像面の平坦性は充分とはいえない。また、ガウ
ス型レンズでは、開口が固定の絞りをレンズの前群と後
群の中心近傍に設ける事により開口効率100%を維持
しつつレンズ外径のバランスが適切に保たれる訳である
がレンズ前群と後群の外径がほぼ同じ径となるのは等倍
位であり、結像倍率が1/10位の場合はレンズ前群の
方が大きくなる傾向にある。これら上記の提案も同様で
あり、レンズ自身の小型化を図る為には、設定された結
像倍率で如何にレンズ前群と後群の外径のバランスを取
るかが重要な要素となってくる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、赤、
青、緑の各波長で高解像力を実現するには、レンズ系の
軸上色収差を小さくし、しかもペッツバール和を小さく
して各波長における像面のたおれを補正しなければなら
ない。また、小型化を図るためにはレンズ全系の焦点距
離を短くして物−像間距離を短くする必要があるが、原
稿の大きさおよび結像倍率は変えられないため画角が大
きくなりレンズの外径が大きくなることが懸念される。
そのためレンズ外径を大きくしないための工夫が必要で
ある。
【0005】
【課題を解決するための構成】本発明の目的を達成する
ためには、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニ
スカス形状で正の屈折力を有する第1、第2レンズ、物
体側に凸面を向けたメニスカス形状で負の屈折力を有す
る第3レンズ、開口を固定した絞りをはさみ像面側に凸
面を向けたメニスカス形状で負の屈折力を有する第4レ
ンズと像面側に凸面を向けた正の屈折力を有する第5レ
ンズとで接合され全体として負の屈折力をもち像面側に
凸面を向けたメニスカス形状の接合レンズ、像面側に強
い屈折力を有する正の屈折力の第6レンズの5群6枚構
成の変形ガウス型レンズで、前記第1レンズから第3レ
ンズまでを前群、第4レンズから第6レンズまでを後群
とした時、 0.08 < T1/F1 < 0.12 ・・・ (1) 0.9F < F2 < 0.96F ・・・ (2) 0.95F<(f1+f2)/2<1.15F ・・・ (3) なる条件を満足することにある。但し、F1、T1は前記
前群の焦点距離、中心厚及び空気間隔の合計をさし、F
2、F、fiはそれぞれ前記後群、全系、および第iレン
ズの焦点距離である。
【0006】
【実施例】以下に実施例を用いて本発明のガウス型レン
ズを説明する。
【0007】図1は、本発明に関する変形ガウス型レン
ズの光学断面図を示す。
【0008】同図において物体側から順に、物体側に凸
面を向けたメニスカス形状で正の屈折力を有する第1、
第2レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負
の屈折力を有する第3レンズ、開口を固定した絞りをは
さみ像面側に凸面を向けたメニスカス形状で負の屈折力
を有する第4レンズと像面側に凸面を向けた正の屈折力
を有する第5レンズとで接合され全体として負の屈折力
をもち像面側に凸面を向けたメニスカス形状の接合レン
ズ、像面側に強い屈折力を有する正の屈折力の第6レン
ズの5群6枚で構成され前述した条件式(1)、
(2)、(3)を満足している。
【0009】1/10倍程度の結像倍率を有するガウス
型レンズでは、前述の様にレンズ前群の外径が後群より
も大きくなる傾向にある。従ってレンズ外径を小さくす
るためには、レンズ前群を小さくする事がより効果的で
ある。そのためには開口絞りを前群と後群の中間近傍に
設けたときの入射瞳位置を短くする必要がある。条件式
(1)は、レンズ前群の中心厚とレンズ前群の焦点距離
の比であるが、この入射瞳位置をより短くしつつかつレ
ンズ自身を小型化したときの周辺肉厚をも確保するため
の範囲を示しており、上限値を超えて肉厚が増加した場
合、入射瞳位置が奥に入り込みレンズ外径を大きくし、
下限値を超えた場合、レンズ自身を小型化したとき周辺
肉厚が薄くなり加工性が悪くなりコスト高をまねく傾向
にある。更に、0.10<T1/F1<0.11を満足で
きれば小型化と低コスト化のバランスを好適にすること
ができる。
【0010】条件式(2)は後群の焦点距離の条件であ
るが、下限値を超えた場合前後群の屈折力のバランスが
くずれ歪曲収差の発生が著しくなり、上限値を超えた場
合前群に対するかかる屈折力が強くなり過ぎ高次のコマ
収差等が発生しいづれの場合も好ましくない。更に、
0.92F<F2<0.95Fを満足すれば良好な収差
補正が可能である。
【0011】条件式(3)は前群の2つの凸レンズの焦
点距離に関する条件であり前群の持つ正の屈折力のバラ
ンスとペッツバール和の関係を規定している。すなわち
下限値を超えて屈折力が強くなった場合、各面でのパワ
ー負担が増し、レンズ周辺肉厚を確保するためにレンズ
肉厚を厚くしなければならなくなり、前述のT1の条件
を満足できなくなる。さらにペッツバール和もプラスで
大きくなるために像面湾曲が増大し好ましくない。ま
た、上限値を超えて屈折力が弱くなった場合、前後群の
屈折力バランスがくずれ歪曲収差の発生が著しくなりや
はり好ましくない。又、1.05F<(f1+f2)/2
<1.12Fを満足していれば更に好適なバランスがと
れる。
【0012】以上の構成で本発明の目的は達成可能であ
るが更に好ましくは、物体側から数えて第i番目のレン
ズ面の曲率半径をri、第i番目のレンズの肉厚、空気
間隔をdi、d1からd10までの総和をΣdとした時、 8F < r11 < 40F ・・・ (4) 0.4 < d6/Σd < 0.5 ・・・ (5) 40F < |f4,5| < 10000F ・・・ (6) (f4,5は、第4、第5レンズの接合レンズの合成焦点
距離である。)なる条件、あるいは又、第i番目のレン
ズの屈折率、アッベ数をそれぞれni、νiとした時、 (n1+n2+n5+n6)/4 > 1.755 ・・・ (7) (n5+n6)/2 > 1.80 ・・・ (8) 45 <(ν1+ν2)/2 < 50 ・・・ (9) 45 <(ν5+ν6)/2 < 48 ・・・ (10) なる条件式を満足することが望ましい。
【0013】条件式(4)、(5)、(6)はコマ収差
を更に良好に補正するための条件である。前述の様に条
件式(2)は収差のバランスをとる上で有効であるがこ
れらの条件式を満足させる事によりさらに適切にコマ収
差を補正することが可能となる。条件式(4)では下限
値は内方コマ収差の増大を防ぐための境界で、上限値
は、歪曲収差が負で増大することを防ぐためのものであ
る。ここで更に10F<r11<30Fが満足できれば充
分である。
【0014】条件式(5)も同様の役割を担っており、
上限値は歪曲収差が負で増大することを防ぎ、下限値は
発散性のコマ収差の発生を抑え画面全体にわたって高コ
ントラストを得ることができる様にするためのものであ
る。ここでも0.42<d6/Σd<0.46が満足で
きると更に良好なコントラストが得られる。
【0015】条件式(6)は、上記条件式を満足しつつ
更に非点収差および球面収差をバランスさせるためのも
のであり、下限値は屈折力が強くなりすぎて非点収差が
発生するのを防止するためで、上限値は球面収差が補正
不足とならないようにするための条件である。
【0016】また、条件式(7)、(8)、(9)、
(10)は像面湾曲の発生を抑えつつ適切な色収差補正
を可能とする条件範囲で、条件式(7)においては、下
限値はペッツバール和が正で増大し像面湾曲が補正しき
れなくなるのを防ぐためである。
【0017】条件式(8)、(10)は条件式(7)を
満足しつつ色収差を充分に補正するための条件であり、
両者とも下限値を超えると像面湾曲を補正しかつ最適な
色収差補正を行うためのガラス材料が供給されにくくな
り、(10)の上限値は材料費の高いガラスを使わずに
高品位なレンズを提供するための条件である。
【0018】条件式(9)は条件式(1)、(3)、
(7)を満足させながらさらに高次の色収差をバランス
よく補正するための条件で上限値、および下限値は、倍
率の色収差のバランスを適正に保ち画面全体にわたって
高コントラストを得ることができるための範囲である。
【0019】更に(7)(8)(9)(10)式におい
て (n1+n2+5+n6)/4>1.77 (n5+n6)/2>1.81 48 <(ν1+ν2)/2 < 50 46 <(ν5+ν6)/2 < 47 なる条件を満足できれば安価な材料で良好な収差補正が
なされた高コントラストなレンズを達成できる。
【0020】さらに本実施例では、第2レンズに対し第
1レンズのν値を大きくすること即ち(ν1>ν2)、第
2レンズと第3レンズに関し12 <(ν2−ν3)<
16 式を、第4レンズと第5レンズに関し、0<(n
5−n4)< 0.06 式を満足する事により色収差の
よく補正された高コントラストを有するレンズを得る事
ができる。
【0021】次に本発明の数値実施例を示す。数値実施
例においてRiは物体側より順に第i番目のレンズ面の
曲率半径、Diは物体側より順に第i番目のレンズ厚及
び空気間隔、Niとνiは夫々物体側より順に第i番目
のレンズのガラスの屈折率とアッベ数である。
【0022】
【外1】
【0023】
【外2】
【0024】
【外3】
【0025】
【外4】
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、軸
上、倍率の色収差が小さく、Fナンバー4.0、結像倍
率1/10程度、半画角ω=21.9゜と明るい高画角
でありかつ諸収差のバランスをとり赤、青、緑、各波長
において高解像度を実現した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関する変形ガウス型レンズの断面図
【図2】数値実施例1の諸収差図
【図3】数値実施例2の諸収差図
【図4】数値実施例3の諸収差図
【図5】数値実施例4の諸収差図
【符号の説明】
ΔS サジタル像面 ΔM メリディオナル像面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側から順に、物体側に凸面を向けた
    メニスカス形状で正の屈折力を有する第1、第2レン
    ズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負の屈折力
    を有する第3レンズ、絞り、像面側に凸面を向けたメニ
    スカス形状で負の屈折力を有する第4レンズと像面側に
    凸面を向けた正の屈折力を有する第5レンズとで接合さ
    れ全体として負の屈折力を持ち像面側に凸面を向けたメ
    ニスカス形状の接合レンズ、像面側に強い屈折力を有す
    る正の屈折力の第6レンズを有する変形ガウス型レンズ
    で、前記第1レンズから第3レンズまでを前群、第4レ
    ンズから第6レンズまでを後群とした時、 0.08 < T1/F1 < 0.12 0.9F < F2 < 0.96F 0.95F <(f1+f2)/2< 1.15F なる条件を満足することを特徴とする変形ガウス型レン
    ズ。但し、F1、T1は前記前群の焦点距離、中心厚及び
    空気間隔の合計をさし、F2、F、fiはそれぞれ前記後
    群、全系、および第i番目のレンズの焦点距離である。
  2. 【請求項2】 物体側から数えて第i番目のレンズ面の
    曲率半径をri、第i番目のレンズの肉厚、空気間隔を
    di、d1からd10までの総和をΣdとした時、 8F < r11 < 40F 0.4 < d6/Σd < 0.5 40F < |f4,5| < 10000F (f4,5は、第4、第5レンズの接合レンズの合成焦点
    距離である。)なる条件式を満足することを特徴とする
    請求項1記載の変形ガウス型レンズ。
  3. 【請求項3】 第i番目のレンズの屈折率、アッベ数を
    それぞれni、νiとした時、 (n1+n2+n5+n6)/4 > 1.755 (n5+n6)/2 > 1.8 45 <(ν1+ν2)/2 < 50 45 <(ν5+ν6)/2 < 48 なる条件式を満足することを特徴とする請求項1又は2
    記載の変形ガウス型レンズ。
JP29074493A 1993-11-19 1993-11-19 変形ガウス型レンズ Withdrawn JPH07140383A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6101049A (en) * 1998-02-25 2000-08-08 Fuji Photo Optical Co., Ltd. Lens used for picture image reading and picture image reader that uses it
CN108267847A (zh) * 2018-03-13 2018-07-10 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头
JP6489512B1 (ja) * 2018-03-13 2019-03-27 エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッド 撮像光学レンズ
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Cited By (6)

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