JPH1010426A - コンデンサレンズおよびこれを用いた結像光学系 - Google Patents

コンデンサレンズおよびこれを用いた結像光学系

Info

Publication number
JPH1010426A
JPH1010426A JP18667996A JP18667996A JPH1010426A JP H1010426 A JPH1010426 A JP H1010426A JP 18667996 A JP18667996 A JP 18667996A JP 18667996 A JP18667996 A JP 18667996A JP H1010426 A JPH1010426 A JP H1010426A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
image
condenser lens
imaging
condenser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP18667996A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Ishikawa
剛 石川
Masaru Eguchi
勝 江口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd filed Critical Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority to JP18667996A priority Critical patent/JPH1010426A/ja
Publication of JPH1010426A publication Critical patent/JPH1010426A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0009Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
    • G02B19/0014Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only at least one surface having optical power
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/12Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のコンデンサレンズはレンズ面が共に球
面により形成されていたため、必要なパワーに対してレ
ンズ厚が大きくなりやすく、重量が大きくなるという問
題を有している。 【解決手段】 図1の結像光学系は、一次像面を形成す
る第1結像レンズ系L1、ハーフミラーM、コンデンサ
レンズLc、一次像を再結像させて二次像面を形成する
第2結像レンズ系L2から構成される。コンデンサレン
ズLcは、両方のレンズ面が中心部でほぼパワーを持た
ず、周辺で正のパワーを持つ非球面として形成された対
称形状の正レンズである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光学系中で主と
して光を集めるために用いられるコンデンサレンズ、お
よぴこれを用いた結像光学系に関する。
【0002】
【従来の技術】2つの結像光学系をコンデンサレンズを
介して結合する場合、第1の結像光学系の射出瞳から結
像位置までの距離と、この結像位置から第2の結像光学
系の入射瞳までの距離とを幾何学的に計算し、これに基
づいてコンデンサレンズの正のパワーが決定される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
コンデンサレンズは、レンズ面が共に球面により形成さ
れていたため、必要なパワーに対してレンズ厚が大きく
なりやすく、重量が大きくなるという問題を有してい
る。また、2つの光学系の間に正の球面レンズが配置さ
れる場合、全系の近軸焦点距離を求めるためには2つの
結像光学系のみでなく、コンデンサレンズのパワーをも
考慮に入れる必要があり、設計が複雑になるという問題
がある。
【0004】この発明は、上述した従来技術の課題に鑑
みてなされたものであり、レンズ厚が小さく、重量が小
さいコンデンサレンズを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、コンデンサ
レンズの機能が主として軸外の光束を取り込むことにあ
り、必ずしも近軸の中心部ではパワーを要しないとの着
眼によりなされたものであり、この発明のコンデンサレ
ンズは、上記の目的を達成させるため、少なくとも一方
のレンズ面が、中心部でほぼパワーを持たず、周辺で正
のパワーを持つ非球面として形成されていることを特徴
とする。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるコンデン
サレンズの実施形態を説明する。図1は、この発明のコ
ンデンサレンズをサーベランスカメラの結像光学系に適
用した第1の実施形態を示すレンズ図である。この結像
光学系は、図中左側となる物体側から順に、一次像面を
形成する焦点距離23mmの第1結像レンズ系L1、ハ
ーフミラーM、コンデンサレンズLc、一次像を再結像
させて二次像面を形成する焦点距離12.6mmの第2
結像レンズ系L2から構成される。第1結像レンズ系L1
は8群8枚構成、第2結像レンズ系L2は5群6枚構成
であり、第2結像レンズ系L2の最も像側には平行平面
板が配置されている。
【0007】第1結像レンズ系L1を透過してハーフミ
ラーMで反射された成分は、図示せぬフィルム面に導か
れ、フィルム前に設けられた図示せぬシャッターの動作
により被写体が静止画として撮影される。ハーフミラー
を透過した成分は、第1結像レンズ系L1の結像位置付
近に配置されたコンデンサレンズLcにより集光されて
第2結像レンズ系L2に入射し、CCDセンサ等の受像
素子の受像平面Iに形成される二次像により被写体が動
画として、あるいは電子シャッターにより静止画として
撮影される。
【0008】コンデンサレンズLcは、両方のレンズ面
が中心部でほぼパワーを持たず、周辺で正のパワーを持
つ非球面として形成された対称形状の正レンズである。
この例では、コンデンサレンズLcの両レンズ面は近軸
の曲率半径が無限大であり、したがって近軸のパワーは
0である。第1結像レンズ系L1を射出した光束を第2
結像レンズ系L2に効率よく取り込ませる場合、問題と
なるのは軸外の発散光束であって、近軸の光束はコンデ
ンサレンズを設けなくとも第2結像レンズ群L2に取り
込まれる。そこで、実施形態では、コンデンサレンズの
近軸のパワーを0とし、周辺部のみに正のパワーを持た
せて軸外の光束が効率よく取り込まれるように構成され
ている。
【0009】図2は、図1に示される結像光学系の具体
的なレンズ構成を示すためのレンズ図であり、具体的な
数値構成は表1に示されている。図中、および表中、F
NO.はFナンバー、ωは半画角、rはレンズ各面の曲率
半径、dはレンズ厚またはレンズ間隔、ndは各レンズ
のd-line(588nm)での屈折率、νdは各レンズのアッベ数
である。
【0010】また、第1の実施形態では、第17面、第
18面で表されるコンデンサレンズの両面が回転対称な
非球面で構成されている。非球面は、光軸からの高さが
Yとなる非球面上の座標点の非球面の光軸上での接平面
からの距離(サグ量)をX、非球面の光軸上での曲率(1/
r)をC、円錐係数をK、4次、6次の非球面係数をA
4,A6として、以下の式(1)で表される。なお、表1に
おける非球面の曲率半径は光軸上の曲率半径であり、こ
れらの面の円錐係数、非球面係数は表2に示される。 X=CY2/(1+√(1-(1+K)C22))+A4Y4+A6Y6…(1)
【0011】
【表1】 FNO. 1:2.5 ω=26.2゜ 面番号 r d nd νd 面番号 r d nd νd 1 43.860 4.51 1.60311 60.7 15 353.644 3.75 1.77250 49.6 2 1212.055 2.94 16 -19.668 32.35 3 1107.509 1.80 1.80610 40.9 17 ∞ 8.00 1.51633 64.1 4 14.000 2.99 18 ∞ 53.50 5 48.350 3.00 1.77250 49.6 19 12.947 1.35 1.69680 55.5 6 17.730 2.50 20 34.520 0.20 7 18.000 3.50 1.80518 25.4 21 5.806 2.63 1.80400 46.6 8 39.900 8.33 22 86.026 0.80 絞り ∞ 1.50 23 -22.270 0.70 1.80518 25.4 9 143.510 4.78 1.72342 38.0 24 3.537 1.01 10 -30.672 1.60 25 -36.775 1.00 1.59270 35.3 11 15.478 3.71 1.60311 60.7 26 5.044 3.38 1.88300 40.8 12 -190.000 0.50 27 -9.531 4.38 13 -35.000 5.36 1.80518 25.4 28 ∞ 4.91 1.51633 64.1 14 17.464 1.68 29 ∞
【0012】
【表2】
【0013】図3は、図2に示される結像光学系の諸収
差を示し、(a)はd線における球面収差SA、正弦条件
SC、(b)はg線(436nm)、C線(656nm)における倍率色
収差、(c)は非点収差(S:サジタル、M:メリディオナ
ル)、(d)は歪曲収差を示している。歪曲収差量を示す
横軸の単位はパーセント(%)、他の収差量を示す横軸の
単位はmmである。
【0014】上記の第1の実施形態によると、非球面を
利用したコンデンサレンズLcの中心厚は8.00m
m、コバ厚(周囲の端面の厚さ)は3.735mmとな
る。上記の実施形態の結像光学系で非球面のコンデンサ
レンズLcに代えて、これと同等の性能を持つ球面のコ
ンデンサレンズを用いて具体的に比較例として設計する
と、コンデンサレンズの物体側のレンズ面の曲率半径は
34.000mm、像側の曲率半径は−34.000m
mとなり、コバ厚を3.768mmとすると中心厚は
9.800mmとなる。また、第1面から第29面まで
のレンズ全長は、実施形態の場合には166.649m
mであるのに対し、比較例の場合には168.449m
mとなる。
【0015】すなわち、実施形態のような非球面レンズ
を用いることにより、球面レンズを用いた場合と比較し
て、レンズ厚を1.8mm小さくすることができ、コン
デンサレンズ自体の小型軽量化が可能となることはもと
より、第1面から第29面までのレンズ全長を2.44
9mm短縮することが可能となる。
【0016】なお、実施形態のコンデンサレンズLcは
近軸部分ではパワーを持たないため、全系の近軸の焦点
距離は第1結像レンズ系L1と第2結像光学系L2との焦
点距離のみに基づいて決定することができ、全系の設計
が容易となる。
【0017】図4は、この発明のコンデンサレンズを適
用した結像光学系の第2の実施形態である内視鏡対物レ
ンズを示すレンズ図である。この対物レンズでは、第1
面、第2面で表される負レンズが第1レンズ群、第3面
から第7面で示される正レンズと貼り合わせレンズとが
第2レンズ群であり、これら2つのレンズ群で主として
結像作用を持つ結像レンズ群L3を構成している。第8
面と第9面で表される正レンズは、結像レンズ群L3か
ら射出される光束をCCDセンサ等の受像素子の受像平
面に対してテレセントリックな状態とするコンデンサレ
ンズLc2である。なお、第9面と第10面との間の平
板は色補正フィルター、第10面と第11面との間の平
板は撮像素子であるCCD(図示せず)のカバーガラスを
示しており、受像平面は第11面に一致している。
【0018】図4に示されるコンデンサレンズLc2
は、物体側のレンズ面が中心部でパワーを持たず周辺で
正のパワーを持つ非球面であり、像側のレンズ面が平面
である。このような構成のコンデンサレンズによっても
軸外の主光線を光軸と平行にし、テレセントリック性を
持たせることができる。第2の実施形態の内視鏡対物レ
ンズの具体的な数値構成は、以下の表3に示される。表
中の記号は表1におけるのと同義であり、fは全系の焦
点距離、mは倍率である。ただし、ωは基準設計距離1
0mmでの半画角である。また、この例では、第8面で
示されるコンデンサレンズLc2の物体側面が非球面で
あり、その円錐係数、非球面係数は表4に示される。
【0019】
【表3】
【0020】
【表4】
【0021】図5は、図4に示される対物レンズの諸収
差を示し、(a)はd線、g線、C線における球面収差に
よって示される色収差、(b)はg線、C線における倍率
色収差、(c)は非点収差(S:サジタル、M:メリディオナ
ル)、(d)は歪曲収差を示している。
【0022】上記の図4に示される構成では、コンデン
サレンズLc2の厚さ(d8)が0.79mmであるが、コ
ンデンサレンズの物体側の面を、周辺部で実施例2の第
5レンズとほぼ等しいパワーを持つ球面とした場合に
は、コンデンサレンズの厚さは1.00mmとなる。実
施例のように中心部でパワーを持たない非球面を用いる
ことにより、周辺部の光束をセンサ側に向けてテレセン
トリック性を確保するというコンデンサレンズの機能を
保ちつつ、レンズ厚を小さくしてレンズ系を軽量にする
ことができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、中心部でほぼパワーを持たず、周辺部で正のパワー
を有する非球面を少なくとも一方のレンズ面に用いるこ
とにより、主として軸外の光束を効率よく後段の光学系
に入射させるというコンデンサレンズとしての機能を十
分に果たしつつ、コンデンサレンズ自身のレンズ厚を小
さくしてレンズを軽量化できるばかりでなく、光学系全
体の小型化をも達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明にかかるコンデンサレンズを適用し
た第1の実施形態を示す結像光学系の説明図である。
【図2】 図1の結像光学系の数値構成を説明するため
のレンズ図である。
【図3】 図1の結像光学系の諸収差図である。
【図4】 この発明にかかるコンデンサレンズを適用し
た第2の実施形態を示す内視鏡対物レンズのレンズ図で
ある。
【図5】 図4の内視鏡対物レンズの諸収差図である。
【符号の説明】
L1 第1結像レンズ系 L2 第2結像レンズ系 Lc コンデンサレンズ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一方のレンズ面が、中心部で
    ほぼパワーを持たず、周辺で正のパワーを持つ非球面と
    して形成されていることを特徴とするコンデンサレン
    ズ。
  2. 【請求項2】 一方のレンズ面が前記非球面であり、他
    方のレンズ面が平面であることを特徴とする請求項1に
    記載のコンデンサレンズ。
  3. 【請求項3】 両方のレンズ面が前記非球面として形成
    されていることを特徴とする請求項1に記載のコンデン
    サレンズ。
  4. 【請求項4】 前記非球面は、近軸の曲率半径が無限大
    であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の
    コンデンサレンズ。
  5. 【請求項5】 一次像面を形成する第1の結像レンズ系
    と、 前記一次像を再結像させて二次像面を形成する第2の結
    像レンズ系と、 前記第1、第2の結像レンズ系の間に配置され、少なく
    とも一方のレンズ面が中心部でほぼパワーを持たず周辺
    で正のパワーを持つ非球面として形成され、前記第1の
    結像レンズ系を射出した光を前記第2の結像レンズ系に
    取り込ませるコンデンサレンズとを備えることを特徴と
    する結像光学系。
  6. 【請求項6】 前記コンデンサレンズは、両方のレンズ
    面が前記非球面として形成されていることを特徴とする
    請求項5に記載の結像光学系。
  7. 【請求項7】 前記コンデンサレンズは、前記第1の結
    像レンズ系の結像位置付近に配置されていることを特徴
    とする請求項5に記載の結像光学系。
  8. 【請求項8】 対象物の像を受像平面上に形成する結像
    光学系において、主として結像作用を有する結像レンズ
    群と、該結像レンズ群から射出される光束を前記受像平
    面に対してテレセントリックな状態とするコンデンサレ
    ンズとを備え、前記コンデンサレンズは、前記結像レン
    ズ系側のレンズ面が中心部でほぼパワーを持たず周辺で
    正のパワーを持つ非球面であり、前記受像平面側のレン
    ズ面が平面であることを特徴とする結像光学系。
JP18667996A 1996-06-27 1996-06-27 コンデンサレンズおよびこれを用いた結像光学系 Withdrawn JPH1010426A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18667996A JPH1010426A (ja) 1996-06-27 1996-06-27 コンデンサレンズおよびこれを用いた結像光学系

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18667996A JPH1010426A (ja) 1996-06-27 1996-06-27 コンデンサレンズおよびこれを用いた結像光学系

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1010426A true JPH1010426A (ja) 1998-01-16

Family

ID=16192758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18667996A Withdrawn JPH1010426A (ja) 1996-06-27 1996-06-27 コンデンサレンズおよびこれを用いた結像光学系

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1010426A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010040969A (ja) * 2008-08-08 2010-02-18 Yoshizumi Fukui モールドコイルの製造方法
US9261765B2 (en) 2012-02-02 2016-02-16 Mitsubishi Electric Corporation Light converging optical system and projection-type image display apparatus
CN112230376A (zh) * 2020-10-30 2021-01-15 诚瑞光学(苏州)有限公司 摄像光学镜头
CN112230377A (zh) * 2020-10-30 2021-01-15 诚瑞光学(苏州)有限公司 摄像光学镜头

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010040969A (ja) * 2008-08-08 2010-02-18 Yoshizumi Fukui モールドコイルの製造方法
JP4718591B2 (ja) * 2008-08-08 2011-07-06 義純 福井 モールドコイルの製造方法
US9261765B2 (en) 2012-02-02 2016-02-16 Mitsubishi Electric Corporation Light converging optical system and projection-type image display apparatus
CN112230376A (zh) * 2020-10-30 2021-01-15 诚瑞光学(苏州)有限公司 摄像光学镜头
CN112230377A (zh) * 2020-10-30 2021-01-15 诚瑞光学(苏州)有限公司 摄像光学镜头
CN112230377B (zh) * 2020-10-30 2021-09-24 诚瑞光学(苏州)有限公司 摄像光学镜头
CN112230376B (zh) * 2020-10-30 2021-10-01 诚瑞光学(苏州)有限公司 摄像光学镜头

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3625923B2 (ja) レトロフォーカス型レンズ
JP3547103B2 (ja) 広角結像レンズ
JP3769373B2 (ja) 明るい広角レンズ
US7054072B2 (en) Zoom lens system
JP3062735B2 (ja) 非球面レンズを用いた超広角レンズ系
JP3559623B2 (ja) 結像レンズ
US20120147480A1 (en) Zoom lens system
JP3983855B2 (ja) 撮影レンズ
JP3397439B2 (ja) 結像レンズ
JP2016075860A (ja) 顕微鏡結像レンズ、顕微鏡装置、及び、撮像光学系
JPH1152228A (ja) 広角レンズ
JP2004085600A (ja) 広角ズームレンズ系
JP6569748B2 (ja) 光学系、光学機器及び光学系の製造方法
JP3206930B2 (ja) 内視鏡対物レンズ
JP3725276B2 (ja) 結像レンズ
JPH1020189A (ja) 内視鏡対物レンズ
US8456748B2 (en) Zoom lens system and electronic imaging apparatus using the same
JP3140841B2 (ja) 内視鏡用対物光学系
JP2572237B2 (ja) バックフォーカスの長い広角レンズ
JPH10293246A (ja) レトロフォーカス型レンズ
JP3642465B2 (ja) 電子スチルカメラ用撮影レンズ
JP4153710B2 (ja) 3群ズーム光学系
JP3426378B2 (ja) 内視鏡対物レンズ
JP3752025B2 (ja) 大口径超広角レンズ系
JP5006627B2 (ja) 光学系及びそれを有する光学機器

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041012

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20041215

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A761 Written withdrawal of application

Effective date: 20050224

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761