JPS60163015A - 球面収差の補正方法 - Google Patents
球面収差の補正方法Info
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- JPS60163015A JPS60163015A JP1917584A JP1917584A JPS60163015A JP S60163015 A JPS60163015 A JP S60163015A JP 1917584 A JP1917584 A JP 1917584A JP 1917584 A JP1917584 A JP 1917584A JP S60163015 A JPS60163015 A JP S60163015A
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- Japan
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- lens
- refractive index
- optical axis
- spherical aberration
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
- G02B9/02—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having one + component only
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は収差補正方法、特に球面収差を良好に補正する
収差補正方法に関するものである。
収差補正方法に関するものである。
従来より、球面収差を補正する方法として、レンズ面に
非球面を用いる方法が知られている。
非球面を用いる方法が知られている。
然しなから非球面を用いると、レンズのコストが高くな
り、且つ製造も困難であり、従って非球面の使用は望ま
しくない。又、光軸を中心として屈折率が変化する、い
わゆる屈折率分布型のレンズに於いては、一枚のレンズ
構成で本球面収差の補正は可能であるが、屈折の割合を
大（１） きく変化させて球面収差を補正する為には、光軸上の肉
厚が大きくなり、従ってレンズが大型化すると言う難点
がある。
り、且つ製造も困難であり、従って非球面の使用は望ま
しくない。又、光軸を中心として屈折率が変化する、い
わゆる屈折率分布型のレンズに於いては、一枚のレンズ
構成で本球面収差の補正は可能であるが、屈折の割合を
大（１） きく変化させて球面収差を補正する為には、光軸上の肉
厚が大きくなり、従ってレンズが大型化すると言う難点
がある。
本発明の目的は、上記難点を改良し、従来にない方法で
、球面収差を良好に補正する方法を提供することにある
。
、球面収差を良好に補正する方法を提供することにある
。
本発明に係る収差補正方法に於いては、光軸を中心とし
て半径方向に屈折率が変化する屈折率分布型レンズと均
質媒質より成るレンズを、レンズの有効径内の所定の位
置で屈折率が等しくなる様にし、その他の有効径内の位
置では、両レンズ間に球面収差を補正する様々屈折率差
を与える本のである。この屈折率が―しくなる位置は光
軸上であっても良いが、光軸から婢れた位置であると屈
折本分布型レンズと均質媒質より成るレンズの屈折率の
大小関係をこの位置を境として逆転せしめることが出来
、レンズ設計上の自由度が大幅に増すことから上記目的
を達成するのに有利である。以下、本発明に関して詳述
する。
て半径方向に屈折率が変化する屈折率分布型レンズと均
質媒質より成るレンズを、レンズの有効径内の所定の位
置で屈折率が等しくなる様にし、その他の有効径内の位
置では、両レンズ間に球面収差を補正する様々屈折率差
を与える本のである。この屈折率が―しくなる位置は光
軸上であっても良いが、光軸から婢れた位置であると屈
折本分布型レンズと均質媒質より成るレンズの屈折率の
大小関係をこの位置を境として逆転せしめることが出来
、レンズ設計上の自由度が大幅に増すことから上記目的
を達成するのに有利である。以下、本発明に関して詳述
する。
（２）
第１図は本発明に係る補正方法を適用した貼り合わせレ
ンズの一実施例を示すものである。
ンズの一実施例を示すものである。
１け均質媒質のレンズ、２は光軸を中心に半径方向に屈
折率が徐々に低下する様な変化を有するりＢ折本分布型
レンズを示す。該２枚のレンズ（１，２）は、光軸上で
等しい屈折率を有するもので、従って貼り合わせ面の光
軸近傍Ａでは屈折率差がほとんど無い為に、光束の屈折
はほとんど起らないが、光軸から離れた点Ｂでは、屈折
率差の為に屈折が起こる。このことは貼り合わせ面に於
いて光軸近傍Ａに比して光軸から離れた点程、光栄の１
■折角が大きくなるもので、各礫高に於ける軸外光束を
所望の方向に導ひくことが出来、１枚のレンズであって
も球面収差を良好に補正することが出来る。尚、前記レ
ンズ２は、 Ｎ＝Ｎｏ’ ＋ｌＪ、’ｈ２＋ＮＱｈ’ ＋Ｎ％ ｈ’
＋ −・・・に従って、屈折率Ｎが変化する。ここで
”０１ ＮＣＩＮ’ｓ ＋ ＊ 、・け定数、ｈは光軸
からの距離を示すもので、光軸ヒでの１（＠折率はＲ６
である。
折率が徐々に低下する様な変化を有するりＢ折本分布型
レンズを示す。該２枚のレンズ（１，２）は、光軸上で
等しい屈折率を有するもので、従って貼り合わせ面の光
軸近傍Ａでは屈折率差がほとんど無い為に、光束の屈折
はほとんど起らないが、光軸から離れた点Ｂでは、屈折
率差の為に屈折が起こる。このことは貼り合わせ面に於
いて光軸近傍Ａに比して光軸から離れた点程、光栄の１
■折角が大きくなるもので、各礫高に於ける軸外光束を
所望の方向に導ひくことが出来、１枚のレンズであって
も球面収差を良好に補正することが出来る。尚、前記レ
ンズ２は、 Ｎ＝Ｎｏ’ ＋ｌＪ、’ｈ２＋ＮＱｈ’ ＋Ｎ％ ｈ’
＋ −・・・に従って、屈折率Ｎが変化する。ここで
”０１ ＮＣＩＮ’ｓ ＋ ＊ 、・け定数、ｈは光軸
からの距離を示すもので、光軸ヒでの１（＠折率はＲ６
である。
（５）
斯様な補正方法は、光の転送と所定の入射高の光束には
屈折作用を及ぼさず、その他の光束に対しては屈折作用
を及ぼす様な屈折方の変化とを利用して球面収差を補正
している本ので、従来の方法に比して、光軸上の肉１雫
を蹟くすることが出来、又、非球面を使用しないで済ま
せることが出来る。
屈折作用を及ぼさず、その他の光束に対しては屈折作用
を及ぼす様な屈折方の変化とを利用して球面収差を補正
している本ので、従来の方法に比して、光軸上の肉１雫
を蹟くすることが出来、又、非球面を使用しないで済ま
せることが出来る。
次に、光軸から離れた位置で１ｍ折率を等しくした場合
について説明する。光軸を中心として半径方向（！軸を
垂直方向）のある点で悔しい屈折率を持つようにし友均
−ガラスと、屈折率分布型レンズの貼り合わせでは接合
面では次のようになる。
について説明する。光軸を中心として半径方向（！軸を
垂直方向）のある点で悔しい屈折率を持つようにし友均
−ガラスと、屈折率分布型レンズの貼り合わせでは接合
面では次のようになる。
Ｎ’ｉｉｎ、θ’＝Ｎ’（ｈｌｓｉｎθ′但しＮはガラ
スの屈折率、θはガラスから屈折率分布型レンズへの入
射角、Ｎ’（ｈ）は光軸からの半径方向の距ｉｍｈに依
存する屈折率分布型レンズの屈折率、θ′は屈折率分布
型レンズ内への射出角となる。これＫより （４） θ′は半径方向の距＃ｈによって様々に変化する。
スの屈折率、θはガラスから屈折率分布型レンズへの入
射角、Ｎ’（ｈ）は光軸からの半径方向の距ｉｍｈに依
存する屈折率分布型レンズの屈折率、θ′は屈折率分布
型レンズ内への射出角となる。これＫより （４） θ′は半径方向の距＃ｈによって様々に変化する。
このことｆ第２図によって説明すると次のようになる。
ズである。５けレンズの光軸を、６は貼り今わせの境界
面を示してお抄、簡単のために境界面６を平面と仮宇す
る。今り点においてレンズ（Ｓ、４）が等しい屈折率を
持つとし、レンズ■の屈折率Ｎ／ （ｈ）が光軸から剪
れるに従い屈折率が小きくなるとする。境界面６に入射
した光線はＤ点では屈折せず境界面を直進するが、０点
、ｍ点では斤いに逆の方向に入射光束が導ひかれる様に
屈折がおこる。このよりな現象はガラス同志の貼合わせ
では起こらないことでありこの特性を利用すると設計上
の自由度が増しレンズ系の設計には有利である。
面を示してお抄、簡単のために境界面６を平面と仮宇す
る。今り点においてレンズ（Ｓ、４）が等しい屈折率を
持つとし、レンズ■の屈折率Ｎ／ （ｈ）が光軸から剪
れるに従い屈折率が小きくなるとする。境界面６に入射
した光線はＤ点では屈折せず境界面を直進するが、０点
、ｍ点では斤いに逆の方向に入射光束が導ひかれる様に
屈折がおこる。このよりな現象はガラス同志の貼合わせ
では起こらないことでありこの特性を利用すると設計上
の自由度が増しレンズ系の設計には有利である。
特にレンズ系の一部に用いる場合はガラスと屈折率分布
型レンズの境界面での屈折現象に加えて、屈折率分布型
レンズ中での光線の曲がり（５） を考えることができ、より自由度が得られる。
型レンズの境界面での屈折現象に加えて、屈折率分布型
レンズ中での光線の曲がり（５） を考えることができ、より自由度が得られる。
特にレンズ系の中に用いた場合には、貼合せ九ガラスと
屈折率分布型レンズは特に互いに打ち消し合う収差を持
つ必要はなく、レンズ系の中で発生する収差を境界面で
の屈折現象と、屈折率分布型レンズ内での光線の転送と
を考慮に入れながら収差をキャンセルしていれば充分で
ある。
屈折率分布型レンズは特に互いに打ち消し合う収差を持
つ必要はなく、レンズ系の中で発生する収差を境界面で
の屈折現象と、屈折率分布型レンズ内での光線の転送と
を考慮に入れながら収差をキャンセルしていれば充分で
ある。
第３図は、本発明に係る収差補正方法を適用したレンズ
系の一実施例を示す図である。レンズ系は物界側より、
物が側に凸なる面を向けた二 正のメノスカスレンズ１、両凹レンズ■、物界側に凸な
る形状の平凸レンズＮ１と、像界側に凸なる平凸形状で
屈折率分布を有するレンズ■。
系の一実施例を示す図である。レンズ系は物界側より、
物が側に凸なる面を向けた二 正のメノスカスレンズ１、両凹レンズ■、物界側に凸な
る形状の平凸レンズＮ１と、像界側に凸なる平凸形状で
屈折率分布を有するレンズ■。
との貼り合わせより成り、全体として両凸形状の貼り合
わせレンズ曹、及び絞りＷが順次配されている。このレ
ンズ系のデータを以下に示す。
わせレンズ曹、及び絞りＷが順次配されている。このレ
ンズ系のデータを以下に示す。
但し１は全系の焦点距離、’Ｎｏは？ナンバー。
Ｒ１は物界側より数えて第１面の曲率半径、Ｄｌは同じ
く第１面と＠ｉ＋１面との間の軸上肉厚（６） 又は空気間隔、Ｎ１け物界側より数えて１番目のレンズ
の屈折率、ν１は同じくアツベ数を示す。
く第１面と＠ｉ＋１面との間の軸上肉厚（６） 又は空気間隔、Ｎ１け物界側より数えて１番目のレンズ
の屈折率、ν１は同じくアツベ数を示す。
Ｆ＝４４，５９９９５ ＦＮＯ＝１ ：４．０Ｆｔ１＝
１０．１５１ ＤＩ＝３．１８ １Ｊ１＝１．７７２
５０ シ１＝４９．６Ｒ２＝ １４．１０９ Ｄ２＝１
．５４Ｒ５＝−１９，４９１Ｄ５＝０．６５ Ｎ２＝１
．７２１５１ ν２＝２９．２Ｒ４＝ １１，２１４
Ｄ４＝０．４５Ｒ５＝ １６．４９７ Ｄ５＝１．４４
Ｎ５＝１．８０４４０ シ５＝５９．６Ｒ６＝ ０．
０ Ｄ６＝１．４０ Ｒ７＝−Ｌ６．４９７ Ｄ７＝１．２４ Ｎ４＝屈折率
分布Ｒ８＝ ０＋０ 屈折率分布型レンズ■、の屈折率Ｎ４；Ｎ、＝ＮＱ−＋
−Ｎｉ ｈ”＋Ｎ’、 ｈ’ ＋Ｎ′ｓｈ”＋ＮＱ ｈ
’ ＋ 、 、、 ＠Ｎ４＝１．ａｏ４４゜ Ｎ′１＝ ０．０ Ｎ６ ＝ Ｆ３．６４ ａｓｓ × １ ｏ−’Ｎ’、
、＝−ｓ、ｏｓｓ ５７ メ １０−７鴫＝ ６．６５
７５９×’ＩＯ” ＮＱ＝Ｎ’６：、、、＝Ｏ＋口 （７） 第４図は、第５図に示すレンズ系の球面収差を示す。本
願の球面収差の補正の効果を示す為に、＃！３図に示す
レンズ系に於いて、レンズ■。
１０．１５１ ＤＩ＝３．１８ １Ｊ１＝１．７７２
５０ シ１＝４９．６Ｒ２＝ １４．１０９ Ｄ２＝１
．５４Ｒ５＝−１９，４９１Ｄ５＝０．６５ Ｎ２＝１
．７２１５１ ν２＝２９．２Ｒ４＝ １１，２１４
Ｄ４＝０．４５Ｒ５＝ １６．４９７ Ｄ５＝１．４４
Ｎ５＝１．８０４４０ シ５＝５９．６Ｒ６＝ ０．
０ Ｄ６＝１．４０ Ｒ７＝−Ｌ６．４９７ Ｄ７＝１．２４ Ｎ４＝屈折率
分布Ｒ８＝ ０＋０ 屈折率分布型レンズ■、の屈折率Ｎ４；Ｎ、＝ＮＱ−＋
−Ｎｉ ｈ”＋Ｎ’、 ｈ’ ＋Ｎ′ｓｈ”＋ＮＱ ｈ
’ ＋ 、 、、 ＠Ｎ４＝１．ａｏ４４゜ Ｎ′１＝ ０．０ Ｎ６ ＝ Ｆ３．６４ ａｓｓ × １ ｏ−’Ｎ’、
、＝−ｓ、ｏｓｓ ５７ メ １０−７鴫＝ ６．６５
７５９×’ＩＯ” ＮＱ＝Ｎ’６：、、、＝Ｏ＋口 （７） 第４図は、第５図に示すレンズ系の球面収差を示す。本
願の球面収差の補正の効果を示す為に、＃！３図に示す
レンズ系に於いて、レンズ■。
をレンズ岨の屈折率と同一の屈折率で形成し友均質レン
ズ（屈折率を変化させた以外のデータは全て同じ）とし
た場合のレンズ系の球面収差を第５図に示す。第４図及
び第５図に示される球面収差のスケールは同一であり、
この図の比較より、本願発明に係る球面収差補正方法を
用いると、球面収差を良好に補正できることが明らかで
ある。
ズ（屈折率を変化させた以外のデータは全て同じ）とし
た場合のレンズ系の球面収差を第５図に示す。第４図及
び第５図に示される球面収差のスケールは同一であり、
この図の比較より、本願発明に係る球面収差補正方法を
用いると、球面収差を良好に補正できることが明らかで
ある。
第６図及び第７図は、第３図に示す貼り合わせレンズ曹
の、各レンズ（ｕｔ、、ｎＵの球面収差を示す図で、第
６図がレンズＩＩＩ、の、第７図がレンズもの球面収差
を示している。第６図及びｆ４７図より明らかな如く、
各々のレンズの球面収差は共に同じ方向の球面収差を有
している。
の、各レンズ（ｕｔ、、ｎＵの球面収差を示す図で、第
６図がレンズＩＩＩ、の、第７図がレンズもの球面収差
を示している。第６図及びｆ４７図より明らかな如く、
各々のレンズの球面収差は共に同じ方向の球面収差を有
している。
以上述べた如く、本発明に係る球面収差補正方法に於い
ては、均質レンズと不均質レンズとを所定の関係を持友
せて組み合わせることによ（８） り球面収差を良好に補正するものである。
ては、均質レンズと不均質レンズとを所定の関係を持友
せて組み合わせることによ（８） り球面収差を良好に補正するものである。
第１図及び第２図は各々本発明に係る方法を適用し九貼
り合わせレンズを説明する為の図、第５図は、本発明に
係る方法を用いた１／ンズ系の一実施例を示す図、第４
図は第５図に示すレンズ系の球面収差を示す図、第５図
は第３図に示すレンズ系の屈折率分布型レンズを均質レ
ンズでｆ換した場合の球面収差を示す図、第６図は第３
図で示すレンズ系のレンズ■１の球面収差を示す図、第
７図は第５図で示すレンズ系のレンズ■、の球面収差を
示す図。 １．３・・φ・均質レンズ ２．４・・・・屈折率分布型レンズ ５・・・・光軸 ６・・・・境界面 （９） Ｆ ／４． ｏ Ｆ／４． 。 速ｆｌ収差 抹面Ｕ又差 μ／ｚ、４ Ｆ／ｚ、４ 鷲面収差
り合わせレンズを説明する為の図、第５図は、本発明に
係る方法を用いた１／ンズ系の一実施例を示す図、第４
図は第５図に示すレンズ系の球面収差を示す図、第５図
は第３図に示すレンズ系の屈折率分布型レンズを均質レ
ンズでｆ換した場合の球面収差を示す図、第６図は第３
図で示すレンズ系のレンズ■１の球面収差を示す図、第
７図は第５図で示すレンズ系のレンズ■、の球面収差を
示す図。 １．３・・φ・均質レンズ ２．４・・・・屈折率分布型レンズ ５・・・・光軸 ６・・・・境界面 （９） Ｆ ／４． ｏ Ｆ／４． 。 速ｆｌ収差 抹面Ｕ又差 μ／ｚ、４ Ｆ／ｚ、４ 鷲面収差
Claims (1)
- （１） 光軸から離れるに従って、半径方向で屈折率の
変化する屈折率分布型レンズと、均質媒質より成るレン
ズを貼り合わせ、レンズの有効径内の所定の位置で両レ
ンズの屈折率を等しく成らしめることにより球面収差を
補正する事を特徴とする球面収差の補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1917584A JPS60163015A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | 球面収差の補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1917584A JPS60163015A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | 球面収差の補正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60163015A true JPS60163015A (ja) | 1985-08-24 |
Family
ID=11992010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1917584A Pending JPS60163015A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | 球面収差の補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60163015A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62187314A (ja) * | 1986-02-13 | 1987-08-15 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光デイスク用レンズ |
| US4755039A (en) * | 1984-06-18 | 1988-07-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Focusing lens |
| US4852981A (en) * | 1985-05-31 | 1989-08-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging lens system comprising a distributed index lens and a plano-convex lens |
| US4964703A (en) * | 1985-11-22 | 1990-10-23 | Canon Kabushiki Kaishi | Image-forming lens |
| US5059005A (en) * | 1989-08-24 | 1991-10-22 | Olympus Optical Co., Ltd. | Objective lens system for microscopes |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5859420A (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-08 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 組合せレンズ |
-
1984
- 1984-02-03 JP JP1917584A patent/JPS60163015A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5859420A (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-08 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 組合せレンズ |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4755039A (en) * | 1984-06-18 | 1988-07-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Focusing lens |
| US4852981A (en) * | 1985-05-31 | 1989-08-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging lens system comprising a distributed index lens and a plano-convex lens |
| US4964703A (en) * | 1985-11-22 | 1990-10-23 | Canon Kabushiki Kaishi | Image-forming lens |
| JPS62187314A (ja) * | 1986-02-13 | 1987-08-15 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光デイスク用レンズ |
| US5059005A (en) * | 1989-08-24 | 1991-10-22 | Olympus Optical Co., Ltd. | Objective lens system for microscopes |
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