JPS6365416A

JPS6365416A - 広角読取りレンズ

Info

Publication number: JPS6365416A
Application number: JP61210390A
Authority: JP
Inventors: Jun Hirakawa; 純平川; Yasunori Arai; 新井　保則
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1986-09-05
Filing date: 1986-09-05
Publication date: 1988-03-24
Also published as: US4781449A

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。

Description

【発明の詳細な説明】ａ、技術分野この発明は、ファクシミリ、イメージスキャナー等の光
学系に用いられる読取りレンズに関するものであり、具
体的には１口径比１：４．５〜５．６程度、半画角は２
８°から３０°程度の広い角度を含む読取りレンズであ
る。

ｂ、従来技術及びその問題点原稿の像をＣＣＤ等の撮像素子に縮小結憬させるタイプ
のファクシミリ、イメージスキャナー等に用いられる読
取りレンズは、使用される結像倍率において高い解像力
を持っていること１周辺光量が多いこと、歪曲収差は小
さいことが要求される。

従来１以上の要求を満足するものとして、ガウスタイプ
やテツサータイプ、エルノスタータイプのレンズが提供
されている。（例えば、特公昭６０−４９８８４号、特
公昭６０−５１０９０号、特開昭５９−９０８１０号等
）ところが、近年は更に、装置自体のコンパクト化を図る
ために、この種のレンズとして原稿から撮像素子までの
距離が短くなるよう広い角度を含むレンズが要求される
ようになった。また、低価格化の要求もあり、レンズ構
成枚数の低減も必要となっている。

前述のガウスタイプやテツサータイプで、高い性能を維
持できるのは、精々半画角２０°程度で、これを半画角
３０°程度まで広げると、非点隔差。

像面湾曲の補正ができないのに加え、開口効率を１００
％確保しても、周辺光量はｃｏｓ’ωの法則により大き
く低下するという問題がある。

また、広角ファクシミリ用レンズとしては、特公昭６０
−３２８５２号や特開昭６０−９５４１６号があるが、
これらのレンズは１口径比を１　：　２．８としている
ために、６枚構成とレンズ枚数が多く、コストの高いも
のであった。

Ｃ０発明の目的本発明は、上述の点に鑑みなされたものであり、口径比
１：４．５〜５．６程度の、半画角３０’程度まで良好
な性能を有すると共に、周辺光量の低下を防ぐために開
口効率１００％以上を有する、４群４枚と簡易な構成の
広角読取りレンズを提供するものである。

ｄ０発明の構成本発明は、上記の目的を達成するために、第１レンズに
物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを配したレト
ロフォーカスタイプとすることにより、開口効率を高く
して周辺光量を増大させると共に、後の群への軸外光の
入射角度を小さくして、広角化を達成したものであり、
そのレンズ構成は、物体側から順に、物体側に凸面を向
けた負メニスカスレンズの第１レンズと、物体側に強い
凸面を向けた正レンズの第２レンズと、負レンズの第３
レンズと、像側に強い凸面を向けた正レンズの第４レン
ズとから成り、以下の条件を満足して構成したことを特
徴とする。

（１）−２，Ｏｆ　　≦　ｆユ≦−０，７５ｆ’Ｎｚｔ
ν４≧３５（３）ｄ□〜７≦０．８５　ｆただし、ｆは全体の焦点距離、ｆ□は第１レンズの焦点
距離、ｎｉは第ｉレンズのｄ−１ｉｎｅの屈折率。

νｉは第ｉレンズのアツベ数、ｄ１〜７は第１レンズの
物体側の面から第４レンズの像側の面までの間隔である
。

本発明は、上述のように構成することにより目的とする
レンズを得ることができるものであるが。

更に性能を良好に保つためには、以下の条件を満足する
ことが望ましい。

（４）ｄ２　≦　０．２０　ｆ（５）０．３ｆ　　≦　ｒ、≦　０．８ｆ（６）ｎ□（
１，６０（７）ν、＜３０ただし、ｄ２は第１レンズと第２レンズの空気間隔、ｒ
、は第２レンズの物体側の面の曲率半径である。

０１作用次に、上記各条件について説明する。

（１）の条件は第１レンズのパワーに関する条件で、後
ろの群へ入射する軸外光束の角度を小さくすることによ
り、広い画角に対して高い性能を確保すると共に、レン
ズタイプをレトロフォーカスタイプとすることで大きな
開口効率を得ようとするものである。従って、この条件
（１）の下限値を越えて第１レンズのパワーを弱くする
と、目的とする広角化を達成できなくなる。逆に上限値
を越えて負のパワーを強くすると、第１゛レンズの第２
面（ｒ２）において内方コマフレアーが大きく発生し、
後のレンズで補正が困難になる。

（２）の条件は第２．第４レンズの硝材の範囲を規制す
る条件である。この２つのレンズは全体のパワーを支配
するレンズであり、正の大きなパワーを持っているため
、この第２．第４レンズには屈折率の高い硝材を配する
ことにより、ペッツバール和を小さく押え、像面湾曲を
小さくする二バール和が大きくなり、像面が物体側に曲
がることとなる。更に、低い屈折率で同じパワーを得る
ためには、各面の曲率を強くせざるを得ず、球面収差、
コマ収差の発生の原因となり好ましくない。

また、第２．第４レンズの硝材に関して、分散について
はアツベ数の大きいものを使用することにより、色収差
の発生を押え、負の第３レンズによる色収差の補正を可
能としている。従って、第２、第４レンズに条件ν２．
ν、≧３５の下限値を越えるアツベ数の小さい硝材を用
いると１色収差の補正が困難になる。

（３）の条件はレンズの全長に関する条件である。読取
り用レンズは、周辺光量を確保したいので、絞り以外の
部分で光束を制限することは望ましくない。従って、条
件の値を越えて全長が大きくなると、必然的にレンズの
径を大きくせざるを得す、また、軸外光はレンズの径の
高い所を通るので、高次の非点隔差や歪曲収差を発生す
る要因となり望ましくない。

（４）〜（７）の条件は、より性能を良好に保つための
条件である。以下、これらの条件について説明する。

（４）の条件は第１レンズと第２レンズの空気間隔を規
制する条件で、上限値を越えて大きくすると、軸外光を
取り込むために第１レンズは大きくならざるを得す１倍
率色収差を発生する原因となるばかりでなく、第２レン
ズへの入射高も高くなり、高次の球面収差を発生する要
因となり望ましくない。

（５）の条件は第２レンズの物体側の面（ｒ、）の曲率
半径を規制する条件である。この面は第７面（ｒ７）と
共に正の球面収差を大きく発生する面である。この面（
ｒ、）では第２面（ｒ２）で発生した負の球面収差を補
正する訳であるが、（５）の条件はこの補正可能な範囲
を示すものであり、上限値を越えて曲率をゆるくすると
、正の球面収差の発生は不充分となり、またコマフレア
ーが発生する。逆に下限値を越えて曲率を強くすると、
正の大きな球面収差が発生すると共に、高次の球面収差
発生の原因となる。

（６）の条件は条件（１）、（２）と共に像面平坦化の
条件で、負の第１レンズの屈折率を小さく抑えることに
より、ペッツバール和を小さく保つものである。

（７）の条件は色収差補正の条件で、正の第２゜第４レ
ンズで発生する色収差を負の第３レンズのアツベ数を小
さくとることにより補正することを示す。

ｆ、実施例以下、本発明の実施例１〜５のデータを示す。

ここで、ｆは全体の焦点距離、ＦＮｏは口径比、Ｍは倍
率、ｒはレンズ各面の曲率半径、ｄは各レンズの肉厚ま
たは空気間隔、ｎは各レンズのｄ−１ｉｎｅの屈折率、
νは各レンズのアツベ数である。尚。

各実施例の数値で第９面と第１０面は、撮像素子上に設
けられたカバーガラスである。

〔実施例１〕ｆ　＝＝ｔｏｏ、ｏ　　　　　ｌ”Ｎｏ＝　１　：　５
．６Ｍ＝−０，１２Ｘ面Ｎａ　　　　ｒ　　　　　ｄ　　　　ｎ　　　　　ν
１　　６１．７７８　　７，０４　１．５１６３３　６
４．１２　　３３．５６６　　１５．０８３　　４１．２８３　　１０．６４　１．７７２５０　
４９．７４　−９３９．４５６　　９．９８５　−１２０．１３７　　６．３４　１．８０５１８　
２５．４６　　４９．５０７　　６．９９７　　２０６．７９９　　１６．３４　１．７７２５０
　４９．７８　　−５７．６０８　　９３．８０９　　　１１０　　　４．９３　　　カバーガラスｉｏ
　　　　ｏ。

ｆユ　＝−１５５，７４ｄ１〜．＝　　７２．４０１〔実施例２〕ｆ　＝１００．ＯＦＮｏ＝　１　：　５．６Ｍ＝　−０
，１１２Ｘ面Ｈａ　　　　ｒ　　　　　ｄ　　　　ｎ　　　　ν１
　　７２．８０５　　８．１１　１．５１６３３　６４
．１２　　３０．１７９　　１４．３５３　　５０．４４２　　１４．６７　１．７７２５０　
４９．７４　−１５９．５７８　　７．２１５　　−８１．８８９　　８．１１　１．８０５１８　
２５．４６　　７３．７７６　　２．８９７　−４８５．６６７　　１５．９８　１．７７２５０
　４９．７８　　−４２．８５９　１０９．９０９　　　　ｃＸ）　　　　６．３１　　　カバーガラス
ｆ、　　＝−１０６，７４６ｄ　、、、、　：　　７１．３１７〔実施例３〕ｆ　＝１００．ＯＦ　Ｎｏ＝　１　：　４．５Ｍ＝−〇
、１１２Ｘ面Ｎα　　　ｒ　　　　　ｄ　　　　ｎ　　　　ν１　
　７５．１２６　　８．０Ｂ　　１．５１６３３　６４
．１２　　３５、ＧＯ７１３，３８３５２，３３４１２，９３１，８０４００４６，６４−
２２４，９９１７，１８５−５８，４８３８，ＱＢ　　１．８０５１８　２５．
４６　　８２．５８５　　１．７１７　−１１４１．５０８　　１７，２４　１．８０４０
０　４６．６８　　−４２．２５３　１０６．７０９　　　００　　　６．２８　　　カバーガラス１０　
　　　■ ｆ　１ニー１４３．２６０ｄ１〜．＝　　６８．５８２〔実施例４〕ｆ　＝１００．ＯＦ、、＝　１　：　５．ＯＭ＝　−０
，１１２Ｘ面Ｎａ　　　　ｒ　　　　　ｄ　　　　ｎ　　　　　ｖ
ｌ　　　４０．５６７　　１０．０９　１．４Ｂ７４９
　７０．１２　　２３．８２２　　１３．６５３　　５９．６２４　　１２．６０　１．７９９５２　
４２．２４　−１３８．１９８　　６．０２５　　−８３．７８２　　４．０４　１．８４６６６　
２３．９６　　８３．７８２　　２．０２７　−１１４．１９８　　１７．９７　１．７７２５０
　４９．７８　　−３６．１７８　１１０．４０９　　　ψ　　　２．８３　　　カバーガラス１０　　
　　　　　ψ ｆ、　　＝−１４７，５４１ｄ１〜．＝　　６６．３７９〔実施例５〕ｆ　＝１００．ＯＦＮＯ＝　１　：　４．５Ｍ＝−０，
１１２Ｘ面Ｎａ　　　　ｒ　　　　　ｄ　　　　ｎ　　　　ν１
　　５３．９１７　　８．０９　１．４９１８６　５７
．４２　　２９．１００　　１５．５０３　　６２．３２４　　１２．０９　１．８３４８１　
４２．７４　−１９９．０２６　　７．１９５　　−７１．５２０　　８．０９　１．８０５１８　
２５．４６　　８９．３９１　　２．０６７　−２２８．９００　　１５．７４　１．８０４００
　４６．６８　　−４０．２４９　１１０．０９９　　　ω　　　６．２９　　　カバーガラスｆ１＝−
１４４，０１５ｄ、〜、＝　　６８．７６８ｇ、効果以上説明したように本発明によれば、レトロフォーカス
タイプとすることにより、開口効率を高くして周辺光量
を増大させると共に、後の群への軸外光の入射角度を小
さくして、広角化を達成したばかりでなく、諸収差図よ
り明らかなように、４群４枚という簡単な構成にも拘ら
ず、広い角度にわたり性能良好なファクシミリ等に好適
な読取りレンズが得られるものである。

更に、軸外光を絞りの部分のみで規制しているので、開
口効率は１００％以上を得ており１周辺光量の低下を緩
和している。

【図面の簡単な説明】

第１．３，５，７．９図は、それぞれ本発明の実施例１
，２，３，４．５のレンズ断面図である。第２．４，６，８．１０図は、それぞれ実施例１゜２．
３，４，５の使用される倍率での諸収差図である。図中、ｒｌはレンズ各面の曲率半径、ｄｌはレンズ肉厚
または空気間隔、ｙは像高を示す。第１図第２図正弦条件第３図第４　図正弧条件第５　図第６図正弦条件第７図第８　図正弦条件

Claims

【特許請求の範囲】１　物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズの第１レンズと、物体側に強い凸面を向けた正
レンズの第２レンズと、負レンズの第３レンズと、像側
に強い凸面を向けた正レンズの第４レンズとから成り、
以下の条件を満足して構成したことを特徴とする広角読
取りレンズ。（１）−２．０ｆ≦ｆ＿１≦−０．７５ｆ（２）（ｎ＿２＋ｎ＿４）／２≧１．７２ ν＿２、ν＿４≧３５（３）ｄ＿１＿〜＿７≦０．８５ｆただし、ｆは全体の焦点距離、ｆ＿１は第１レンズの焦
点距離、　ｎ＿ｉは第ｉレンズのｄ−ｌｉｎｅの屈折率
、ν＿ｉは第ｉレンズのアッベ数、ｄ＿１＿〜＿７は第
１レンズの物体側の面から第４レンズの像側の面までの
間隔である。２　特許請求の範囲第１項記載の広角読取りレンズにお
いて、更に以下の条件を満足することを特徴とする広角
読取りレンズ。（４）ｄ＿２≦０．２０ｆ（５）０．３ｆ≦ｒ＿３≦０．８ｆ（６）ｎ＿１＜１．６０（７）ν＿３＜３０ただし、ｄ＿２は第１レンズと第２レンズの空気間隔、
ｒ＿３は第２レンズの物体側の面の曲率半径である。