JPH01123209A - 大口径レンズ - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は、カメラの測距装置の投光、受光レンズに用
いられる大口径レンズに関する。

（従来技術） オートフォーカスカメラ等の′ｌｒ！距装置において。

投光、受光レンズには、一般に合成樹脂製の大口径単レ
ンズが用いられている。まず測距光学系の概要を示す、
第５図において１は赤外ＬＥＤなどの投光光源であり、
光源１を発した光束は２の投光レンズにより集光され、
被写体に向は射出される。この光束は被写体で反射され
、投光光学系から基線長りだけ隔たった受光レンズ３に
より光電変換手段４の受光面に集光される。４の出力は
測距信号として利用される。

このような光学系において、十分な測距可能距離あるい
は十分な測距精度を得るためには、投光レンズの口径比
が大きく、照射光量が大であることと、受光レンズが大
口径で受光光量力を大であることが必要である。受光素
子の大きさと受光レンズのコンパクト性との制約から受
光レンズの焦点距離を長くすることはできないため、受
光レンズを大口径化するには口径比を大きくする必要が
ある。

（この発明が解決しようとする問題点）上記のように投
光、受光レンズとも明るいレンズであることが望まれる
が、Ｆｌ、０以下程度の明るさを得ようとすると軸上レ
ンズ厚が大となり、この結果以下の欠点が生じる。

１、レンズ全長すなわちレンズ先端から投光、受光素子
までの長さが大となるため、カメラのレイアウトが大き
く制限され、コンパクト性をそこなうことにもなる。

２、成形時のシゴットタイムが長くなるためコスト高と
なる。従来、非球面を用いることにより。

結像性能を向上させると共にこれらの欠点も改善されて
はいるが、十分ではなかった。

この発明の目的は、投光、受光レンズにおける上述の欠
点を改良し、投光、受光レンズとして十分な口径比と結
像性能を維持しながら、軸上厚及びレンズ全長の小さい
レンズを得ることである。

（この問題点を解決するための手段） この発明のレンズは、合成樹脂製の一枚のレンズであっ
て、光軸方向前後二つの屈折面はそれぞれ中心部の屈折
面Ａ０、Ａ２と周辺部の屈折面Ｂ１゜Ｂ２とからなり、
屈折面Ａ１と８１との境界をなす帯状の段差部と屈折面
Ａ２とＢ２との境界をなす帯状の段差部とにおいて、上
記屈折面Ａ１が屈折面Ｂ１に対して陥没するように、か
つ、屈折面Ａ２がそれぞれ屈折面Ｂ２に対して陥没する
ように連結されていることを特徴とする。

また、これらの屈折面の中、共役距離の長い側の周辺部
の屈折面が、光軸から離れた位置における法線ほど光軸
との交点がレンズより遠ざかる非球面であることが望ま
しい。

（作用） この発明の作用を実施例に即して説明する。

第１図はこの発明の投光、受光レンズの実施例の形状を
示す断面図である。また第２図は周辺部が、第１図にお
ける周辺部と同一の形状をしている従来の投光、受光レ
ンズの断面形状図である。

第１図において屈折面Ｂ０、Ｂ２からなる周辺部に関す
る焦点距離、主点位置などの近軸特性を。

第２図の従来レンズと同一の近軸特性で表わすことにす
る。いまこのようにして表わした屈折面Ｂ１、Ｂ２から
なる周辺部の光軸、焦点距離、共役距離の短い側の主点
位置と、屈折面Ａ１．Ａ、からなる中心部の光軸、焦点
距離、共役距離の短い側の主点位置とがそれぞれ一致し
ていると、共役距離の長い側にある十分遠方の物点に対
して、周辺部による像と中心部による像とがほぼ同じ位
置にできることになる。この作用により第１図に示した
この発明のレンズは第２図に示した従来レンズと近軸的
にほぼ同じ結像作用を有することができる。

一方、共役距離の長い側の主点位置は、実用上、周辺部
と中心部とで一致している必要はない６従って共役距離
の長い側の面において、屈折面Ａ１を屈折面Ｂ、に対し
て境界部で陥没する位置関係に配置できる。このとき中
心部の主点間隔が短縮されるため、付随的に共役距離の
短い側においても屈折面Ａ２が屈折面８つに対して境界
部で陥没する配置になる。このようにしてこの発明のレ
ンズは従来レンズにくらべて軸上厚を短縮することがで
きる。このときレンズ全長が短縮されていることも勿論
である。

またこの発明のレンズにおいては、共役距離の長い側の
周辺部の屈折面を光軸から離れた位置における法線ほど
光軸との交点がレンズより遠ざかる非球面とすることに
より、球面収差を補正すると同時に、光軸方向のサグが
小さくなるため結果としてレンズの軸上厚をより小さく
することが可能となる。

また１段差部による光量損失を少なくするために、共役
距離の長い側の軸上無限遠物点に対して、屈折面Ａ１を
通る光束と屈折面Ａ２を通る光束がほぼ一致するように
、また屈折面Ｂ１を通る光束と屈折面Ｂ２を通る光束が
ほぼ一致するように、前後二つの段差部の位置が整合さ
れていることが望ましい。

なお、段差部の正面形状は円形でも矩形でも良ｂ１゜ （実施例） 以下、この発明の実施例を示す。断面形状図は第１図に
示したものであるが、レンズデータ、収差曲線図は中心
部と周辺部とで別個に記載する。

中心部 面番号　　ｒ　　　　　ｄ　　　　ｎ（Ａ’　）１　ｍ
　　　５５．６８９　３２．４８　１．４８３００２　
　−２９４．８７４ 第１面の非球面係数 Ｋ　＝　　−１，８２６２０ Ａ１＝　　６．９９７３７Ｘ１０−’　　　ＰＬ＝４．
０Ｏ００Ａ２＝−６，８３７７７ｘｌＯ−”　　ｐ２＝
６．００００Ａ　３　＝−１，８７５８２Ｘ１０−１４
Ｐ　３　＝８．０ＯＯＯ周辺部 面番号　　ｒ　　　　　ｄ　　　　ｎ（Ａ’　）１傘　
　　６０．８８４　５９．８３　１．４８３００２　　
−１５８．８９６ 第１面の非球面係数 に＝　　−Ｌ４７３９６ Ａ１＝　　　３．３７２３６Ｘ１０−’　　　　Ｐ１＝
４．０００ＯＡ２＝−３，６０７５０Ｘ１０−１１　　
　Ｐ２＝６．０ＯＯＯＡ　３　＝　　−７，３６１９６
Ｘ１０−”　　　　Ｐ　３　＝８．００００第２面の非
球面係数 に＝：　　−７，８７８９０Ｘ　１０ Ａｌ：　　４．８２９６９Ｘ１０”１１Ｐ１＝４．００
０ＯＡ２＝−２，２７８６７Ｘ１０−”　　Ｐ２：６．
００００Ａ　３　＝−１，３２４２６ＸｌＯ−１ｓＰ　
３　＝ａ、ｏｏｏ。

表中串印は非球面である。非球面の頂点を座標原点とし
て、光軸方面にＸ軸、光軸に垂直な方向にＸ軸、光軸に
垂直な方向にＹ軸を選んだとき、非球面形状は次式で表
わされる。

（ｉ＝１．２．・・・・） °上記レンズデータにおいて、第１面が共役距離の長い
側の屈折面であって、中心部と周辺部とは互いの第１面
の頂点が１４．４離れて連結されている。このとき、共
役距離の短い側の主点が中心部と周辺部とで一致してい
る。

なお、中心部はＦｌ、５より暗い領域１周辺部はＦｌ、
２より明るい領域をそれぞれ有効領域としている。

第３図、第４図にそれぞれ中心部周辺部の収差曲線図を
示す。

（発明の効果） この発明のレンズは、薄型化と同時にレンズ全長の短縮
を実現したため、従来の測距用投光レンズに較べてカメ
ラのコンパクト化に寄与すると共に、１１２造時のショ
ットタイムが短縮できるためコストも低減される。また
、フレネルレンズに比して型の製作が容易であると共に
、サイン条件の崩れも少なく、結像性能が勝れている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のレンズの１実施例の断面形状図、第
２図は従来の測距用投光、受光レンズの一例の断面形状
図、第３図、第４図は上記の実施例のそれぞれ中心部、
周辺部の収差曲線図、第５図はカメラの測距光学系の概
要を示す図である。 第　　　、　　　図　　　　　　　　　　　　　　　第
　　　２　　　図第　　　３　　　図 球面収差　　　　　　　　　　　　非点収差第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　合成樹脂製の一枚のレンズであって、光軸方向前後
   二つの屈折面はそれぞれ中心部の屈折面Ａ＿１、Ａ＿２
   と周辺部の屈折面Ｂ＿１、Ｂ＿２とからなり、Ａ＿１と
   Ｂ＿１との境界をなす帯状の段差部とＡ＿２とＢ＿２と
   の境界をなす帯状の段差部とにおいて、Ａ＿１がＢ＿１
   に対して陥没するように、かつＡ＿２がＢ＿２に対して
   陥没するようにそれぞれＡ＿１とＢ＿１、Ａ＿２とＢ＿
   ２とが連結されていることを特徴とする大口径レンズ。 ２　共役距離の長い側の周辺部の屈折面が、光軸から離
   れた位置における法線ほど光軸との交点がレンズより遠
   ざかる非球面である特許請求の範囲第１項を満たす大口
   径レンズ。