JPS587971B2 - Great lens - Google Patents
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- JPS587971B2 JPS587971B2 JP5148075A JP5148075A JPS587971B2 JP S587971 B2 JPS587971 B2 JP S587971B2 JP 5148075 A JP5148075 A JP 5148075A JP 5148075 A JP5148075 A JP 5148075A JP S587971 B2 JPS587971 B2 JP S587971B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は大口径広角フーリエ変換レンズの改良に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to improvements in large-diameter, wide-angle Fourier transform lenses.
一般に、フーリエ変換ホログラムは、第1図に示す如く
、フーリエ変換レンズLxの第1焦点面Fx1の位置に
透過物Sx4 をおき、それを左側から照明し、第2焦
点面Fx2の位置、もしくはその近くの点において参照
光束Txとともに物体光束を記録することによってホロ
グラムSX2が作成される。In general, a Fourier transform hologram is produced by placing a transparent object Sx4 at the position of the first focal plane Fx1 of the Fourier transform lens Lx, illuminating it from the left side, as shown in FIG. A hologram SX2 is created by recording the object beam together with the reference beam Tx at a nearby point.
このようにして作成されたホログラムSX2から再生像
S′X2を得る際に、このホログラムSX2が鎖線位置
の如く記録時と同じ位置におかれている場合には、記録
時と同じフーリエ変換レンズLxを用いれば良いが、第
2図に示したが如く、作成されたホログラムSx2が光
軸から離れた位置とか、あるいは再生用フーリエ変換レ
ンズL′xの光軸に沿うも、記録時と異った位置におか
れた場合には、再生用フーリエ変換レンズL′xはFナ
ンバーの小さな明るいレンズが必要になるし、また記録
密度の高いホログラムSx2の再生においては再生像S
′x2が大きくなるので、画角の大きいレンズが必要と
なる。When obtaining the reproduced image S'X2 from the hologram SX2 created in this way, if this hologram SX2 is placed at the same position as at the time of recording, as shown by the chain line, the same Fourier transform lens Lx as at the time of recording is used. However, as shown in Fig. 2, if the created hologram Sx2 is located at a position far from the optical axis or along the optical axis of the Fourier transform lens L'x for reproduction, it may be different from the position at the time of recording. If the Fourier transform lens L'x for reproduction is placed in a position where the F number is small and bright, and the reproduction image S
Since 'x2 becomes large, a lens with a large angle of view is required.
さらにまた、レンズはフーリエ変換レンズL′xである
から、画角をθとしたとき、理想像高は、ftanθの
代りに、fsinθで与えられなければならない。Furthermore, since the lens is a Fourier transform lens L'x, when the angle of view is θ, the ideal image height must be given by fsinθ instead of ftanθ.
本発明は、上記のような要求を満たす大口径広角フーリ
エ変換レンズを提供することを目的とするもので、7群
7枚、あるいは7群9枚で構成ししかも物体側から順に
みて、第1群は物体側に凹面を向けたメニスカス状の発
散系の単レンズ、第2群は物体側に凹面を向けたメニス
カス状の収斂系の単レンズ、もしくは二枚のレンズ、第
3群と第4群、および第5群は収斂系の単レンズ、第6
群は物体側に凸面を向けたメニスカス状の収斂系の単レ
ンズ、もしくは二枚のレンズ、第7群は物体側に凸面を
向けたメニスカス状の返散系の単レンズでさり、かつ
f 全系の焦点距離
R1F 第1群レンズの前面の曲率半径
R7F 第7群レンズの後面の曲率半径
t1.2 第1群レンズの前面から第2群のレンズの
後面までの軸上厚
とするとき、
(1)−0.7f<R1F<−0.5f
(2) 0.4f<R7F<0.6f
(3) 0.35f<t1.2<0.7fなる条件を満
足するとともに、画角をθとするとき、理想像高がf
tanθの代りに、f sinθで与えられるようにし
たところに特徴を有するものである。An object of the present invention is to provide a large-diameter, wide-angle Fourier transform lens that satisfies the above-mentioned requirements. The group is a meniscus-shaped diverging single lens with the concave surface facing the object side, and the second group is a meniscus-shaped converging single lens with the concave surface facing the object side, or two lenses, the third and fourth groups. group, and the fifth group are convergent single lenses, and the sixth group is a convergent single lens.
The group consists of a meniscus-shaped converging single lens with a convex surface facing the object side, or two lenses, and the seventh group is a meniscus-shaped reversing single lens with a convex surface facing the object side, and f total Focal length of the system R1F Radius of curvature of the front surface of the first group lens R7F Radius of curvature of the rear surface of the seventh group lens t1.2 When the axial thickness from the front surface of the first group lens to the rear surface of the second group lens is (1) -0.7f<R1F<-0.5f (2) 0.4f<R7F<0.6f (3) 0.35f<t1.2<0.7f and the angle of view When θ, the ideal height is f
The feature is that it is given by f sin θ instead of tan θ.
要するに、本発明は大口径広角フーリエ変換レンズに関
するものなるが故に、前置絞りのレンズを設計すること
になる。In short, since the present invention relates to a large-diameter, wide-angle Fourier transform lens, a lens with a front diaphragm is designed.
前置絞りをもった大口径広角レンズで周辺光量にケラレ
のない光学系を得ることは、通常甚だ困難ではあるが、
本発明においては両端に、外側に凹面を向けた発散系の
レンズを配置し、それらの発散系のレンズの間に数群の
収斂系のレンズを配置するというレンズ構成によって、
前置絞りであって、しだも大口径広角レンズであっても
、周辺光量にケラレのないレンズ系を先ず可能ならしめ
たのである。Although it is usually extremely difficult to obtain an optical system with a large-diameter wide-angle lens with a front diaphragm without vignetting in the amount of peripheral light,
In the present invention, by a lens configuration in which diverging lenses with concave surfaces facing outward are arranged at both ends, and several groups of converging lenses are arranged between these diverging lenses,
This made it possible for the first time to create a lens system with no vignetting in the amount of peripheral light, even with a front diaphragm and a large aperture wide-angle lens.
また、本発明のレンズ系は両端に、外側に凹面を向けた
メニスカス状の発散系のレンズを配置しているので、こ
れらの各発散系のレンズの各々の屈折面の光線への影響
が小さく、収差補正が容易、有利となった。In addition, since the lens system of the present invention has meniscus-shaped diverging lenses with concave surfaces facing outward at both ends, the influence of the refractive surfaces of each of these diverging lenses on the light rays is small. This makes it easy to correct aberrations, which is advantageous.
さらに、本発明のレンズ系においては、上記両端の発散
系のレンズの間に、五つの群の収斂系のレンズを配置し
たので、各々の収斂系の収差への影響を少なくすること
ができ、周辺光量にケラレのないレンズ系が得られるこ
ととなった。Furthermore, in the lens system of the present invention, since five groups of convergent lenses are arranged between the divergent lenses at both ends, the influence of each convergent lens on aberrations can be reduced. A lens system without vignetting in the amount of peripheral light can be obtained.
次に、各条件の必要性を詳述することとする。Next, the necessity of each condition will be explained in detail.
条件の1と2は、ペッツパール和を適正な値に保ち、非
点収差の増大を抑え、コマフレアーの発生を防ぐのに必
要な条件である。Conditions 1 and 2 are necessary to maintain the Petz Parr sum at an appropriate value, suppress an increase in astigmatism, and prevent the occurrence of coma flare.
先ず、第1群レンズの前面の曲率半径R1Fが条件1の
上限より大きくなる(絶対値では小さくなる)と、ペツ
ツパール和か小さくなりすぎてサジタル像面が最大画角
に行くにしたがってオーバ一方向に曲がり、サジクル像
面とメリデイオナル像面さのバランスが取れなくなり、
非点収差が大きくなってしまう。First, when the radius of curvature R1F of the front surface of the first group lens becomes larger than the upper limit of condition 1 (it becomes smaller in absolute value), the Petzupard sum becomes too small and as the sagittal image plane approaches the maximum angle of view, it becomes larger in one direction. , the sasicle image plane and meridional image plane become unbalanced,
Astigmatism becomes large.
加えて第1群レンズの前面の曲率半径R1Fが強くなっ
たことにより、上側の周辺光束が、この面で強い影響を
受けてオーバーのコマフレアーが発生し、コマ収差が劣
化してしまう。In addition, since the radius of curvature R1F of the front surface of the first group lens has become stronger, the upper peripheral light beam is strongly influenced by this surface, causing excessive coma flare and deteriorating coma aberration.
そこで、ペツツパール和を適正な値にしようとして凸レ
ンズの屈折率を小さくすると、凸レンズの曲率半径が強
くなってコマフレアーが発生し、コマ収差がさらに劣化
し、補正が困難となってしまう。Therefore, if the refractive index of the convex lens is reduced in an attempt to set the Petzupar sum to an appropriate value, the radius of curvature of the convex lens becomes stronger, causing coma flare, further deteriorating coma aberration, and making correction difficult.
よって、逆にR1Fが条件1の下限より小さくなる(絶
対値では大きくなる)さ、ペツツパール和か大きくなり
、その結果として像面湾曲が大きくなり、非点収差が大
きくなってしまう。Therefore, conversely, when R1F becomes smaller than the lower limit of Condition 1 (it becomes larger in absolute value), the Petzupard sum becomes larger, and as a result, the curvature of field becomes larger and astigmatism becomes larger.
更に、第1面の凹面が緩くなることによって、上側の周
辺光束がこの面で受ける影響が小さくなるので、アンダ
ーのコマフレアーが発生し、コマ収差が劣化することに
なるのである。Furthermore, as the concave surface of the first surface becomes looser, the upper peripheral light beam is less affected by this surface, so that under coma flare occurs and coma aberration deteriorates.
次に、第7群レンズの後面の曲率半径R7Fが条件2の
上限より大きくなると、このR1Fが条件1の下限より
小さくなった場合と同じ現象が誘起せしめられ、逆にR
7Fが条件式2の下限より小さくなると、R1Fが条件
1の上限より大きな場合と同じ現象が起こるのである。Next, when the radius of curvature R7F of the rear surface of the seventh group lens becomes larger than the upper limit of condition 2, the same phenomenon as when R1F becomes smaller than the lower limit of condition 1 is induced, and conversely R
When 7F is smaller than the lower limit of conditional expression 2, the same phenomenon as when R1F is larger than the upper limit of condition 1 occurs.
さらに、条件の3は球面収差を適正な大きさに保つとと
もに、非常収差の増大を抑えるのに必要な条件でありま
す。Furthermore, condition 3 is necessary to keep spherical aberration at an appropriate level and to suppress the increase in extraordinary aberrations.
今、第1群レンズの前面から第2群レンズの後面までの
軸上厚t1.2が条件3の上限以上に大きくなると、球
面収差がアンダーになり、また像面もオーバーになり、
非点収差が大きくなってしまう。Now, if the axial thickness t1.2 from the front surface of the first group lens to the rear surface of the second group lens becomes larger than the upper limit of condition 3, the spherical aberration becomes under and the image plane also becomes over.
Astigmatism becomes large.
これを補正しようとして凸レンズの曲率を強くするとか
、あるいは凹レンズの曲率を緩くするとかの手段を構ず
ると、コマフレアーが発生し、コマ収差が劣化するので
、補正が極めて困難となってしまう。If we attempt to correct this by increasing the curvature of the convex lens or decreasing the curvature of the concave lens, coma flare will occur and coma aberration will deteriorate, making correction extremely difficult.
また、逆にt1.2を条件3の下限以下に小さくすると
、上限以上に大きくした場合と逆の現象が誘起せしめら
れる。On the other hand, if t1.2 is made smaller than the lower limit of condition 3, a phenomenon opposite to that of making it larger than the upper limit will be induced.
以下、本発明になる大口径広角フーリエ変換レンズの実
施例を示すこととする。Examples of the large-diameter, wide-angle Fourier transform lens according to the present invention will be shown below.
実施例■
この実施例Iは、焦点距離fをf=100、Fナンバー
をF=2.0、画角は2θ=3730′で、基準設計波
長はλ=632.8mμであり、絞りは第1焦点におき
、レンズの後方にはカバーガラスGをおいて設計したも
ので、これを第3図のaとして縦断して示したが、図に
おいて
R 物体側から順に、各レンズ面の曲率半径d
〃 〃 面間隔n 〃 各
レンズの波長λ=632.8mμでの屈折率
として示せば、
であり、第4図中において、aはその球面収差、正弦条
件を示し、bは非点収差、Cは歪曲収差、dは横収差を
示すものである。Example ■ In this Example I, the focal length f is f = 100, the F number is F = 2.0, the angle of view is 2θ = 3730', the standard design wavelength is λ = 632.8 mμ, and the aperture is The design is such that a cover glass G is placed behind the lens at one focal point, and this is shown as a longitudinal section as a in Figure 3. In the figure, the radius of curvature of each lens surface is d
〃 〃 Surface spacing n 〃 Expressed as the refractive index of each lens at wavelength λ = 632.8 mμ, it is as follows. In Fig. 4, a indicates the spherical aberration and sine condition, b indicates the astigmatism, and C represents distortion aberration, and d represents lateral aberration.
ただし、歪曲収差は画角をθとしたとき、理想像高をf
sinθとして計算されている。However, for distortion, when the angle of view is θ, the ideal image height is f
It is calculated as sin θ.
実施例■
この実施例■は焦点距離fをf=100、Fナンバーを
F=1.65、画角は2θ=37°30′、基準設計波
長はλ=632.8mμであり、絞り位置、カバーガラ
スGの位置等は実施例Iと同じとじて設計したもので、
これを第3図のbとして縦断して示したが、図において
R 物体側から順に、各レンズ面の曲率半径d
〃 〃 面間隔
n 物体側から順に、各レンズの波長λ=632.8m
μでの屈折率
として示せば、
であり、第5図中において、aはその球面収差、正弦条
件を示し、bは非点収差、cは歪曲収差、dは横収差を
示すものである。Example■ In this example, the focal length f is f=100, the F number is F=1.65, the angle of view is 2θ=37°30', the standard design wavelength is λ=632.8mμ, the aperture position, The position of the cover glass G was designed to be the same as in Example I.
This is shown as a longitudinal section as b in Figure 3. In the figure, R is the radius of curvature of each lens surface, d, in order from the object side.
〃 〃 Surface spacing n In order from the object side, the wavelength λ of each lens = 632.8 m
Expressed as a refractive index in μ, it is as follows: In FIG. 5, a indicates the spherical aberration and the sine condition, b indicates the astigmatism, c indicates the distortion, and d indicates the lateral aberration.
第1図はフーリエ変換ホログラム作成時の配置図で、第
2図はフーリエ変換ホログラム再生時の配置図、第3図
のaとbは本発明になる実施例Iさ実施例■の縦断正面
図として、第4図のa,b,c,dは実施例■の各収差
図で、第5図のa,b,c,dは実施例■の各収差図で
ある。
Lx・・・・・・フーリエ変換レンズ、L′x・・・・
・・再生用フーリエ変換レンズ、FX15 Fx1・・
・・・・第1焦点面、Fx2,F′x2・・・・・・第
2焦点面、Tx・・・・・・参照光束、T′x・・・・
・・再生用参照光束、Sx1・・・・・・透過物体、S
x2・・・・・・フーリエ変換ホログラム、S′x2・
・・・・・再生像、L1・・・・・・第1群、L2・・
・・・・第2群、L3・・・・・・第3群、L4・・・
・・・第4群、L5・・・・・・第5群、L6・・・・
・・第6群、L7・・・・・・第7群、d1〜d17・
・・・・・光軸上におけるレンズの厚さ、または空気間
隔、R1〜R18・・・・・・レンズ屈折面の曲率半径
、F1・・・・・・第1焦点面、F2・・・・・・第2
焦点面。Figure 1 is a layout diagram when creating a Fourier transform hologram, Figure 2 is a layout diagram when reproducing a Fourier transform hologram, and Figures a and b are longitudinal sectional front views of Embodiment I and Example II according to the present invention. As shown in FIG. 4, a, b, c, and d are aberration diagrams of Example 2, and a, b, c, and d of FIG. 5 are aberration diagrams of Example 2. Lx...Fourier transform lens, L'x...
・・Fourier transform lens for reproduction, FX15 FX1・・
...First focal plane, Fx2, F'x2... Second focal plane, Tx... Reference light flux, T'x...
...Reference light beam for reproduction, Sx1... Transparent object, S
x2...Fourier transform hologram, S'x2.
...Reproduced image, L1...First group, L2...
...2nd group, L3...3rd group, L4...
...4th group, L5...5th group, L6...
...6th group, L7...7th group, d1 to d17.
... Lens thickness or air gap on the optical axis, R1 to R18 ... Radius of curvature of lens refractive surface, F1 ... First focal plane, F2 ... ...Second
focal plane.
Claims (1)
たメニスカス状の発散系の単レンズ、第2群は物体側に
凹面を向けたメニスカス状の収斂系の単レンズ、もしく
は二枚のレンズ、第3群と第4群、および第5群は収斂
系の単レンズ、第6群,は物体側に凸面を向けたメニス
カス状の収斂系の単レンズ、もしくは二枚のレンズ、第
7群は物体側に凸面を向けたメニスカス状の発散系の単
レンズの7群7枚、もしくは7群9枚で構成され、f
全系の焦点距離 R1F 第1群レンズの前面の曲率半径 R7F 第7群レンズの後面の曲率半径 t1,2 第1群レンズの前面から第2群レンズの後面
までの軸上厚 とするとき (1)−0.7f<R1F<−0.5f (2)0.4f<R7F<0.6f (3)0.35f<t1.2<0.7f の各条件を満足し、面角をθとするとき、理想像高がf
tanθの代りにf sinθで与えられることを特
徴とする大口径広角フーリエ変換レンズ。[Claims] 1. Viewed in order from the object side, the first group is a meniscus-shaped diverging single lens with a concave surface facing the object side, and the second group is a meniscus-shaped convergent lens with a concave surface facing the object side. A single lens or two lenses, the third, fourth, and fifth groups are convergent single lenses, and the sixth group is a meniscus convergent single lens with a convex surface facing the object side, or Two lenses, the 7th group consists of 7 elements in 7 groups or 9 elements in 7 groups of a meniscus-shaped diverging single lens with a convex surface facing the object side, f
Focal length of the entire system R1F Radius of curvature of the front surface of the 1st group lens R7F Radius of curvature of the rear surface of the 7th group lens t1, 2 When the axial thickness from the front surface of the 1st group lens to the rear surface of the 2nd group lens is ( 1) −0.7f<R1F<−0.5f (2) 0.4f<R7F<0.6f (3) 0.35f<t1.2<0.7f and set the face angle to θ When the ideal height is f
A large-diameter wide-angle Fourier transform lens characterized by being given by f sin θ instead of tan θ.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5148075A JPS587971B2 (en) | 1975-04-30 | 1975-04-30 | Great lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5148075A JPS587971B2 (en) | 1975-04-30 | 1975-04-30 | Great lens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51127745A JPS51127745A (en) | 1976-11-08 |
| JPS587971B2 true JPS587971B2 (en) | 1983-02-14 |
Family
ID=12888109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5148075A Expired JPS587971B2 (en) | 1975-04-30 | 1975-04-30 | Great lens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS587971B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10838176B2 (en) | 2016-12-26 | 2020-11-17 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Optical imaging system |
-
1975
- 1975-04-30 JP JP5148075A patent/JPS587971B2/en not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10838176B2 (en) | 2016-12-26 | 2020-11-17 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Optical imaging system |
| US11635592B2 (en) | 2016-12-26 | 2023-04-25 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Optical imaging system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51127745A (en) | 1976-11-08 |
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