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JP2010008496A - Wide angle lens, illumination optical system and surface light emitting device - Google Patents

Wide angle lens, illumination optical system and surface light emitting device Download PDF

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JP2010008496A
JP2010008496A JP2008164695A JP2008164695A JP2010008496A JP 2010008496 A JP2010008496 A JP 2010008496A JP 2008164695 A JP2008164695 A JP 2008164695A JP 2008164695 A JP2008164695 A JP 2008164695A JP 2010008496 A JP2010008496 A JP 2010008496A
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JP
Japan
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lens
wide
lens group
optical system
angle
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Application number
JP2008164695A
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Japanese (ja)
Inventor
Shunsuke Kimura
俊介 木村
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Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wide angle lens which is reduced in distortion aberration, and bright and telecentric. <P>SOLUTION: The wide angle lens for an imaging optical system having a plurality of lens elements and a diaphragm includes, in order from a long conjugate distance side, a first lens group having negative refractive power and a second lens group having positive refractive power. The longest air interval of all the lens intervals exists between the first lens group and the second lens group. The first lens group includes at least one aspherical surface and the second lens group is constituted only of a positive lens element. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、広角レンズ、照明光学系、面発光装置に関し、より特定的には、光源部から出射された光を中継して対象物の被照明エリアに導くリレー光学系として利用できる広角レンズ、並びに、当該広角レンズを用いた照明光学系及び面発光装置に関するものである。   The present invention relates to a wide-angle lens, an illumination optical system, and a surface light emitting device, and more specifically, a wide-angle lens that can be used as a relay optical system that relays light emitted from a light source unit and guides it to an illuminated area of an object, In addition, the present invention relates to an illumination optical system and a surface light emitting device using the wide-angle lens.

近年、テレビやコンピュータ用表示装置として、液晶ディスプレイが広く利用されている。ただし、液晶自体は発光しないため、液晶ディスプレイは、表示面を照明するための面発光装置(バックライト)を備えている。   In recent years, liquid crystal displays have been widely used as display devices for televisions and computers. However, since the liquid crystal itself does not emit light, the liquid crystal display includes a surface light emitting device (backlight) for illuminating the display surface.

面発光装置に用いられる光源は、不均一な配光特性を有している。そこで、被照明領域の明るさを均一にするために、光源の光を一旦ロッドインテグレーター等の均一化光学系に入射させ、ロッドインテグレーターから出射された光をリレー光学系で中継して被照明領域に導く構成が知られている。
特開2002−207167号公報
A light source used in a surface light emitting device has non-uniform light distribution characteristics. Therefore, in order to make the brightness of the illuminated area uniform, the light from the light source is once incident on a uniformizing optical system such as a rod integrator, and the light emitted from the rod integrator is relayed by a relay optical system to be illuminated area. The structure leading to is known.
JP 2002-207167 A

このような照明光学系に用いられるリレー光学系には、次のような特性が要求される。   The relay optical system used in such an illumination optical system is required to have the following characteristics.

第1に、リレー光学系は、インテグレーターから出射された光を有効に取り込むために、テレセントリックな光学系であることが求められる。第2に、均一な照明光を得るためには、光学系の中心部から周辺部まで同じ強度の光を出射できる必要があり、周辺部でも光線を絞らない光学系とする必要がある。第3に、歪曲が少ないことが求められる。歪曲がある場合、光学系の周辺部と中心部とで倍率が変化するため、明るさが変化してしまう。また、歪曲がある場合、照明エリアを歪曲分だけ大きくする必要あり、照明の効率が低下する。   First, the relay optical system is required to be a telecentric optical system in order to effectively capture the light emitted from the integrator. Second, in order to obtain uniform illumination light, it is necessary to emit light having the same intensity from the central part to the peripheral part of the optical system, and it is necessary to provide an optical system that does not squeeze the light beam in the peripheral part. Third, it is required that the distortion is small. When there is distortion, the magnification changes between the peripheral part and the central part of the optical system, so that the brightness changes. Further, when there is distortion, it is necessary to enlarge the illumination area by the amount of distortion, and the illumination efficiency is reduced.

また、ディスプレイの画面サイズが大型化する一方で、装置サイズの薄型化に対する要請がある。そのため、照明光学系の照明エリアが大きい場合でも光学系全体をコンパクトに構成できることが求められる。光学系全体のコンパクト化のためには、発光部やロッドインテグレーター等の均一化光学系は小さいことが望ましいので、リレー光学系の倍率を大きくすることで照明エリアの増大に対応することが必要となる。ただし、リレー光学系の倍率を大きくしようとするとリレー光学系の全長が長くなるので、画角を大きく、すなわち、リレー光学系を広角化することでその全長を短くする必要がある。   Further, while the screen size of the display is increased, there is a demand for thinning the device size. Therefore, even when the illumination area of the illumination optical system is large, it is required that the entire optical system can be made compact. In order to make the entire optical system compact, it is desirable that the uniformizing optical system such as the light emitting unit and the rod integrator is small. Therefore, it is necessary to increase the illumination area by increasing the magnification of the relay optical system. Become. However, if the magnification of the relay optical system is increased, the total length of the relay optical system becomes longer. Therefore, it is necessary to shorten the total length by increasing the angle of view, that is, by widening the relay optical system.

しかしながら、リレー光学系に求められる上記の各特性、すなわち、縮小側においてテレセントリックであること、明るいこと、歪曲の少ないことを同時に満足し、かつ、広角な光学系を構成しようとすると、リレー光学系を構成するレンズ素子の枚数が多くなるので、コスト高に繋がるという問題が生じる。したがって、リレー光学系に要するレンズ素子の数は少ないことが望ましい。   However, when it is attempted to construct a wide-angle optical system that satisfies the above characteristics required for the relay optical system, that is, telecentric, bright, and less distorted on the reduction side, the relay optical system Since the number of lens elements constituting the lens increases, there arises a problem that the cost increases. Therefore, it is desirable that the number of lens elements required for the relay optical system is small.

それ故に、本発明の目的の一つは、歪曲収差が少なく、明るく、かつ、テレセントリックな広角レンズを提供することである。   Therefore, one of the objects of the present invention is to provide a bright and telecentric wide-angle lens with little distortion.

また、本発明の目的の他の一つは、大きな照明領域を明るく、均一に照明できるコンパクトな照明光学系及び面発光装置を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a compact illumination optical system and surface light emitting device that can illuminate a large illumination area brightly and uniformly.

上記の目的を達成するために、本発明に係る広角レンズは、複数のレンズ素子と絞りとを有する結像光学系用の広角レンズであって、共役距離の長い側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とを備える。第1レンズ群と第2レンズ群との間は、全てのレンズ間隔の内で最も長い空気間隔である。第1レンズ群は少なくとも1面の非球面を含み、第2レンズ群は正レンズ素子のみから構成される。   In order to achieve the above object, a wide-angle lens according to the present invention is a wide-angle lens for an imaging optical system having a plurality of lens elements and a stop, and has a negative refractive power in order from the side having the long conjugate distance. And a second lens group having a positive refractive power. The space between the first lens group and the second lens group is the longest air interval among all the lens intervals. The first lens group includes at least one aspheric surface, and the second lens group includes only positive lens elements.

本発明の発明者は、負の第1レンズ群と、正の第2レンズ群とを離して配置することで、各レンズ群の構成レンズ素子を最小限にできることに気付いた。このような構成によれば、少ないレンズ素子で、明るく、かつ、画角の大きな広角レンズを実現することができる。また、第1レンズ群に非球面が設けられているので、広角レンズで問題となる歪曲収差も抑制できる。   The inventor of the present invention has realized that the constituent lens elements of each lens group can be minimized by arranging the negative first lens group and the positive second lens group apart from each other. According to such a configuration, it is possible to realize a bright wide angle lens with a large angle of view with a small number of lens elements. In addition, since the first lens group is provided with an aspheric surface, it is possible to suppress distortion that is a problem with wide-angle lenses.

第1レンズ群は、負レンズ素子のみから構成されていることが好ましい。   The first lens group is preferably composed only of negative lens elements.

このように構成すれば、少ないレンズ素子数で周辺まで明るい広角レンズを実現できる。   With this configuration, a wide-angle lens that is bright to the periphery can be realized with a small number of lens elements.

第1レンズ群は、共役距離が長い側から順に、非球面を有する第1の負レンズ素子と、第2の負レンズ素子とから構成されることが好ましい。   It is preferable that the first lens group includes a first negative lens element having an aspherical surface and a second negative lens element in order from the side having the long conjugate distance.

このように構成すれば、歪曲収差が少なく、周辺まで明るい広角レンズを実現できる。   If comprised in this way, a wide-angle lens with few distortions and bright to the periphery is realizable.

絞りは、1箇所にのみ設けられることが好ましい。   The aperture is preferably provided only at one location.

このように構成すれば、絞りによる周辺部の開口制限が緩和されるため、周辺まで明るい広角レンズを実現できる。   With this configuration, since the aperture restriction at the periphery due to the stop is relaxed, a wide-angle lens that is bright to the periphery can be realized.

第2レンズ群は、3枚の正レンズ素子から構成され、絞りは、第2レンズ群内に設けられることが好ましい。   The second lens group is preferably composed of three positive lens elements, and the diaphragm is preferably provided in the second lens group.

このように構成すれば、少ない構成枚数で明るい広角レンズを実現できる。   With this configuration, a bright wide-angle lens can be realized with a small number of components.

第2レンズ群は、少なくとも2枚の正レンズ素子を含み、絞りは、第2レンズ群内で共役距離が長い側に配置される正レンズ素子内、もしくは、当該正レンズ素子の近傍に設けられても良い。   The second lens group includes at least two positive lens elements, and the stop is provided in or near the positive lens element disposed on the long conjugate distance side in the second lens group. May be.

このように構成すれば、少ない構成枚数で明るい広角レンズを実現できる。   With this configuration, a bright wide-angle lens can be realized with a small number of components.

上記の広角レンズは、以下の条件を満足することが好ましい。
10<T12/f<20 ・・・ (1)
ここで、
12:第1レンズ群と第2レンズ群との間の空気間隔
f:全系の焦点距離
である。
The above wide-angle lens preferably satisfies the following conditions.
10 <T 12 / f <20 (1)
here,
T 12 : Air distance between the first lens group and the second lens group f: The focal length of the entire system.

このように構成すれば、各レンズ群のパワーを小さくすることができ、少ない構成枚数で明るい広角レンズを実現できる。   With this configuration, the power of each lens group can be reduced, and a bright wide-angle lens can be realized with a small number of components.

また、広角レンズの有効Fナンバーが1.7以下であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the effective F number of a wide-angle lens is 1.7 or less.

上記の目的を達成するために、本発明に係る照明光学系は、光源から出射される光を導いて対象物の被照明領域を照明する照明光学系であって、光源から出射される光を均一化し、均一な強度分布を有する光を出射する均一化光学系と、均一化光学系から出射される光を中継して被照明領域に導く、上記の広角レンズとを備える。   In order to achieve the above object, an illumination optical system according to the present invention is an illumination optical system that guides light emitted from a light source to illuminate an illuminated area of an object, and emits light emitted from the light source. There is provided a homogenizing optical system that emits light having a uniform intensity distribution and a wide-angle lens that relays the light emitted from the homogenizing optical system and guides it to an illuminated area.

このように構成すれば、リレー光学系として上記の広角レンズが用いられるので、大きな照明領域を明るく、均一に照明することができる。また、上記の広角レンズを用いることで、リレー光学系の物像間距離を小さくできるので、照明光学系をコンパクトに形成することが可能となる。   If comprised in this way, since said wide angle lens is used as a relay optical system, a big illumination area can be illuminated brightly and uniformly. In addition, since the distance between the object images of the relay optical system can be reduced by using the above wide-angle lens, the illumination optical system can be formed compactly.

この場合、広角レンズの倍率が170倍以上であることが好ましい。   In this case, it is preferable that the magnification of the wide-angle lens is 170 times or more.

このように構成すれば、大きな被照明エリアを小さな光源で照明できる。   If comprised in this way, a big to-be-illuminated area can be illuminated with a small light source.

また、共役距離の長い側の焦点位置近傍に配置されるフレネルレンズを更に備えても良い。   Moreover, you may further provide the Fresnel lens arrange | positioned in the focal position vicinity of the side with a long conjugate distance.

このように構成すれば、共役距離が長い側にもテレセントリック性を付与することができるので、両側にテレセントリックなリレー光学系を実現できる。   With this configuration, telecentricity can be imparted also to the side having a long conjugate distance, so that a telecentric relay optical system can be realized on both sides.

広角レンズを構成する全てのレンズ素子が、シリンドリカルレンズであっても良い。   All lens elements constituting the wide-angle lens may be cylindrical lenses.

このように構成すれば、大きな被照明エリアを均一に照明できる照明光学系を実現できる。   If comprised in this way, the illumination optical system which can illuminate a large to-be-illuminated area uniformly can be implement | achieved.

上記の目的を達成するために、本発明に係る面発光装置は、入射面から入射した光を出射面から面発光させる発光パネルと、一様な強度分布を有する光を出射する光源部と、光源部から出射された光を中継して入射面に導く、上記の広角レンズとを備える。   In order to achieve the above object, a surface light emitting device according to the present invention includes a light emitting panel that emits light incident from an incident surface from an emission surface, a light source unit that emits light having a uniform intensity distribution, and A wide-angle lens that relays the light emitted from the light source unit and guides the light to the incident surface.

このように構成すれば、リレー光学系として上記の広角レンズが用いられるので、大きな照明領域を明るく、均一に照明することができ、コンパクトな面発光装置を実現できる。   If comprised in this way, since said wide angle lens is used as a relay optical system, a large illumination area can be illuminated brightly and uniformly, and a compact surface-emitting device can be implement | achieved.

本発明によれば、歪曲収差が良く補正され、周辺まで明るく、テレセントリックな広角レンズを少ないレンズ素子で構成することができる。また、このような広角レンズを用いることで、大きな照明領域を明るく、均一に照明できるコンパクトな照明光学系及び面発光装置を実現できる。   According to the present invention, a wide-angle lens that is well corrected for distortion, bright to the periphery, and telecentric can be configured with a small number of lens elements. In addition, by using such a wide-angle lens, it is possible to realize a compact illumination optical system and a surface emitting device that can illuminate a large illumination region brightly and uniformly.

図1、3、5、7は、実施の形態1、2、3、4に係る広角レンズの構成図である。各図において、特定の面に付されたアスタリスク「*」は、その面が非球面であることを示している。また、各図において、「A」は絞りを表し、「P」はプリズム等のガラスブロックを表し、「S」は像面を表す。尚、像面Sは、撮像装置においてはフィルムやCCDに相当し、投射装置においては空間変調素子であるLCDに相当し、照明装置においてはロッドインテグレーターの射出端面に相当する。   1, 3, 5, and 7 are configuration diagrams of the wide-angle lens according to Embodiments 1, 2, 3, and 4. FIG. In each figure, an asterisk “*” attached to a specific surface indicates that the surface is aspheric. In each figure, “A” represents a diaphragm, “P” represents a glass block such as a prism, and “S” represents an image plane. The image plane S corresponds to a film or a CCD in the imaging apparatus, corresponds to an LCD that is a spatial modulation element in the projection apparatus, and corresponds to an exit end face of the rod integrator in the illumination apparatus.

実施の形態1〜4に係る広角レンズは、共役距離の長い側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とを備える。第1レンズ群G1は、少なくとも1面の非球面を含んでいる。また、第2レンズ群G2は、正レンズ素子のみで構成されている。   The wide-angle lenses according to Embodiments 1 to 4 include a first lens group G1 having a negative refractive power and a second lens group G2 having a positive refractive power in order from the side having the long conjugate distance. The first lens group G1 includes at least one aspheric surface. The second lens group G2 includes only positive lens elements.

以下、各実施の形態に係る広角レンズの詳細な構成を示す。   The detailed configuration of the wide-angle lens according to each embodiment will be described below.

(実施の形態1)
実施の形態1においては、第1レンズ群G1は、共役距離の長い側から順に、両凹形状の第1レンズ素子L1と、物面側に凸面を向けた負メニスカス形状の第2レンズ素子L2とからなる。第2レンズ群G2は、共役距離の長い側から順に、両凸形状の第3レンズ素子L3と、両凸形状の第4レンズ素子L4と、物面側に凸面を向けた平凸形状の第5レンズ素子L5とからなる。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, the first lens group G1 includes a biconcave first lens element L1 and a negative meniscus second lens element L2 with a convex surface facing the object surface in order from the side having the long conjugate distance. It consists of. The second lens group G2 includes, in order from the long conjugate distance side, a biconvex third lens element L3, a biconvex fourth lens element L4, and a planoconvex second lens having a convex surface facing the object surface. 5 lens elements L5.

(実施の形態2)
実施の形態2においては、第1レンズ群G1は、共役距離の長い側から順に、両凹形状の第1レンズ素子L1と、両凹形状の第2レンズ素子L2とからなる。第2レンズ群G2は、共役距離の長い側から順に、物面側に凸面を向けた平凸形状の第3レンズ素子L3と、像面側に凸面を向けた平凸形状の第4レンズ素子L4と、物面側に凸面を向けた平凸形状の第5レンズ素子L5とからなる。第3レンズ素子L3及び第4レンズ素子L4は、絞りを介して一体化され、1枚の正レンズ素子を構成する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, the first lens group G1 includes a biconcave first lens element L1 and a biconcave second lens element L2 in order from the side having the long conjugate distance. The second lens group G2 includes, in order from the longer conjugate distance side, a plano-convex third lens element L3 having a convex surface facing the object surface side, and a plano-convex fourth lens element having a convex surface facing the image surface side. L4 and a plano-convex fifth lens element L5 having a convex surface facing the object surface. The third lens element L3 and the fourth lens element L4 are integrated with each other through a stop to constitute one positive lens element.

(実施の形態3)
実施の形態3においては、第1レンズ群G1は、共役距離の長い側から順に、両凹形状の第1レンズ素子L1と、物面側に凸面を向けた負メニスカス形状の第2レンズ素子L2とからなる。第2レンズ群G2は、共役距離の長い側から順に、両凸形状の第3レンズ素子L3と、両凸形状の第4レンズ素子L4と、物面側に凸面を向けた平凸形状の第5レンズ素子L5とからなる。
(Embodiment 3)
In Embodiment 3, the first lens group G1 includes a biconcave first lens element L1 and a negative meniscus second lens element L2 with a convex surface facing the object surface in order from the side with the long conjugate distance. It consists of. The second lens group G2 includes, in order from the long conjugate distance side, a biconvex third lens element L3, a biconvex fourth lens element L4, and a planoconvex second lens having a convex surface facing the object surface. 5 lens elements L5.

(実施の形態4)
実施の形態4においては、第1レンズ群G1は、共役距離の長い側から順に、両凹形状の第1レンズ素子L1と、両凹形状の第2レンズ素子L2とからなる。第2レンズ群G2は、共役距離の長い側から順に、両凸形状の第3レンズ素子L3と、両凸形状の第4レンズ素子L4と、物面側に凸面を向けた平凸形状の第5レンズ素子L5とからなる。
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment, the first lens group G1 includes a biconcave first lens element L1 and a biconcave second lens element L2 in order from the side having the long conjugate distance. The second lens group G2 includes, in order from the long conjugate distance side, a biconvex third lens element L3, a biconvex fourth lens element L4, and a planoconvex second lens having a convex surface facing the object surface. 5 lens elements L5.

上記の実施の形態1〜4において、第1レンズ素子L1の両面が非球面である。   In the above first to fourth embodiments, both surfaces of the first lens element L1 are aspheric.

本発明に係る広角レンズは、負のレンズ群と、正のレンズ群とからなる、いわゆるレトロフォーカスタイプの構成を有している。レトロフォーカスには、広角レンズに適し、テレセントリック性が得られやすいという特徴がある。ただし、歪曲が発生しやすく、また、レンズ素子の枚数が多くなる傾向がある。   The wide-angle lens according to the present invention has a so-called retrofocus type configuration including a negative lens group and a positive lens group. Retrofocus is suitable for wide-angle lenses and is easy to obtain telecentricity. However, distortion tends to occur and the number of lens elements tends to increase.

これに対し、上記の各実施の形態では、絞りは第2レンズ群G2内に設けられている。この場合、主光線の通る位置は第1レンズ群G1内で高くなるので、第1レンズ群G1に非球面レンズを配置することによって、効果的に歪曲を補正できる。また、第1レンズ群は、入射角の大きな光線が通過するので、通過する光線が全反射することがないように、レンズ面に対して入射角が大きくならないように構成される。そのため、歪曲収差補正用の正レンズ素子を配置せず、第1レンズ群G1を負レンズ素子のみで構成している。   On the other hand, in each of the above-described embodiments, the stop is provided in the second lens group G2. In this case, since the position through which the principal ray passes becomes higher in the first lens group G1, distortion can be effectively corrected by arranging an aspheric lens in the first lens group G1. The first lens group is configured so that the incident angle does not increase with respect to the lens surface so that the light beam having a large incident angle passes therethrough so that the light beam passing through the first lens unit is not totally reflected. Therefore, the positive lens element for correcting distortion aberration is not arranged, and the first lens group G1 is composed of only the negative lens element.

また、第1レンズ群G1は、補正過剰な球面収差を発生させる。この補正過剰な球面収差を打ち消すような球面収差を第2レンズ群G2で発生させれば、レンズ全系で球面収差を補正できる。また、球面収差を複数の正のレンズで分担して発生させることで、第2レンズ群の構成枚数を少なくすることができる。   Further, the first lens group G1 generates excessively corrected spherical aberration. If a spherical aberration that cancels this overcorrected spherical aberration is generated in the second lens group G2, the spherical aberration can be corrected in the entire lens system. In addition, by generating spherical aberration by sharing a plurality of positive lenses, the number of components of the second lens group can be reduced.

尚、第2レンズ群G2を構成する正レンズ素子の数は、2以上であれば良い。広角レンズにテレセントリック性を持たせるために、第2レンズ群G2内で共役距離の短い側に配置される正レンズ素子でパワーを調整する必要がある。したがって、第2レンズ群G2には少なくとも2枚の正レンズ素子が必要となる。   Note that the number of positive lens elements constituting the second lens group G2 may be two or more. In order to give the wide-angle lens telecentricity, it is necessary to adjust the power with a positive lens element arranged on the short conjugate distance side in the second lens group G2. Therefore, at least two positive lens elements are required for the second lens group G2.

このように、上記の各実施の形態では、少なくとも1面の非球面を含み、負の屈折率を有する第1レンズ群と、正のレンズ素子のみからなり、正の屈折率を有する第2レンズ群とによって明るい広角レンズが実現されている。本発明が目的とする広角レンズは、これらの要件のみで達成することが可能であるが、光学性能を向上させるために、更に次の各条件を満足することが好ましい。   As described above, in each of the above embodiments, the first lens group including at least one aspherical surface and having a negative refractive index, and the second lens having only a positive lens element and having a positive refractive index. A bright wide-angle lens is realized by the group. The wide-angle lens targeted by the present invention can be achieved only by these requirements, but it is preferable that the following conditions are further satisfied in order to improve the optical performance.

光線を制限するための絞りは、1箇所にのみ設けられることが好ましい。   The diaphragm for limiting the light beam is preferably provided only at one location.

このように構成することで、周辺部の光量が更に制限されず、中心部と周辺部との開口状態がほぼ同じとなる。これに加え、第1レンズ群G1の非球面によって歪曲が補正されているので、周辺まで明るい広角レンズを実現することができる。   With this configuration, the amount of light at the peripheral portion is not further limited, and the opening state of the central portion and the peripheral portion is substantially the same. In addition, since the distortion is corrected by the aspherical surface of the first lens group G1, it is possible to realize a wide-angle lens bright to the periphery.

また、第2レンズ群G2が3枚の正レンズ素子で構成され、第2レンズ群G2内に絞りが設けられることが好ましい(実施の形態1、3及び4)。あるいは、第2レンズ群G2が2枚の正レンズ素子を含んでおり、共役距離が長い側に配置される正レンズ素子内、もしくは、共役距離が長い側に配置される正レンズ素子の近傍に絞りが設けられることが好ましい(実施の形態2)。   In addition, it is preferable that the second lens group G2 includes three positive lens elements, and a diaphragm is provided in the second lens group G2 (Embodiments 1, 3, and 4). Alternatively, the second lens group G2 includes two positive lens elements, and in the positive lens element arranged on the long conjugate distance side or in the vicinity of the positive lens element arranged on the long conjugate distance side. A diaphragm is preferably provided (Embodiment 2).

このように構成することで、小さなFナンバーを実現でき、共役距離の短い側にテレセントリック性を確保することができる。   With this configuration, a small F number can be realized, and telecentricity can be ensured on the side with a short conjugate distance.

また、本発明に係る広角レンズは、以下の条件(1)を満足することが好ましい。
10<T12/f<20 ・・・ (1)
ここで、
12:第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の空気間隔
f:全系の焦点距離
である。
The wide-angle lens according to the present invention preferably satisfies the following condition (1).
10 <T 12 / f <20 (1)
here,
T 12 : air distance between the first lens group G 1 and the second lens group G 2 f: the focal length of the entire system.

条件(1)は、焦点距離に対する第1レンズ群G1及び第2レンズ群G2間の空気間隔の比を規定する。条件(1)の下限を下回ると、必要な画角を確保するために第1レンズ群G1の負パワーと、第2レンズ群G2の正パワーを大きくすることが必要となり、この結果、第1レンズ群G1で発生する収差を第2レンズ群G2で補正できなくなる。また、画角の大きな光線が通過できなくなるので、周辺部における明るさが低下する。逆に、条件(1)の上限を超えると、レンズの全長が大きくなり、コンパクトな広角レンズを構成できなくなる。   Condition (1) defines the ratio of the air spacing between the first lens group G1 and the second lens group G2 with respect to the focal length. If the lower limit of the condition (1) is not reached, it is necessary to increase the negative power of the first lens group G1 and the positive power of the second lens group G2 in order to ensure a necessary angle of view. The aberration generated in the lens group G1 cannot be corrected by the second lens group G2. In addition, since light having a large angle of view cannot pass, the brightness at the peripheral portion decreases. On the contrary, if the upper limit of the condition (1) is exceeded, the total length of the lens becomes large and a compact wide-angle lens cannot be configured.

(実施の形態5)
図9は、本発明の実施の形態5に係る照明光学系の概略構成図である。
(Embodiment 5)
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an illumination optical system according to Embodiment 5 of the present invention.

実施の形態5に係る照明光学系10は、光源となる発光素子3から出射される光を受光する均一化光学系2と、均一化光学系2から出射される光を対象物の被照明領域5に導く広角レンズ1とを備える。   The illumination optical system 10 according to the fifth embodiment includes a homogenizing optical system 2 that receives light emitted from the light emitting element 3 serving as a light source, and a light emitted from the homogenizing optical system 2 as an illuminated area of the object. And a wide-angle lens 1 led to 5.

発光素子3は、例えば、レーザー素子やLED、冷陰極管であり、不均一な配光特性を有する。均一化光学系2は、発光素子3から出射された光の強度を均一化し、その出射端面から均一な強度分布を有する光を出射する。したがって、均一化光学系2の出射端面には、光源ムラのない均一な2次光源面が形成される。均一化光学系2には、例えば、ロッドインテグレーターを利用できる。   The light emitting element 3 is, for example, a laser element, an LED, or a cold cathode tube, and has nonuniform light distribution characteristics. The homogenizing optical system 2 equalizes the intensity of light emitted from the light emitting element 3 and emits light having a uniform intensity distribution from the emission end face. Therefore, a uniform secondary light source surface without light source unevenness is formed on the exit end face of the uniformizing optical system 2. For the homogenizing optical system 2, for example, a rod integrator can be used.

尚、本実施の形態では、発光素子3と均一化光学系2とを組み合わせることによって、一様な強度分布を有する光を出射する光源部4が構成されている。ただし、光源部4は、均一な配光特性を有していれば、他の構成であっても良い。   In the present embodiment, the light source unit 4 that emits light having a uniform intensity distribution is configured by combining the light emitting element 3 and the uniformizing optical system 2. However, the light source unit 4 may have another configuration as long as it has uniform light distribution characteristics.

広角レンズ1は、上記の構成を備える広角レンズであり、光源部4から出射された光を中継して前記入射面に導くリレー光学系として機能する。広角レンズ1は、均一化光学系2の出射端面に形成された2次光源面を被照明エリア5に拡大投写する。   The wide-angle lens 1 is a wide-angle lens having the above-described configuration, and functions as a relay optical system that relays light emitted from the light source unit 4 and guides it to the incident surface. The wide-angle lens 1 enlarges and projects the secondary light source surface formed on the exit end face of the uniformizing optical system 2 onto the illuminated area 5.

本実施の形態に係る照明光学系10は、上述した構成を有する広角レンズ1を備えているため、広い被照明エリアを均一に明るく照明することが可能となる。また、広角レンズ1を用いることにより、リレー光学系の物像間距離を小さくできるので、照明光学系をコンパクト化することができる。更に、少ないレンズ素子で照明光学系10を構成できるので、低コスト化を実現することもできる。   Since the illumination optical system 10 according to the present embodiment includes the wide-angle lens 1 having the above-described configuration, it is possible to uniformly illuminate a wide illuminated area. Moreover, since the distance between the object images of the relay optical system can be reduced by using the wide-angle lens 1, the illumination optical system can be made compact. Furthermore, since the illumination optical system 10 can be configured with a small number of lens elements, the cost can be reduced.

本実施の形態では、広角レンズ1と均一化光学系2とからなる照明光学系10を説明したが、上記の光源部4及び広角レンズ1と、入射面から入射した光を出射面から面発光させる面発光パネルとを組み合わせることによって面発光装置を構成しても良い。面発光パネルは、導光板あるいは拡散板に相当し、その入射面が図9の被照明エリア5に位置するように配置される。広角レンズ1は、光源部4から出射された光を中継して面発光パネルの入射面を照明する。   In the present embodiment, the illumination optical system 10 including the wide-angle lens 1 and the uniformizing optical system 2 has been described. However, the light incident from the light source unit 4 and the wide-angle lens 1 and the incident surface is surface-emitted from the output surface. You may comprise a surface emitting device by combining with the surface emitting panel to be made. The surface light emitting panel corresponds to a light guide plate or a diffusing plate, and is arranged so that its incident surface is located in the illuminated area 5 of FIG. The wide angle lens 1 relays the light emitted from the light source unit 4 to illuminate the incident surface of the surface light emitting panel.

このように構成された面発光装置においても、上記の広角レンズがリレー光学系として用いられているので、大きく、明るい照明エリアを有する面発光装置を、コンパクトに実現することができる。   Also in the surface light emitting device configured as described above, the above wide angle lens is used as a relay optical system, so that a surface light emitting device having a large and bright illumination area can be realized in a compact manner.

尚、上記の各実施の形態に係る広角レンズ、照明光学系及び面発光装置において、共役距離が長い側の焦点位置近傍にフレネルレンズを配置しても良い。このように構成することで、共役距離の長い側にもテレセントリック性を持たせることができるので、本発明に係る広角レンズを用いて、両側にテレセントリックなリレー光学系を構成することが可能となる。   In the wide-angle lens, the illumination optical system, and the surface light emitting device according to each of the above embodiments, a Fresnel lens may be disposed in the vicinity of the focal position on the side having a long conjugate distance. With this configuration, telecentricity can be imparted even on the side with a long conjugate distance, so that it is possible to configure a telecentric relay optical system on both sides using the wide-angle lens according to the present invention. .

また、上記の各実施の形態に係る広角レンズ、照明光学系及び面発光装置において、広角レンズを構成する全てのレンズ素子は、シリンドリカルレンズであっても良い。このように構成すれば、広い被照明エリアを均一な明るさで照明できる広角レンズを実現できる。   In the wide-angle lens, illumination optical system, and surface light emitting device according to each of the above embodiments, all lens elements constituting the wide-angle lens may be cylindrical lenses. If comprised in this way, the wide angle lens which can illuminate a wide to-be-illuminated area with uniform brightness is realizable.

更に、上記の各実施の形態に係る広角レンズ、照明光学系及び面発光装置において、広角レンズのFナンバーが1.7以下であることが好ましい。このように構成した広角レンズを用いることで、光の利用効率の高い照明光学系を実現できる。   Furthermore, in the wide-angle lens, illumination optical system, and surface emitting device according to each of the above-described embodiments, it is preferable that the F-number of the wide-angle lens is 1.7 or less. By using the wide-angle lens configured as described above, an illumination optical system with high light use efficiency can be realized.

更に、上記の実施の形態5で説明した照明光学系及び面発光装置において、リレー光学系を構成する広角レンズの倍率は170倍以上としても良い。このように構成すれば、小さな光源部を用いて大きなエリアを照明することが可能となる。   Furthermore, in the illumination optical system and the surface emitting device described in the fifth embodiment, the magnification of the wide-angle lens constituting the relay optical system may be 170 times or more. If comprised in this way, it will become possible to illuminate a big area using a small light source part.

以下、実施の形態1〜4に係る広角レンズを具体的に実施した数値実施例を示す。数値実施例1〜4は、それぞれ実施の形態1〜4に対応する。   Hereinafter, numerical examples in which the wide-angle lenses according to Embodiments 1 to 4 are specifically implemented will be described. Numerical Examples 1 to 4 correspond to Embodiments 1 to 4, respectively.

各数値実施例において、表中の長さの単位はすべて「mm」であり、画角の単位は「°」である。また、各数値実施例の面データにおいて、rは曲率半径、dは面間隔または厚み、ndはd線に対する屈折率、vdはd線に対するアッベ数である。また、各数値実施例において、*印を付した面は非球面であり、非球面形状は次式で定義される。

Figure 2010008496
ただし、数式中の各符号の意味は以下の通りである。
X:光軸からの高さがhの非球面上の点から、非球面頂点の接平面までの距離
h:光軸からの高さ
Cj:第j面の非球面頂点の曲率(Cj=1/Rj)
Kj:第j面の円錐定数
Aj,n:第j面のn次の非球面係数 In each numerical example, the unit of length in the table is “mm”, and the unit of angle of view is “°”. In the surface data of each numerical example, r is a radius of curvature, d is a surface interval or thickness, nd is a refractive index with respect to the d line, and vd is an Abbe number with respect to the d line. In each numerical example, the surface marked with * is an aspheric surface, and the aspheric shape is defined by the following equation.
Figure 2010008496
However, the meaning of each symbol in the mathematical formula is as follows.
X: distance from a point on the aspherical surface having a height from the optical axis to the tangent plane of the aspherical vertex h: height from the optical axis Cj: curvature of the aspherical vertex of the jth surface (Cj = 1) / Rj)
Kj: conic constant of the jth surface Aj, n: nth-order aspheric coefficient of the jth surface

また、各数値実施例の各種データにおいて、レンズ全長は、第1面と像面との間隔を表す。入射瞳位置は、第1面からの距離を表し、射出瞳位置は、最終面からの距離を表す。前側主点位置及び後側主点位置は、第1面からの距離を表す。   In various data of each numerical example, the total lens length represents the distance between the first surface and the image surface. The entrance pupil position represents the distance from the first surface, and the exit pupil position represents the distance from the final surface. The front principal point position and the rear principal point position represent distances from the first surface.

図2、4、6及び8は、それぞれ数値実施例1、2、3及び4に係る広角レンズの縦収差図である。各縦収差図は、左側から順に、球面収差(SA(mm))、非点収差(AST(mm))、歪曲収差(DIS(%))を示す。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、Fで示す)を表し、実線はd線(d−line)、短破線はF線(F−line)、長破線はC線(C−line)の特性を表す。非点収差図において、縦軸は像高(図中、Hで示す)を表し、実線はサジタル平面(図中、sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、mで示す)の特性を表す。歪曲収差図において、縦軸は像高(図中、Hで示す)を表す。   2, 4, 6, and 8 are longitudinal aberration diagrams of the wide-angle lenses according to Numerical Examples 1, 2, 3, and 4, respectively. Each longitudinal aberration diagram shows spherical aberration (SA (mm)), astigmatism (AST (mm)), and distortion (DIS (%)) in order from the left side. In the spherical aberration diagram, the vertical axis represents the F number (indicated by F in the figure), the solid line is the d line (d-line), the short broken line is the F line (F-line), and the long broken line is the C line (C- line). In the astigmatism graph, the vertical axis represents the image height (indicated by H in the figure), the solid line represents the sagittal plane (indicated by s), and the broken line represents the meridional plane (indicated by m in the figure). To express. In the distortion diagram, the vertical axis represents the image height (indicated by H in the figure).

(数値実施例1)
数値実施例1の広角レンズは、図1に示した実施の形態1に対応する。数値実施例1のズームレンズ系の面データを表1に、非球面データを表2に、各種データを表3に示す。
(Numerical example 1)
The wide-angle lens of Numerical Example 1 corresponds to Embodiment 1 shown in FIG. Table 1 shows surface data of the zoom lens system of Numerical Example 1, Table 2 shows aspheric data, and Table 3 shows various data.

表1 (面データ)

面番号 r d nd vd
物面 ∞ 376.79300
1 ∞ 0.00000
2* -61.13800 1.95700 1.50967 56.4
3* 6.88300 6.37900
4 154.38500 0.60500 1.69680 55.5
5 8.84000 30.54900
6 61.25400 3.00000 1.84666 23.8
7 -32.56200 5.20900
8(絞り) ∞ 8.13400
9 15.19300 2.56900 1.51680 64.2
10 -46.85500 8.78600
11 13.79700 1.19200 1.62004 36.3
12 ∞ 2.49000
13 ∞ 1.06700 1.48749 70.4
14 ∞ 0.85706
像面 ∞ 0.00000
Table 1 (Surface data)

Surface number rd nd vd
Object ∞ 376.79300
1 ∞ 0.00000
2 * -61.13800 1.95700 1.50967 56.4
3 * 6.88300 6.37900
4 154.38500 0.60500 1.69680 55.5
5 8.84000 30.54900
6 61.25400 3.00000 1.84666 23.8
7 -32.56200 5.20900
8 (Aperture) ∞ 8.13400
9 15.19300 2.56900 1.51680 64.2
10 -46.85500 8.78600
11 13.79700 1.19200 1.62004 36.3
12 ∞ 2.49000
13 ∞ 1.06700 1.48749 70.4
14 ∞ 0.85706
Image plane ∞ 0.00000

表2 (非球面データ)

第2面
K= 1.24166E+01, A4= 3.40235E-04, A6=-7.39399E-07, A8=-1.03089E-10
A10=-3.08828E-13
第3面
K=-6.77641E-01, A4=-3.09837E-06, A6= 1.79300E-05, A8=-1.95344E-07
A10= 1.26479E-08
Table 2 (Aspherical data)

Second side
K = 1.24166E + 01, A4 = 3.40235E-04, A6 = -7.39399E-07, A8 = -1.03089E-10
A10 = -3.08828E-13
Third side
K = -6.77641E-01, A4 = -3.09837E-06, A6 = 1.79300E-05, A8 = -1.95344E-07
A10 = 1.26479E-08

表3 (各種データ)

焦点距離 2.0109
Fナンバー 1.33187
半画角 44.8448
像高 2.0000
レンズ全長 72.7941
BF 0.85706
入射瞳位置 8.1804
射出瞳位置 322.5752
前側主点位置 10.2039
後側主点位置 70.7726
Table 3 (various data)

Focal length 2.0109
F number 1.33187
Half angle of view 44.8448
Statue height 2.0000
Total lens length 72.7941
BF 0.85706
Entrance pupil position 8.1804
Exit pupil position 322.5752
Front principal point position 10.2039
Rear principal point position 70.7726

(数値実施例2)
数値実施例2の広角レンズは、図3に示した実施の形態2に対応する。数値実施例2のズームレンズ系の面データを表4に、非球面データを表5に、各種データを表6に示す。
(Numerical example 2)
The wide-angle lens of Numerical Example 2 corresponds to Embodiment 2 shown in FIG. Table 4 shows surface data of the zoom lens system of Numerical Example 2, Table 5 shows aspheric data, and Table 6 shows various data.

表4 (面データ)

面番号 r d nd vd
物面 ∞ 376.79300
1 ∞ 0.00000
2* -63.07400 1.95700 1.50967 56.4
3* 9.59400 6.37900
4 -106.27900 0.60500 1.69680 55.5
5 10.32800 38.99600
6 33.77200 12.00000 1.58913 61.3
7(絞り) ∞ 8.00000 1.58913 61.3
8 -24.22800 12.60300
9 11.76800 3.00000 1.58913 61.3
10 ∞ 9.00000
11 ∞ 1.06700 1.48749 70.4
12 ∞ 1.16173
像面 ∞ 0.00000
Table 4 (Surface data)

Surface number rd nd vd
Object ∞ 376.79300
1 ∞ 0.00000
2 * -63.07400 1.95700 1.50967 56.4
3 * 9.59400 6.37900
4 -106.27900 0.60500 1.69680 55.5
5 10.32800 38.99600
6 33.77200 12.00000 1.58913 61.3
7 (Aperture) ∞ 8.00000 1.58913 61.3
8 -24.22800 12.60300
9 11.76800 3.00000 1.58913 61.3
10 ∞ 9.00000
11 ∞ 1.06700 1.48749 70.4
12 ∞ 1.16173
Image plane ∞ 0.00000

表5 (非球面データ)

第2面
K= 1.24166E+01, A4= 2.76286E-04, A6=-4.77446E-07, A8= 3.82483E-09
A10=-1.50840E-11
第3面
K=-1.32375E+00, A4= 8.37798E-05, A6= 1.34917E-05, A8=-2.75970E-07
A10= 7.55115E-09
Table 5 (Aspherical data)

Second side
K = 1.24166E + 01, A4 = 2.76286E-04, A6 = -4.77446E-07, A8 = 3.82483E-09
A10 = -1.50840E-11
Third side
K = -1.32375E + 00, A4 = 8.37798E-05, A6 = 1.34917E-05, A8 = -2.75970E-07
A10 = 7.55115E-09

表6 (各種データ)

焦点距離 2.0809
Fナンバー 1.57007
半画角 43.8625
像高 2.0000
レンズ全長 94.7687
BF 1.16173
入射瞳位置 9.4984
射出瞳位置 -235.5468
前側主点位置 11.5610
後側主点位置 92.6766
Table 6 (various data)

Focal length 2.0809
F number 1.57007
Half angle of view 43.8625
Statue height 2.0000
Total lens length 94.7687
BF 1.16173
Entrance pupil position 9.4984
Exit pupil position -235.5468
Front principal point position 11.5610
Rear principal point position 92.6766

(数値実施例3)
数値実施例3の広角レンズは、図5に示した実施の形態3に対応する。数値実施例3のズームレンズ系の面データを表7に、非球面データを表8に、各種データを表9に示す。
(Numerical Example 3)
The wide-angle lens of Numerical Example 3 corresponds to Embodiment 3 shown in FIG. Table 7 shows surface data of the zoom lens system of Numerical Example 3, Table 8 shows aspheric data, and Table 9 shows various data.

表7 (面データ)

面番号 r d nd vd
物面 ∞ 376.79300
1 ∞ 0.00000
2* -52.90500 1.95700 1.50967 56.4
3* 5.21100 6.37900
4 41.91400 0.60500 1.69680 55.5
5 7.62800 23.48300
6 205.49600 3.00000 1.84666 23.8
7 -20.72800 5.20900
8(絞り) ∞ 8.13400
9 13.85800 2.56900 1.51680 64.2
10 -59.08000 8.53200
11 13.68700 1.19200 1.62004 36.3
12 ∞ 2.49000
13 ∞ 1.06700 1.48749 70.4
14 ∞ 0.85956
像面 ∞ 0.00000
Table 7 (Surface data)

Surface number rd nd vd
Object ∞ 376.79300
1 ∞ 0.00000
2 * -52.90500 1.95700 1.50967 56.4
3 * 5.21100 6.37900
4 41.91400 0.60500 1.69680 55.5
5 7.62800 23.48300
6 205.49600 3.00000 1.84666 23.8
7 -20.72800 5.20900
8 (Aperture) ∞ 8.13400
9 13.85800 2.56900 1.51680 64.2
10 -59.08000 8.53200
11 13.68700 1.19200 1.62004 36.3
12 ∞ 2.49000
13 ∞ 1.06700 1.48749 70.4
14 ∞ 0.85956
Image plane ∞ 0.00000

表8 (非球面データ)

第2面
K= 1.24166E+01, A4= 6.34236E-04, A6=-2.97623E-06, A8=-1.30481E-10
A10= 3.25482E-11
第3面
K=-3.41973E-01, A4=-2.21666E-05, A6= 4.03078E-05, A8=-7.14390E-09
A10= 6.05173E-08
Table 8 (Aspherical data)

Second side
K = 1.24166E + 01, A4 = 6.34236E-04, A6 = -2.97623E-06, A8 = -1.30481E-10
A10 = 3.25482E-11
Third side
K = -3.41973E-01, A4 = -2.21666E-05, A6 = 4.03078E-05, A8 = -7.14390E-09
A10 = 6.05173E-08

表9 (各種データ)

焦点距離 2.0122
Fナンバー 1.54954
半画角 44.8267
像高 2.0000
レンズ全長 65.4766
BF 0.85956
入射瞳位置 7.0633
射出瞳位置 323.1483
前側主点位置 9.0881
後側主点位置 63.4538
Table 9 (various data)

Focal length 2.0122
F number 1.54954
Half angle of view 44.8267
Statue height 2.0000
Total lens length 65.4766
BF 0.85956
Entrance pupil position 7.0633
Exit pupil position 323.1483
Front principal point position 9.0881
Rear principal point position 63.4538

(数値実施例4)
数値実施例4の広角レンズは、図7に示した実施の形態4に対応する。数値実施例4のズームレンズ系の面データを表10に、非球面データを表11に、各種データを表12に示す。
(Numerical example 4)
The wide-angle lens of Numerical Example 4 corresponds to Embodiment 4 shown in FIG. Table 10 shows surface data of the zoom lens system of Numerical Example 4, Table 11 shows aspheric data, and Table 12 shows various data.

表10 (面データ)

面番号 r d nd vd
物面 ∞ 376.79300
1 ∞ 0.00000
2* -64.10300 1.95700 1.49178 57.2
3* 7.83900 6.37900
4 -306.32900 0.60500 1.69680 55.5
5 9.69800 33.47800
6 63.86200 3.00000 1.84666 23.8
7 -38.54800 5.20900
8(絞り) ∞ 8.13400
9 15.18500 2.56900 1.51680 64.2
10 -47.01200 8.78400
11 13.79700 1.19200 1.62004 36.3
12 ∞ 2.49000
13 ∞ 1.06700 1.48749 70.4
14 ∞ 1.49383
像面 ∞ 0.00000
Table 10 (Surface data)

Surface number rd nd vd
Object ∞ 376.79300
1 ∞ 0.00000
2 * -64.10300 1.95700 1.49178 57.2
3 * 7.83900 6.37900
4 -306.32900 0.60500 1.69680 55.5
5 9.69800 33.47800
6 63.86200 3.00000 1.84666 23.8
7 -38.54800 5.20900
8 (Aperture) ∞ 8.13400
9 15.18500 2.56900 1.51680 64.2
10 -47.01200 8.78400
11 13.79700 1.19200 1.62004 36.3
12 ∞ 2.49000
13 ∞ 1.06700 1.48749 70.4
14 ∞ 1.49383
Image plane ∞ 0.00000

表11 (非球面データ)

第2面
K= 1.24166E+01, A4= 3.29483E-04, A6=-7.41173E-07, A8= 1.01313E-09
A10=-2.41953E-12
第3面
K=-6.48722E-01, A4= 3.66992E-05, A6= 1.56073E-05, A8=-1.95867E-07
A10= 8.20004E-09
Table 11 (Aspherical data)

Second side
K = 1.24166E + 01, A4 = 3.29483E-04, A6 = -7.41173E-07, A8 = 1.01313E-09
A10 = -2.41953E-12
Third side
K = -6.48722E-01, A4 = 3.66992E-05, A6 = 1.56073E-05, A8 = -1.95867E-07
A10 = 8.20004E-09

表12 (各種データ)

焦点距離 2.0122
Fナンバー 1.55822
半画角 44.8261
像高 2.0000
レンズ全長 76.3578
BF 1.49383
入射瞳位置 8.8714
射出瞳位置 323.9473
前側主点位置 10.8962
後側主点位置 74.3351
Table 12 (various data)

Focal length 2.0122
F number 1.55822
Half angle of view 44.8261
Statue height 2.0000
Total lens length 76.3578
BF 1.49383
Entrance pupil position 8.8714
Exit pupil position 323.9473
Front principal point position 10.8962
Rear principal point position 74.3351

各数値実施例に係る広角レンズにおける条件(1)の対応値を以下の表13に示す。   Table 13 below shows corresponding values of the condition (1) in the wide-angle lens according to each numerical example.

表13 (条件の対応値)

数値実施例 T12/f
1 15.2
2 18.7
3 11.7
4 16.6
Table 13 (corresponding values of conditions)

Numerical example T 12 / f
1 15.2
2 18.7
3 11.7
4 16.6

本発明に係る広角レンズは、例えば、面発光装置に用いられるリレー光学系として利用できる。   The wide-angle lens according to the present invention can be used as, for example, a relay optical system used in a surface light emitting device.

実施の形態1(実施例1)に係る広角レンズの構成図Configuration diagram of wide-angle lens according to Embodiment 1 (Example 1) 実施例1に係る広角レンズの縦収差図Longitudinal aberration diagram of the wide-angle lens according to Example 1 実施の形態2(実施例2)に係る広角レンズの構成図Configuration diagram of wide-angle lens according to Embodiment 2 (Example 2) 実施例1に係る広角レンズの縦収差図Longitudinal aberration diagram of the wide-angle lens according to Example 1 実施の形態3(実施例3)に係る広角レンズの構成図Configuration diagram of wide-angle lens according to Embodiment 3 (Example 3) 実施例1に係る広角レンズの縦収差図Longitudinal aberration diagram of the wide-angle lens according to Example 1 実施の形態4(実施例4)に係る広角レンズの構成図Configuration diagram of wide-angle lens according to Embodiment 4 (Example 4) 実施例1に係る広角レンズの縦収差図Longitudinal aberration diagram of the wide-angle lens according to Example 1 実施の形態5に係る照明光学系の概略構成図Schematic configuration diagram of illumination optical system according to Embodiment 5

符号の説明Explanation of symbols

1 広角レンズ
2 均一化光学系
3 発光素子
4 光源部
5 被照明エリア
10 照明光学系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wide angle lens 2 Uniformization optical system 3 Light emitting element 4 Light source part 5 Illuminated area 10 Illumination optical system

Claims (14)

複数のレンズ素子と絞りとを有する結像光学系用の広角レンズであって、
共役距離の長い側から順に、
負の屈折力を有する第1レンズ群と、
正の屈折力を有する第2レンズ群とを備え、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間は、全てのレンズ間隔の内で最も長い空気間隔であり、
前記第1レンズ群は少なくとも1面の非球面を含み、
前記第2レンズ群は正レンズ素子のみから構成される、広角レンズ。
A wide-angle lens for an imaging optical system having a plurality of lens elements and a diaphragm,
From the longest conjugate distance,
A first lens group having negative refractive power;
A second lens group having a positive refractive power,
Between the first lens group and the second lens group is the longest air interval among all lens intervals,
The first lens group includes at least one aspheric surface;
The second lens group is a wide-angle lens composed of only positive lens elements.
前記第1レンズ群は、負レンズ素子のみから構成されていることを特徴とする、請求項1記載の広角レンズ。   The wide-angle lens according to claim 1, wherein the first lens group includes only a negative lens element. 前記第1レンズ群は、
共役距離が長い側から順に、
非球面を有する第1の負レンズ素子と、
第2の負レンズ素子とから構成されることを特徴とする、請求項1記載の広角レンズ。
The first lens group includes:
From the longest conjugate distance,
A first negative lens element having an aspheric surface;
The wide-angle lens according to claim 1, comprising a second negative lens element.
前記絞りは、1箇所にのみ設けられることを特徴とする、請求項1記載の広角レンズ。   The wide-angle lens according to claim 1, wherein the diaphragm is provided only at one location. 前記第2レンズ群は、3枚の正レンズ素子から構成され、
前記絞りは、前記第2レンズ群内に設けられることを特徴とする、請求項1記載の広角レンズ。
The second lens group is composed of three positive lens elements,
The wide-angle lens according to claim 1, wherein the diaphragm is provided in the second lens group.
前記第2レンズ群は、少なくとも2枚の正レンズ素子を含み、
前記絞りは、前記第2レンズ群内で共役距離が長い側に配置される正レンズ素子内、もしくは、当該正レンズ素子の近傍に設けられることを特徴とする、請求項1記載の広角レンズ。
The second lens group includes at least two positive lens elements,
2. The wide-angle lens according to claim 1, wherein the stop is provided in a positive lens element disposed on a side having a long conjugate distance in the second lens group or in the vicinity of the positive lens element.
以下の条件を満足することを特徴とする、請求項1記載の広角レンズ:
10<T12/f<20 ・・・ (1)
ここで、
12:第1レンズ群と第2レンズ群との間の空気間隔
f:全系の焦点距離
である。
The wide-angle lens according to claim 1, wherein the following condition is satisfied:
10 <T 12 / f <20 (1)
here,
T 12 : Air distance between the first lens group and the second lens group f: The focal length of the entire system.
有効Fナンバーが1.7以下であることを特徴とする、請求項1記載の広角レンズ。   The wide-angle lens according to claim 1, wherein an effective F number is 1.7 or less. 光源から出射される光を導いて対象物の被照明領域を照明する照明光学系であって、
前記光源から出射される光を均一化し、均一な強度分布を有する光を出射する均一化光学系と、
前記均一化光学系から出射される光を中継して前記被照明領域に導く、請求項1から8のいずれかに記載の広角レンズとを備える、照明光学系。
An illumination optical system that guides light emitted from a light source to illuminate an illuminated area of an object,
Uniformizing light emitted from the light source and emitting light having a uniform intensity distribution; and
An illumination optical system comprising: the wide-angle lens according to claim 1, which relays light emitted from the uniformizing optical system and guides the light to the illuminated area.
前記広角レンズの倍率が170倍以上であることを特徴とする、請求項9記載の照明光学系。   The illumination optical system according to claim 9, wherein a magnification of the wide-angle lens is 170 times or more. 共役距離の長い側の焦点位置近傍に配置されるフレネルレンズを更に備える、請求項9記載の照明光学系。   The illumination optical system according to claim 9, further comprising a Fresnel lens disposed in the vicinity of the focal position on the longer conjugate distance side. 前記広角レンズを構成する全てのレンズ素子が、シリンドリカルレンズであることを特徴とする、請求項9記載の照明光学系。   The illumination optical system according to claim 9, wherein all the lens elements constituting the wide-angle lens are cylindrical lenses. 面発光装置であって、
入射面から入射した光を出射面から面発光させる面発光パネルと、
一様な強度分布を有する光を出射する光源部と、
前記光源部から出射された光を中継して前記入射面に導く、請求項1〜8のいずれかに記載の広角レンズとを備える、面発光装置。
A surface emitting device,
A surface emitting panel for emitting light incident from the incident surface from the exit surface;
A light source unit that emits light having a uniform intensity distribution;
A surface light emitting device comprising: the wide-angle lens according to claim 1, wherein the light emitted from the light source unit is relayed and guided to the incident surface.
複数のレンズ素子と絞りとを有する結像光学系用の広角レンズであって、
共役距離の長い側から順に、
負の屈折力を有する第1レンズ群と、
正の屈折力を有する第2レンズ群とを備え、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間は、全てのレンズ間隔の内で最も長い空気間隔であり、
前記第1レンズ群は少なくとも1面の非球面を含み、
前記第2レンズ群は正レンズ素子のみから構成される、広角レンズ(ただし、半画角Wが40°以上である)。
A wide-angle lens for an imaging optical system having a plurality of lens elements and a diaphragm,
From the longest conjugate distance,
A first lens group having negative refractive power;
A second lens group having a positive refractive power,
Between the first lens group and the second lens group is the longest air interval among all lens intervals,
The first lens group includes at least one aspheric surface;
The second lens group is a wide-angle lens composed of only positive lens elements (however, the half angle of view W is 40 ° or more).
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