JPH0629900B2 - 変 倍 光 学 系 - Google Patents
変 倍 光 学 系Info
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- JPH0629900B2 JPH0629900B2 JP58230193A JP23019383A JPH0629900B2 JP H0629900 B2 JPH0629900 B2 JP H0629900B2 JP 58230193 A JP58230193 A JP 58230193A JP 23019383 A JP23019383 A JP 23019383A JP H0629900 B2 JPH0629900 B2 JP H0629900B2
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- JP
- Japan
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- lens
- diaphragm
- meniscus
- negative
- optical system
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/24—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for reproducing or copying at short object distances
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/142—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は変倍光学系、さらに詳しくは、光学系全体を移
動させるとともに光学系の所定のレンズを他のレンズに
対して移動させることにより、物像間距離を一定に保つ
たまま投影変倍を行う。例えば複写機等に使用する光学
系に関する。
動させるとともに光学系の所定のレンズを他のレンズに
対して移動させることにより、物像間距離を一定に保つ
たまま投影変倍を行う。例えば複写機等に使用する光学
系に関する。
従来の複写機等に使用する変倍光学系の例として、固定
焦点の投影レンズを使用し、反射鏡の移動によつて光路
長を変えるものが知られている。しかし、この光学系は
反射鏡の移動に複雑な機構と大きな空間を必要とする問
題があり、また機構上の理由から連続変倍が困難である
問題があつた。
焦点の投影レンズを使用し、反射鏡の移動によつて光路
長を変えるものが知られている。しかし、この光学系は
反射鏡の移動に複雑な機構と大きな空間を必要とする問
題があり、また機構上の理由から連続変倍が困難である
問題があつた。
従来の複写機等に使用する変倍光学系の他の例として、
光学系の一部のレンズを移動させて焦点距離を変えるい
わゆるズームレンズにより連続変倍を行うものが知られ
ている。ところで、複写機においては投影倍率が１倍の
ときに収差が最も良好に補正されていることが望ましい
ため、上記ズームレンズは絞りに関し対称に構成したい
わゆる対称型ズームレンズが優れており、例えば特開昭
４９−１２４２号、特開昭５５−１１２２０号、特公昭
５７−１５３６７号、特公昭５８−９４０１号等によつ
て上記対称型ズームレンズが提案されている。しかし、
これらの光学系はいずれもコンパクト化が困難であり、
画角が小さく、Ｆナンバーが大きい等の問題があつた。
光学系の一部のレンズを移動させて焦点距離を変えるい
わゆるズームレンズにより連続変倍を行うものが知られ
ている。ところで、複写機においては投影倍率が１倍の
ときに収差が最も良好に補正されていることが望ましい
ため、上記ズームレンズは絞りに関し対称に構成したい
わゆる対称型ズームレンズが優れており、例えば特開昭
４９−１２４２号、特開昭５５−１１２２０号、特公昭
５７−１５３６７号、特公昭５８−９４０１号等によつ
て上記対称型ズームレンズが提案されている。しかし、
これらの光学系はいずれもコンパクト化が困難であり、
画角が小さく、Ｆナンバーが大きい等の問題があつた。
従来の複写機等に使用する変倍光学系のさらに他の例と
しては、正レンズ、負レンズ、メニスカス正レンズが順
次、絞りに関し対称的に配置されたいわゆる対称オルソ
メタ型レンズがコンパクト化可能なものとして知られて
いる。これは、米国特許第3,687,522号、同第4,061,419
号等に示されているように、内側レンズを他のレンズに
対し移動させて焦点距離の調節を行うが、収差補正の自
由度が小さく、変倍時の収差を十分に補正できず、また
Ｆナンバー及び解像力の点で問題があつた。
しては、正レンズ、負レンズ、メニスカス正レンズが順
次、絞りに関し対称的に配置されたいわゆる対称オルソ
メタ型レンズがコンパクト化可能なものとして知られて
いる。これは、米国特許第3,687,522号、同第4,061,419
号等に示されているように、内側レンズを他のレンズに
対し移動させて焦点距離の調節を行うが、収差補正の自
由度が小さく、変倍時の収差を十分に補正できず、また
Ｆナンバー及び解像力の点で問題があつた。
従来の複写機等に使用する変倍系のさらに他の例とし
て、上記対称オルソメタ型レンズの外側に、さらに絞り
に対称に移動レンズ群として正レンズを追加したものが
米国特許第3,728,010号によつて提案され、また同じく
絞りに対称に固定の負レンズを追加したものが特開昭５
７−６７９０９号によつて提案されている。しかし、前
者はペツツヴアール和が大きくなるという問題があり、
後者はコンパクト化が可能でかつペツツヴアール和が小
さい利点があるが、構成枚数が８ないし１０枚であり、
特に８枚の実施例においては変倍時の収差変動、特に球
面収差の変動が大きいという問題があつた。
て、上記対称オルソメタ型レンズの外側に、さらに絞り
に対称に移動レンズ群として正レンズを追加したものが
米国特許第3,728,010号によつて提案され、また同じく
絞りに対称に固定の負レンズを追加したものが特開昭５
７−６７９０９号によつて提案されている。しかし、前
者はペツツヴアール和が大きくなるという問題があり、
後者はコンパクト化が可能でかつペツツヴアール和が小
さい利点があるが、構成枚数が８ないし１０枚であり、
特に８枚の実施例においては変倍時の収差変動、特に球
面収差の変動が大きいという問題があつた。
本発明は従来の変倍光学系の上記問題に鑑みなされたも
のであつて、コンパクトで収差を十分に補正できる変倍
光学系を提供することを目的とする。さらに、本発明は
レンズ群の移動量が小さく、ペツツヴアール和も小さ
く、画角が大きくかつＦナンバーの小さい変倍光学系を
提供することを目的とする。
のであつて、コンパクトで収差を十分に補正できる変倍
光学系を提供することを目的とする。さらに、本発明は
レンズ群の移動量が小さく、ペツツヴアール和も小さ
く、画角が大きくかつＦナンバーの小さい変倍光学系を
提供することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するため以下の構成上の特徴を
有する。すなわち、本発明は絞りから順次配置されたメ
ニスカス負レンズ、メニスカス正レンズ、メニスカス正
レンズからなる第１レンズ群と、絞りに関して上記第１
レンズ群と略対称的に構成された第２レンズ群とからな
るガウス型の移動レンズ系と、絞りに関し対称的に上記
ガウス型移動レンズ系の外側に設けられた１対の負のレ
ンズからなる固定レンズ系とからなり、上記第１レンズ
と第２レンズ群を絞りに関して対称的に光軸に沿つて移
動させることによつて焦点距離を可変にするように構成
されている。この構成により第１レンズと第２レンズ群
の移動により焦点距離を変え、それと同時に移動レンズ
系及び固定レンズ系を含めた光学系全体を光軸に沿つて
所定量移動させれば、物像間距離を一定に保つたまま投
影倍率を変換させることができる。
有する。すなわち、本発明は絞りから順次配置されたメ
ニスカス負レンズ、メニスカス正レンズ、メニスカス正
レンズからなる第１レンズ群と、絞りに関して上記第１
レンズ群と略対称的に構成された第２レンズ群とからな
るガウス型の移動レンズ系と、絞りに関し対称的に上記
ガウス型移動レンズ系の外側に設けられた１対の負のレ
ンズからなる固定レンズ系とからなり、上記第１レンズ
と第２レンズ群を絞りに関して対称的に光軸に沿つて移
動させることによつて焦点距離を可変にするように構成
されている。この構成により第１レンズと第２レンズ群
の移動により焦点距離を変え、それと同時に移動レンズ
系及び固定レンズ系を含めた光学系全体を光軸に沿つて
所定量移動させれば、物像間距離を一定に保つたまま投
影倍率を変換させることができる。
以下本発明の実施例を図にもとづいて説明する。
第１実施例は、第１図(A)に投影倍率１倍のときの光学
図、第１図(B)に投影倍率0.64倍のときの光学図に示す
ように、Ｌ１ないしＬ８の８個の単レンズからなり、絞
りＳに関し左右対称となつている。第１実施例他の各数
値は以下の通りである。
図、第１図(B)に投影倍率0.64倍のときの光学図に示す
ように、Ｌ１ないしＬ８の８個の単レンズからなり、絞
りＳに関し左右対称となつている。第１実施例他の各数
値は以下の通りである。
ここでの数値は等倍時を示し、焦点距離１０0.０mm、有
効Ｆナンバーは１1.２、レンズ全長は３6.０８８５mmと
コンパクトである。
効Ｆナンバーは１1.２、レンズ全長は３6.０８８５mmと
コンパクトである。
変倍時はレンズＬ１〜Ｌ８が一体的に光軸方向へ移動
し、それと同時にレンズＬ２〜Ｌ４より成り一体的に移
動する移動前群と、レンズＬ５〜Ｌ７より成り一体的に
移動する移動後群とが、絞りＳに関し、常に対称となる
ように移動する。ｄ２＝ｄ１５＝1.98802、ｄ８＝ｄ９
＝8.16186とすることにより倍率ｍ＝−0.80倍を、ｄ２
＝ｄ１５＝4.99178、ｄ８＝ｄ９＝5.15851としてｍ＝−
0.64倍を得る。
し、それと同時にレンズＬ２〜Ｌ４より成り一体的に移
動する移動前群と、レンズＬ５〜Ｌ７より成り一体的に
移動する移動後群とが、絞りＳに関し、常に対称となる
ように移動する。ｄ２＝ｄ１５＝1.98802、ｄ８＝ｄ９
＝8.16186とすることにより倍率ｍ＝−0.80倍を、ｄ２
＝ｄ１５＝4.99178、ｄ８＝ｄ９＝5.15851としてｍ＝−
0.64倍を得る。
ところで一般に収差補正上、像面灣曲を小さくするのに
ペツツヴアール和を小さくする必要があるが、ガウス型
だけのレンズ系に対し、更に負レンズを付加させる本発
明におけるレンズ系では、ペツツヴアール和を減少させ
る自由度が大となり、上記実施例の等倍におけるペツツ
ヴアール和は0.０９２１である。しかも対称型レンズは
一般に歪曲、コマ収差、横の色収差は極度に小さくでき
る。そして、第１実施例の他の収差は、第２図(A)に投
影倍率１倍時、第２図(B)に同じく−0.8０倍時、第２図
(C)に同じく−0.6４倍時の球面収差ＳＡ及び非点収差Ａ
Ｓ（実線はサジタル像画、破線はメリデイオナル像画を
示す）を示すように、全体として収差のよく補正された
変倍光学系である。
ペツツヴアール和を小さくする必要があるが、ガウス型
だけのレンズ系に対し、更に負レンズを付加させる本発
明におけるレンズ系では、ペツツヴアール和を減少させ
る自由度が大となり、上記実施例の等倍におけるペツツ
ヴアール和は0.０９２１である。しかも対称型レンズは
一般に歪曲、コマ収差、横の色収差は極度に小さくでき
る。そして、第１実施例の他の収差は、第２図(A)に投
影倍率１倍時、第２図(B)に同じく−0.8０倍時、第２図
(C)に同じく−0.6４倍時の球面収差ＳＡ及び非点収差Ａ
Ｓ（実線はサジタル像画、破線はメリデイオナル像画を
示す）を示すように、全体として収差のよく補正された
変倍光学系である。
第２実施例は、第３図(A)に投影倍率１倍のときの光学
図、第３図(B)に投影倍率0.6４倍のときの光学図に示す
ように、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ７、Ｌ８の単体レンズと、Ｌ３
とＬ４の貼合せレンズと、Ｌ５とＬ６の貼合せレンズか
らなり、絞りＳに関し左右対称となつている。第２実施
例の各数値は以下の通りである。
図、第３図(B)に投影倍率0.6４倍のときの光学図に示す
ように、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ７、Ｌ８の単体レンズと、Ｌ３
とＬ４の貼合せレンズと、Ｌ５とＬ６の貼合せレンズか
らなり、絞りＳに関し左右対称となつている。第２実施
例の各数値は以下の通りである。
第１実施例と同様に数値は等倍時を示し、焦点距離１０
０mm、有効Ｆナンバ１1.２、レンズ全長は３6.２９７６
mmとやはりコンパクトである。
０mm、有効Ｆナンバ１1.２、レンズ全長は３6.２９７６
mmとやはりコンパクトである。
変倍時はｄ２＝ｄ１３＝2.００８４３、ｄ７＝ｄ８＝8.
２４７７５とすることによりｍ＝−0.８０倍を、ｄ２＝
ｄ１３＝5.０４２７８、ｄ７＝ｄ８＝5.２１３４として
ｍ＝−0.６４倍を得る。等倍時のペツツヴエール和は0.
０９９９とやはり小さい値を持つ。第２実施例の他の収
差は、第４図(A)に投影倍率１倍時、第４図(B)に同じく
−0.８０倍時、第４図(C)に同じく−0.６４倍時の球面
収差ＳＡ及び非点収差ＡＳ（実線はサジタル像面、破線
はメリデイオナル像画を示す）を示すように、全体とし
て収差のよく補正され、特に変倍による収差の変動が少
ない特徴がある。
２４７７５とすることによりｍ＝−0.８０倍を、ｄ２＝
ｄ１３＝5.０４２７８、ｄ７＝ｄ８＝5.２１３４として
ｍ＝−0.６４倍を得る。等倍時のペツツヴエール和は0.
０９９９とやはり小さい値を持つ。第２実施例の他の収
差は、第４図(A)に投影倍率１倍時、第４図(B)に同じく
−0.８０倍時、第４図(C)に同じく−0.６４倍時の球面
収差ＳＡ及び非点収差ＡＳ（実線はサジタル像面、破線
はメリデイオナル像画を示す）を示すように、全体とし
て収差のよく補正され、特に変倍による収差の変動が少
ない特徴がある。
なお、上記実施例において、絞りＳの位置に平面ミラー
を配置してここで光路を反射するように構成することに
よつて反射型変倍光学系とすることもできる。この反射
型変倍光学系においては、平面ミラーを固定して移動レ
ンズ群を該平面ミラー及び固定レンズ系に対して移動さ
せることにより変倍を行う。
を配置してここで光路を反射するように構成することに
よつて反射型変倍光学系とすることもできる。この反射
型変倍光学系においては、平面ミラーを固定して移動レ
ンズ群を該平面ミラー及び固定レンズ系に対して移動さ
せることにより変倍を行う。
また、上記実施例はいずれも絞りＳに関し完全に対称に
構成されているが、この対称性を僅かにはずして構成し
ても本発明の効果を失うものではない。
構成されているが、この対称性を僅かにはずして構成し
ても本発明の効果を失うものではない。
ここで、本発明の実施態様の一つは、〔発明の構成〕の
項に示した第１レンズ群のメニスカス負レンズ及び第２
レンズ群のメニスカス負レンズの屈折率をＮｍ、Ｎ
ｍ′、該レンズの絞り側面の曲率半径をＲｍ、Ｒｍ′、
さらに等倍投影時の該レンズの絞り側面から絞りまでの
間隔をＤｍ、Ｄｍ′とするとき、 の関係を有するものである。この関係式において、下限
はＲｍ、Ｒｍ′の発散作用が光束に強く作用し過ぎてコ
マフレアーの劣化をもたらし、必然的に解像力を低下さ
せて実用できなくなることを防ぐために設けられてお
り、一方上限は該コマフレアーを押えることができる反
面光学系全体が大型化することを防ぐために設けられて
いる。また、上述した絞りＳの位置に平面ミラーを配置
する実施例においては、Ｄｍ＝Ｄｍ′Ｎｍ＝Ｎｍ′であ
り、 となる。
項に示した第１レンズ群のメニスカス負レンズ及び第２
レンズ群のメニスカス負レンズの屈折率をＮｍ、Ｎ
ｍ′、該レンズの絞り側面の曲率半径をＲｍ、Ｒｍ′、
さらに等倍投影時の該レンズの絞り側面から絞りまでの
間隔をＤｍ、Ｄｍ′とするとき、 の関係を有するものである。この関係式において、下限
はＲｍ、Ｒｍ′の発散作用が光束に強く作用し過ぎてコ
マフレアーの劣化をもたらし、必然的に解像力を低下さ
せて実用できなくなることを防ぐために設けられてお
り、一方上限は該コマフレアーを押えることができる反
面光学系全体が大型化することを防ぐために設けられて
いる。また、上述した絞りＳの位置に平面ミラーを配置
する実施例においては、Ｄｍ＝Ｄｍ′Ｎｍ＝Ｎｍ′であ
り、 となる。
本発明は以上のように構成することによつて、固定群の
負レンズ及び移動群の絞りに隣接したメニスカス負レン
ズによつて負のペツツヴアール和を発生させ、かつ集光
作用をもつメニスカス正レンズＬ２、Ｌ３及びＬ６、Ｌ
７を分離させることにより、全体として各面に発生する
収差係数を小さく押えることができる効果を有する。ま
た、移動レンズの移動量及びＦナンバーを小さくするこ
とができ、複写機等に有効に使用可能なコンパクトな変
倍光学系を構成することができる効果も有する。さら
に、僅かレンズ８枚の構成にして上記の通り優れた光学
性能を得ることができるという製造コストの面での効果
も有する。
負レンズ及び移動群の絞りに隣接したメニスカス負レン
ズによつて負のペツツヴアール和を発生させ、かつ集光
作用をもつメニスカス正レンズＬ２、Ｌ３及びＬ６、Ｌ
７を分離させることにより、全体として各面に発生する
収差係数を小さく押えることができる効果を有する。ま
た、移動レンズの移動量及びＦナンバーを小さくするこ
とができ、複写機等に有効に使用可能なコンパクトな変
倍光学系を構成することができる効果も有する。さら
に、僅かレンズ８枚の構成にして上記の通り優れた光学
性能を得ることができるという製造コストの面での効果
も有する。
【図面の簡単な説明】 第１図は第１実施例の光学図、第２図は第１実施例のｄ
線収差図、第３図は第２実施例の光学図、第４図は第２
実施例のｄ線の収差図である。なお、第１図及び第３図
において(A)は投影倍率１倍時、(B)は同じく−0.8倍時
を示し、第２図及び第４図において(A)は投影倍率１倍
時、(B)は同じく−0.８０倍時、(C)は同じく−0.６４倍
時を示し、実線はサジタル像面を示し、破線はメリデイ
オナル像面を示す。 Ｌ…レンズ ｄ…軸上面間隔 ｒ…レンズ面 Ｓ…絞り ＳＡ…球面収差 ＡＳ…非点収差
線収差図、第３図は第２実施例の光学図、第４図は第２
実施例のｄ線の収差図である。なお、第１図及び第３図
において(A)は投影倍率１倍時、(B)は同じく−0.8倍時
を示し、第２図及び第４図において(A)は投影倍率１倍
時、(B)は同じく−0.８０倍時、(C)は同じく−0.６４倍
時を示し、実線はサジタル像面を示し、破線はメリデイ
オナル像面を示す。 Ｌ…レンズ ｄ…軸上面間隔 ｒ…レンズ面 Ｓ…絞り ＳＡ…球面収差 ＡＳ…非点収差
Claims (2)
- 【請求項１】絞りから順次配置されたメニスカス負レン
ズ、メニスカス正レンズ、メニスカス正レンズからなる
第１レンズ群と絞りに関して上記第１レンズ群と略対称
的に構成された第２レンズ群とからなるガウス型の移動
レンズ系と、絞りに関し対称的に上記ガウス型移動レン
ズ系の外側に設けられた１対の負のレンズからなる固定
レンズ系とからなり、上記第１レンズと第２レンズ群を
絞りに関して対称的に光軸に沿って移動させることによ
って焦点距離を可変にするとともに、 上記第１レンズ群のメニスカス負レンズ及び上記第２レ
ンズ群のメニスカス負レンズの屈折率をＮｍ、Ｎｍ′、
該レンズの絞り側面の曲率半径をＲｍ、Ｒｍ′、さらに
等倍投影時の該レンズの絞り側面から絞りまでの間隔を
Ｄｍ、Ｄｍ′とするとき、 であることを特徴とする変倍光学系。 - 【請求項２】絞りから順次配置されたメニスカス負レン
ズ、メニスカス正レンズ、メニスカス正レンズからなる
移動光学系と、 該移動レンズ系の上記絞りと反対側に配置した負レン
ズ、および絞り位置に配置した平面鏡とからなる固定光
学系とからなり、 上記移動光学系を光軸に沿って移動させることによって
焦点距離を可変にするとともに、 前記メニスカス負レンズの屈折率をＮｍ、該レンズの絞
り側面の曲率半径をＲｍ、さらに等倍投影時の該レンズ
の絞り側面から絞りまでの間隔をＤｍとするとき、 であることを特徴とする変倍光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58230193A JPH0629900B2 (ja) | 1983-12-06 | 1983-12-06 | 変 倍 光 学 系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58230193A JPH0629900B2 (ja) | 1983-12-06 | 1983-12-06 | 変 倍 光 学 系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60121414A JPS60121414A (ja) | 1985-06-28 |
| JPH0629900B2 true JPH0629900B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=16904041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58230193A Expired - Lifetime JPH0629900B2 (ja) | 1983-12-06 | 1983-12-06 | 変 倍 光 学 系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629900B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6218514A (ja) * | 1985-07-18 | 1987-01-27 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 複写用ズ−ムレンズ系 |
| EP2397880B1 (en) * | 2010-06-16 | 2017-04-12 | Ricoh Company, Ltd. | Image-forming lens, and camera device and portable information terminal device with the image-forming lens |
| CN109683282B (zh) * | 2019-01-17 | 2021-02-26 | 广东奥普特科技股份有限公司 | 一种低畸变广角定焦线扫机器视觉镜头光学系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6032166B2 (ja) * | 1974-06-19 | 1985-07-26 | キヤノン株式会社 | 複写用レンズ |
| JPS5767909A (en) * | 1980-10-15 | 1982-04-24 | Canon Inc | Variable magnification optical system |
-
1983
- 1983-12-06 JP JP58230193A patent/JPH0629900B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60121414A (ja) | 1985-06-28 |
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