JP2966823B2

JP2966823B2 - 変倍光学装置

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Publication number: JP2966823B2
Application number: JP31548097A
Authority: JP
Inventors: 保則新井; 隆之飯塚; 伊広山崎
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1997-11-17
Publication date: 1999-10-25
Anticipated expiration: 2017-11-17
Also published as: JPH10115780A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、被写体情報を変倍して受光面に
与える変倍光学装置に関し、特に物像間距離を変化させ
て変倍を行なう変倍光学装置に関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】変倍光学装置は、例えば変
倍機能を持つ複写機に用いられ、また最近では、イメー
ジスキャナ、ファクシミリ、デジタル複写機等の、受光
素子としてＣＣＤ等の光電変換素子を用いた装置にも用
いられている。このような装置に用いられる変倍光学装
置は、物像間距離を一定に保持するズームレンズ系によ
るものと、固定焦点の結像レンズを用い、物像間距離お
よび結像レンズ位置を変化させて変倍を行なうものとに
大別される。前者は高精度の変倍が可能でしかも物像間
距離が変化しないという利点があるが、ズームレンズが
大型化するため、コスト、スペースの点から、小型化、
低コスト化を要求される装置への適用は難しい。これに
対し後者は、固定焦点レンズによるため安価であるが、
一般的に固定焦点レンズは特定の倍率位置において最良
の像が生じるように設計されるため、変倍を行なうため
に被写体面および像面に対して相対移動させると、結像
性能が大きく劣化するという問題点がある。

【０００３】

【発明の目的】本発明は、物像間距離を変化させて変倍
を行なう小型で安価なタイプの変倍光学装置において、
全変倍範囲で結像性能の劣化の少ない装置を得ることを
目的とする。また本発明は、結像性能を向上させるため
に、構造が複雑化しない変倍光学装置を得ることを目的
とする。

【０００４】

【発明の概要】本発明は、被写体面と、受光面と、被写
体面におかれた被写体の像を受光面に結像する結像レン
ズとを備え、変倍時には、被写体面と受光面との間の光
学的距離を変化させる変倍光学装置において、結像レン
ズを相対移動できる主レンズ群と補正レンズ群から構成
し、この主レンズ群と補正レンズ群のいずれか一方と受
光面を移動ベースに固定するとともに、主レンズ群と補
正レンズ群の他方を光軸方向に移動可能に支持し、さら
に、この移動ベースを変倍時に光軸方向に移動させて、
固定して設けた被写体面との距離を変化させる変倍手段
と、この移動ベースの移動位置に応じ、移動ベース上で
可動の主レンズ群または補正レンズ群を所定の位置に移
動させる補正手段とを備えたことを特徴としている。

【０００５】移動ベースは、例えば、固定ベースに固定
されたガイドバーに移動自在に支持し、パルスモータに
よってその移動位置を制御することができる。そしてこ
の移動ベースに移動可能に支持した主レンズ群または補
正レンズ群は、移動ベースに枢着されたカムレバーの一
端に連動させ、このカムレバーの他端を、固定ベースに
一体に設けたカム面と係合させれば、移動ベースの移動
位置に応じ、主レンズ群または補正レンズ群を所定の位
置に移動させることができる。

【０００６】あるいは、移動ベースに移動可能に支持し
た主レンズ群または補正レンズ群を、ギヤ列を介して別
のパルスモータにより、その移動位置を制御するように
してもよい。

【０００７】以上は、物像間距離を変化させるために、
受光面を移動させる装置であるが、受光面および被写体
面を固定したまま、物像間距離を変化させることもでき
る。この装置は、被写体面の走査手段に改良を施したも
ので、固定された被写体面を走査する照明光源と、被写
体面で反射した照明光を被写体面と平行な方向に反射す
る第一ミラーを搭載した第一キャリッジ；第一ミラーで
反射した光をこれと反対の方向に折り返して上記結像レ
ンズに入射させる、第二ミラーおよび第三ミラーを搭載
した第二キャリッジ；この第一キャリッジと第二キャリ
ッジを２：１の速度比で被写体面と平行な同一方向に移
動させる走査駆動手段；および第一キャリッジと第二キ
ャリッジの初期位置を変倍率に応じて変化させる物像間
距離変更手段を備えている。この装置によれば、受光面
と被写体面の双方を固定することができ、従って、主レ
ンズ群と補正レンズ群のいずれか一方も固定することが
できる。

【０００８】走査手段は、第一キャリッジと第二キャリ
ッジに結合された無端ワイヤを巻回した、直径比が１：
２の同軸の各一対のプーリと、このプーリを回転駆動す
るモータとから構成することができ、物像間距離変更手
段は、この直径比が１：２のプーリ間にクラッチ手段を
介在させて構成することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明による変倍光学装置
の光学的な第一の構成例を示すもので、被写体面１１と
受光面１２との間に、結像レンズ群２０が配置されてい
る。結像レンズ群２０は、ともに正のパワーを持つ主レ
ンズ群（前群）２１と補正レンズ群（後群）２２とから
なっていて、補正レンズ群２２が受光面１２に対して固
定した関係にある。つまり補正レンズ群２２と受光面１
２との距離Ｌ_B は常に一定である。変倍は、この結像レ
ンズ群２０の主レンズ群２１を補正レンズ群２２に対し
て所定の関係で移動させるとともに、被写体面１１を受
光面１２に対して所定の関係で移動させることで行なう
ことができる。すなわち被写体面１１から結像レンズ群
２０の主レンズ群２１迄の距離Ｌ_A は、変倍率に応じて
変化する。

【００１０】この例では、変倍率が0.112x、0.168x、0.
224xと大きくなるにつれて被写体面１１と受光面１２が
接近し、同時に主レンズ群２１が補正レンズ群２２から
離れる方向に移動して、受光面１２上に被写体面１１に
置く被写体の像が結像される。

【００１１】この第一の構成例において、結像レンズ２
０は結像するという性質上、全体として正のパワーを有
する。これに対し、補正レンズ群２１もまた、倍率が増
大したとき焦点位置を受光面１２に一致させるように補
正するという目的上、正のパワーを持つことが必要であ
る。そして補正レンズ群２１の焦点距離をf_Bとし、結像
レンズ２０全体の焦点距離をｆとしたとき、０＜f/f_B＜
0.5 を満たすことが望ましい。０＜f/f_Bを満たさない
と、補正レンズ群を固定することができず、f/f_B＜0.5
を満たさないと、全変倍範囲において焦点位置を補正す
ることができない。

【００１２】図２は本発明による光学変倍装置の第二の
光学的な構成例を示すものである。第一の構成例と異な
る点は、主レンズ群２１を受光面１２に対して固定し、
補正レンズ群２２を主レンズ群２１に対して移動できる
ように構成した点である。この実施例では、主レンズ群
２１と受光面１２の距離Ｌ_C が一定に保持され、変倍率
が大きくなるにつれて、補正レンズ群２２が主レンズ群
２１から離れていく。

【００１３】図３は本発明を適用する機器の構成例であ
る。原稿台ガラス３１は上記被写体面１１に相当し、Ｃ
ＣＤ３２は同受光面１２に相当する。この原稿台ガラス
３１は原稿３３（被写体）を載置してその平面方向に移
動する。この原稿台ガラス３１の下には、原稿３３を照
明する照明光源３４とミラー３５が配設され、このミラ
ー３５で反射した原稿３３の像が結像レンズ群２０を介
してＣＣＤ３２に入射する。この実施例では、物像間距
離を変化させて変倍を行なうために、破線で示すよう
に、結像レンズ群２０を支持したレンズ台３６とＣＣＤ
３２がミラー３５に対して接離可能となっている。レン
ズ台３６は、主レンズ群２１と補正レンズ群２２の一方
を固定し、他方を所定の関係で移動させる。

【００１４】次に結像レンズ群２０の具体例について本
発明を説明する。以下の具体例はいずれも図１の光学的
構成例に対応する。［具体例１］表１および図４は、第一の具体例を示すも
のである。図４においてレンズ２１ａ〜２１ｆは一体の
主レンズ群２１であり、補正レンズ群２２は単レンズか
らなっている。

【表１】 F=4.0 0.112x 〜0.168x〜0.224x f= 39.149〜39.916〜40.721 d₁₁=2.05 〜4.92 〜7.81 Ｌ_A=370.37〜314.95〜261.77 Ｌ_B=19.52 （一定） r₁ 22.28 d₁ 3.29 n₁ 1.80440 ν₁ 39.6 r₂ 52.26 d₂ 0.10 r₃ 13.14 d₃ 4.70 n₂ 1.79952 ν₂ 42.2 r₄ 39.37 d₄ 1.10 n₃ 1.80518 ν₃ 25.4 r₅ 8.69 d₅ 11.14 r₆ -9.41 d₆ 1.70 n₄ 1.80518 ν₄ 25.4 r₇ -13.36 d₇ 0.20 r₈ -44.38 d₈ 3.52 n₅ 1.69680 ν₅ 55.5 r₉ -14.90 d₉ 0.10 r₁₀ 41.20 d₁₀ 4.00 n₆ 1.69680 ν₆ 55.5 r₁₁ 42.56 d₁₁ 変化 r₁₂-391.39 d₁₂ 2.50 n₇ 1.71300 ν₇ 53.9 r₁₃ -76.59 r_i; 第ｉ面の曲率半径 d_i; 第ｉ面と第ｉ＋１面の間隔 n_i; 第ｉレンズのｄ線の屈折率 ν_i;第ｉレンズのアッベ数 f;結像レンズ群２０全体の焦点距離（ｅ線）Ｌ_A;被写体面１１から主レンズ群２１迄の距離Ｌ_B;補正レンズ群２２から受光面１２迄の距離

【００１５】図５は以上の結像レンズ群２０の倍率m=0.
168x（設計値）におけるコマ収差図（ｅ線）であり、図
６（Ａ）および（Ｂ）は、補正レンズ群２２を受光面１
２に対して固定し主レンズ群２１を上の表のように移動
させた場合のm=0.112xおよびm=0.224xにおけるコマ収差
図（同）である。このようにm=0.112xおよびm=0.224xに
おけるコマ収差は、m=0.168xにおけるコマ収差とほとん
ど遜色がない。ちなみに、図７（Ａ）および（Ｂ）は、
補正レンズ群２２を主レンズ群２１に固定して移動させ
た場合のm=0.112xおよびm=0.224xにおけるコマ収差を示
すもので、コマ収差の劣化が顕著に減少していることが
理解される。

【００１６】［具体例２］表２および図８は、第二の具
体例を示すものである。図８においてレンズ２１ｇ〜２
１ｉは一体の主レンズ群２１であり、補正レンズ群２２
は単レンズからなっている。

【表２】 F=5.0 0.112x〜0.168x〜0.224x f= 29.905〜30.001〜30.098 d₆= 1.12 〜2.96 〜4.81 Ｌ_A=295.92〜207.49〜163.27 Ｌ_B=25.0（一定） r₁ 10.37 d₁ 4.77 n₁ 1.80400 ν₁ 46.6 r₂ 20.03 d₂ 0.61 r₃ -25.15 d₃ 0.70 n₂ 1.74077 ν₂ 27.8 r₄ 11.33 d₄ 1.26 r₅ 30.43 d₅ 1.83 n₃ 1.83481 ν₃ 42.7 r₆ -18.07 d₆ 変化 r₇ 161.87 d₇ 1.80 n₄ 1.77250 ν₄ 49.6 r₈ 259.34 r_i; 第ｉ面の曲率半径 d_i; 第ｉ面と第ｉ＋１面の間隔 n_i; 第ｉレンズのｄ線の屈折率 ν_i;第ｉレンズのアッベ数 f;結像レンズ群２０全体の焦点距離（ｅ線）Ｌ_A;被写体面１１から主レンズ群２１迄の距離Ｌ_B;補正レンズ群２２から受光面１２迄の距離

【００１７】図９は以上の結像レンズ群２０の倍率m=0.
168x（設計値）におけるコマ収差図（ｅ線）であり、図
１０（Ａ）および（Ｂ）は、補正レンズ群２２を受光面
１２に対して固定し主レンズ群２１を上の表のように移
動させた場合のm=0.112xおよびm=0.224xにおけるコマ収
差図（同）である。このようにm=0.112xおよびm=0.224x
におけるコマ収差は、m=0.168xにおけるコマ収差とほと
んど遜色がない。ちなみに、図１１（Ａ）および（Ｂ）
は、補正レンズ群２２を主レンズ群２１に固定して移動
させた場合のm=0.112xおよびm=0.224xにおけるコマ収差
を示すもので、コマ収差の劣化が顕著に減少しているこ
とが理解される。

【００１８】次に、主レンズ群２１と補正レンズ群２２
の好ましい焦点距離比についての構成例を、表３ないし
表９、および図１２ないし図１８について説明する。こ
れらはいずれも主レンズ群２１が移動し、補正レンズ群
２２が受光面１２に対して固定されたもので、主レンズ
群２１は複合レンズ、補正レンズ群２２は単レンズから
なり、かつ主レンズ群２１および補正レンズ群２２はと
もに正の焦点距離を持つ。また各表および各図の（Ａ）
はレンズ構成図、同（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞ
れ、変倍率が0.112x, 0.168x, 0.224xの場合の諸収差を
示す。各表には、主レンズ群２１と補正レンズ群の焦点
距離f_Aとf_B、およびその比f_B／f_Aを示した。これらの各
表および各図から、２＜f_B／f_A＜８を満足すると、全変
倍率において良好な結像性能が得られることが理解され
る。また補正レンズ群２２の後方の符合２３は、平面ガ
ラスからなるＣＣＤ３２のカバーガラス２４である。従
ってその曲率半径r₁₄,r₁₅(r₁₃,r₁₄ またはr₁₂,r₁₃)はい
ずれも無限大（∞）である。

【００１９】なお以下の各表においては、 r_i; 第ｉ面の曲率半径 d_i; 第ｉ面と第ｉ＋１面の間隔 n_i; 第ｉレンズのｅ線の屈折率 ν_i;第ｉレンズのアッベ数 f;結像レンズ群２０全体の焦点距離（ｅ線）Ｌ_A;被写体面１１から主レンズ群２１迄の距離Ｌ_B;補正レンズ群２２から受光面１２迄の距離である。

【００２０】

【表３】（図１２（Ａ））

【００２１】

【表４】（図１３（Ａ））

【００２２】

【表５】（図１４（Ａ））

【００２３】

【表６】（図１５（Ａ））

【００２４】

【表７】（図１６（Ａ））

【００２５】

【表８】（図１７（Ａ））

【００２６】

【表９】（図１８（Ａ））

【００２７】次に図１９ないし図２１について、以上の
変倍光学装置を具体的にした、本発明の実施例を説明す
る。固定の原稿台ガラス４０（被写体面１１）の下部に
は、固定ベース４１が設けられており、この固定ベース
４１に、原稿台ガラス４０と平行なガイドバー４２が固
定されている。このガイドバー４２には、移動ベース４
４が移動自在に支持されており、この移動ベース４４
に、主レンズ群２１と補正レンズ群２２からなる結像レ
ンズ群２０が搭載されている。補正レンズ群２２は、移
動ベース４４と一体の固定鏡筒４８に固定されており、
主レンズ群２１は、固定鏡筒４８に摺動可能に嵌めた摺
動筒５０に固定されている。さらに移動ベース４４に
は、補正レンズ群２２の後方に位置させて受光面１２と
してのＣＣＤ５１が固定されている。

【００２８】摺動筒５０には、その下部に駆動ピン５４
が突出形成されており、この駆動ピン５４は、カムレバ
ー５５の一端に穿けた連動孔５６に嵌まっている。カム
レバー５５は、軸５７で移動ベース４４上に枢着されて
おり、その他端には、カムフォロア５８が枢着されてい
る。カムフォロア５８は、固定ベース４１に形成したカ
ム溝６０と係合する。カム溝６０は、ガイドバー４２に
沿わせて形成されており、移動ベース４４の移動に伴な
い、主レンズ群２１を補正レンズ群２２（ＣＣＤ５１）
に対して例えば図１の関係で移動させるように、その形
状が設定されている。

【００２９】固定ベース４１上には、パルスモータ６２
が固定されており、その出力軸６３は、親プーリ６４と
同軸で一体のギヤ６５と噛み合っている。また固定ベー
ス４１上には、ガイドバー４２の両端部に位置させて一
対のプーリ６６、６７が設けられており、これらの親プ
ーリ６４、プーリ６６および６７間に滑りのないように
して巻回したワイヤ６８の両端が、それぞれ移動ベース
４４に固定されている。

【００３０】原稿台ガラス４０の下面には、照明走査光
学系７０が配設されている。この照明走査光学系７０
は、原稿台ガラス４０上の原稿Ｏ（被写体）を走査し
て、その反射光を結像レンズ群２０に入射させる周知の
ものである。この照明走査光学系７０は、２：１の速度
比で移動する第一キャリッジ７１と、第二キャリッジ７
２とを備え、第一キャリッジ７１には、照明光源７３
と、原稿Ｏで反射した照明光を被写体面と平行な方向に
反射する第一ミラー７４とが搭載されている。また第二
キャリッジ７２には、第一ミラー７４で反射した光をこ
れと反対の方向に折り返して結像レンズ群２０に入射さ
せる、第二ミラー７５ａと第三ミラー７５ｂが搭載され
ている。なお図２０、図２１において、６９は、移動ベ
ース４４の位置検出足４４ａと協働して、移動ベース４
４の初期位置を検出制御するフォトインタラプタであ
る。

【００３１】上記構成の本装置は、パルスモータ６２を
駆動して移動ベース４４を移動させることにより倍率を
変更することができる。すなわち移動ベース４４を移動
させると、図１に示した関係とは逆に、被写体面１１が
固定、および受光面１２が移動する関係で物像間距離が
変化し、倍率が変更される。そして移動ベース４４が移
動すると、移動ベース４４に軸５７で枢着されているカ
ムレバー５５も移動し、この移動に伴ない、カム溝６０
と当接しているカムフォロア５８によって、カムレバー
５５が軸５７を中心に所定量揺動する。このカムレバー
５５の揺動により、連動孔５６および駆動ピン５４を介
して、主レンズ群２１が補正レンズ群２２との相対位置
を変え、変倍に伴なう結像性能の劣化を防止する。

【００３２】そして各倍率において、照明走査光学系７
０を走査すると、第一キャリッジ７１は、図１９に示す
符合７１’、７１”で示す位置に移動し、第二キャリッ
ジ７２は、同じく符合７２’、７２”で示す位置に移動
して、原稿Ｏからの反射光を結像レンズ群２０を介して
ＣＣＤ５１に結像させる。第一キャリッジ７１と第二キ
ャリッジ７２を２：１の速度比で移動させるのは、周知
のように、原稿ＯとＣＣＤ５１間の光路長を一定にする
ためである。

【００３３】図２２ないし図２６は、本発明のさらに他
の実施例を示すものである。この実施例は、原稿台ガラ
ス４０とＣＣＤ５１を固定しながら、照明走査光学系７
０Ａによって、物像間距離を変化させる実施例である。
いま図２２において、照明走査光学系７０Ａの第二キャ
リッジ７２が、第一キャリッジ７１に対して初期位置を
調整可能であるとする。すなわち、第二キャリッジ７２
が符合７２Ａ、７２Ｂで示すように、第一キャリッジ７
１に対して位置を変えることができ、その調整後の位置
関係により、両キャリッジ７１、７２が２：１の速度比
で原稿台ガラス４０の下面を走行したとすると、原稿台
ガラス４０とＣＣＤ５１間の光学的距離、つまり物像間
距離は変化する。この実施例は、この着眼によって構成
されたものである。

【００３４】そこで図２３、図２４について、この第一
キャリッジ７１と第二キャリッジ７２間の初期位置を変
更する手段を説明する。第一キャリッジ７１と第二キャ
リッジ７２は、それぞれガイドバー９６および９７によ
って、原稿台ガラス４０の下面を移動自在に支持されて
いる。ガイドバー９６の両端部には、プーリ軸７６、７
７が配設され、このプーリ軸７６、７７にそれぞれ、直
径比が１：２の小プーリ７８、７９と、大プーリ８０、
８１が支持されている。そしてプーリ軸７６と７７の一
方のプーリ軸７７は、パルスモータ８２、そのピニオン
８３、およびこのピニオン８３と噛み合う、プーリ軸７
７と一体のギヤ８４を介して回転駆動され、かつ、その
大プーリ８１と小プーリ７９の間には、クラッチ機構８
５が介在している。

【００３５】そして、大プーリ８０と８１間に巻回した
ワイヤ８６には、固定具８７を介して第二キャリッジ７
２が固定され、小プーリ７８と７９間に巻回したワイヤ
８８には、固定具８９を介して第一キャリッジ７１が固
定されている。

【００３６】従って、上記照明走査光学系７０Ａによる
と、クラッチ８５を切った状態でパルスモータ８２を駆
動すると、第二キャリッジ７２のみを移動させることが
できる。すなわち第一キャリッジ７１と第二キャリッジ
７２との初期位置を変えることができ、原稿台ガラス４
０とＣＣＤ５１を固定したままで、図１のように、原稿
台ガラス４０（被写体面１１）とＣＣＤ５１（受光面１
２）間の光学的距離を倍率に応じて変えることができ
る。そして、クラッチ８５を接続した状態でパルスモー
タ８２を駆動すれば、第一キャリッジ７１と第二キャリ
ッジ７２を２：１の速度比で移動させることができる。

【００３７】次に固定ベース４１上の結像レンズ群２０
の支持調整構造を図２２、図２５、および図２６につい
て説明する。固定ベース４１上には、固定鏡筒４８が固
定されており、この固定鏡筒４８に補正レンズ群２２が
固定され、補正レンズ群２２の後方にＣＣＤ５１が固定
されている。固定鏡筒４８には、主レンズ群２１を固定
した摺動筒５０が直進移動自在に嵌められている。以上
の構造は、図１９ないし図２１の構造と同じである。

【００３８】摺動筒５０にはその下面に、ラック９０が
固定されており、原稿台ガラス４０には、このラック９
０と噛み合うピニオン９１を有する駆動軸９２が回転自
在に支持されている。この駆動軸９２は、パルスモータ
９３およびこれの出力ピニオン９４に連なるギヤ列９５
を介して回転駆動される。従って、上記照明走査光学系
７０Ａによる第一キャリッジ７１と第二キャリッジ７２
の初期位置の調整、つまり設定倍率に応じ、主レンズ群
２１と補正レンズ群２２が所定の間隔になるように、パ
ルスモータ９３を駆動制御すれば、原稿台ガラス４０と
ＣＣＤ５１を固定したままで、物像間距離を変化させる
倍率変更、および変更に伴なう結像性能の劣化の防止を
同時に行なうことができる。このような制御は、第一キ
ャリッジ７１と第二キャリッジ７２の初期位置と、パル
スモータ９３に与える駆動パルスの関係をあらかじめ求
めることにより、簡単に行なうことができる。

【００３９】この実施例に示した主レンズ群２１の移動
機構は、図１９ないし図２１に示した実施例におけるカ
ムレバー５５、カム溝６０等による主レンズ群２１の移
動機構に代えることができる。図２７はその実施例を示
すもので、固定ベース４１上のガイドバー４２に移動自
在に支持された移動ベース４４’に、図２２、図２５お
よび図２６の固定ベース４１上に支持された要素が搭載
されている。移動ベース４４’自体の移動制御は、図１
９ないし図２１の実施例と同様に行なうことができる。
図２７においては、前の実施例と同一の構成要素には同
一の符合を付した。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明の変倍光学装置は、
物像間距離を変化させて変倍を行なう変倍光学装置にお
いて、結像レンズを相対移動できる主レンズ群と補正レ
ンズ群から構成し、その一方を受光面に対して固定した
位置関係とし、他方を変倍率に応じて移動させる構成と
したので、すべての結像レンズ群が一体に移動していた
従来のこの種の変倍光学装置に比し、変倍に伴なう結像
性能の劣化を著しく小さくすることができる。そして主
レンズ群と補正レンズ群の一方は受光面に対して移動し
ないから、結像レンズ群の移動機構も複雑化することが
なく、したがって小型で高性能で安価な変倍光学装置を
得ることができる。

【００４１】特に、主レンズ群と補正レンズ群のいずれ
か一方と受光面を移動ベースに固定するとともに、主レ
ンズ群と補正レンズ群の他方をこの移動ベース上で光軸
方向に移動可能に支持し、この移動ベースを変倍時に光
軸方向に移動させて固定された被写体面との距離を変化
させる変倍手段と、この移動ベースの移動位置に応じ、
移動ベース上で可動の主レンズ群または補正レンズ群を
所定の位置に移動させる補正手段とを備えているから、
移動ベースの移動制御によって、簡単に主レンズ群と補
正レンズ群の位置制御を行なうことができる。さらにパ
ルスモータによって移動ベースを駆動すると、固定ベー
スに形成されたカム溝によって移動ベース上の可動のレ
ンズ群の位置が制御されるから、移動ベースの移動力で
可動レンズの位置制御ができる。

【００４２】また移動ベース上の可動レンズは、移動ベ
ースを駆動するパルスモータとは別のパルスモータによ
って移動制御することもでき、この構成によれば、より
精密な可動レンズの位置制御ができる。また本発明装置
によれば、被写体面を走査する走査手段の第一キャリッ
ジと第二キャリッジの初期位置を調節することにより、
被写体面および受光面をともに固定したまま、物像間距
離を調節することができ、固定ベース上で可動レンズの
位置を調節するという構成に合わせ、別の構造によっ
て、物像間距離の変更による変倍と、変倍に伴なう結像
性能の劣化の防止とを図ることができる。従って、特に
被写体面および受光面を固定する必要がある場合にも本
発明の適用ができる。物像間距離変更手段は、第一キャ
リッジと第二キャリッジに結合された無端ワイヤを巻回
した、直径比が１：２の同軸の各一対のプーリと、この
直径比が１：２のプーリ間に介在させたクラッチ手段か
ら構成すれば、容易にこれを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の変倍光学装置の光学構成の例を示
す、各要素の光軸方向位置関係図である。

【図２】本発明の変倍光学装置の光学構成の他の例を
示す、各要素の光軸方向位置関係図である。

【図３】本発明装置の具体的構成例を示す正面図であ
る。

【図４】本発明に用いる結像レンズの具体的構成例を
示すレンズの断面図である。

【図５】図４の結像レンズのm=0.168xにおけるコマ収
差図である。

【図６】（Ａ）図４の結像レンズにおいて補正レンズ
群を固定し主レンズ群を移動させたときのm=0.112xにお
けるコマ収差図である。（Ｂ）図４の結像レンズにおい
て補正レンズ群を固定し主レンズ群を移動させたときの
m=0.224xにおけるコマ収差図である。

【図７】（Ａ）図４の結像レンズにおいて補正レンズ
群を主レンズ群と一体に移動させたときのm=0.112xにお
けるコマ収差図である。（Ｂ）図４の結像レンズにおい
て補正レンズ群を主レンズ群と一体に移動させたときの
m=0.224xにおけるコマ収差図である。

【図８】本発明に用いる結像レンズの他の具体的構成
例を示すレンズの断面図である。

【図９】図８の結像レンズのm=0.168xにおけるコマ収
差図である。

【図１０】（Ａ）図８の結像レンズにおいて補正レン
ズ群を固定し主レンズ群を移動させたときのm=0.112xに
おけるコマ収差図である。（Ｂ）図８の結像レンズにお
いて補正レンズ群を固定し主レンズ群を移動させたとき
のm=0.224xにおけるコマ収差図である。

【図１１】（Ａ）図８の結像レンズにおいて補正レン
ズ群を主レンズ群と一体に移動させたときのm=0.112xに
おけるコマ収差図である。（Ｂ）図８の結像レンズにお
いて補正レンズ群を主レンズ群と一体に移動させたとき
のm=0.224xにおけるコマ収差図である。

【図１２】（Ａ）本発明に用いる結像レンズの具体例
を示すレンズの断面図である。（Ｂ）図１２（Ａ）の結
像レンズの変倍率0.112xの場合の各収差図である。
（Ｃ）図１２（Ａ）の結像レンズの変倍率0.168xの場合
の各収差図である。（Ｄ）図１２（Ａ）の結像レンズの
変倍率0.224xの場合の各収差図である。

【図１３】（Ａ）本発明に用いる結像レンズの具体例
を示すレンズの断面図である。（Ｂ）図１３（Ａ）の結
像レンズの変倍率0.112xの場合の各収差図である。
（Ｃ）図１３（Ａ）の結像レンズの変倍率0.168xの場合
の各収差図である。（Ｄ）図１３（Ａ）の結像レンズの
変倍率0.224xの場合の各収差図である。

【図１４】（Ａ）本発明に用いる結像レンズの具体例
を示すレンズの断面図である。（Ｂ）図１４（Ａ）の結
像レンズの変倍率0.112xの場合の各収差図である。
（Ｃ）図１４（Ａ）の結像レンズの変倍率0.168xの場合
の各収差図である。（Ｄ）図１４（Ａ）の結像レンズの
変倍率0.224xの場合の各収差図である。

【図１５】（Ａ）本発明に用いる結像レンズの具体例
を示すレンズの断面図である。（Ｂ）図１５（Ａ）の結
像レンズの変倍率0.112xの場合の各収差図である。
（Ｃ）図１５（Ａ）の結像レンズの変倍率0.168xの場合
の各収差図である。（Ｄ）図１５（Ａ）の結像レンズの
変倍率0.224xの場合の各収差図である。

【図１６】（Ａ）本発明に用いる結像レンズの具体例
を示すレンズの断面図である。（Ｂ）図１６（Ａ）の結
像レンズの変倍率0.112xの場合の各収差図である。
（Ｃ）図１６（Ａ）の結像レンズの変倍率0.168xの場合
の各収差図である。（Ｄ）図１６（Ａ）の結像レンズの
変倍率0.224xの場合の各収差図である。

【図１７】（Ａ）本発明に用いる結像レンズの具体例
を示すレンズの断面図である。（Ｂ）図１７（Ａ）の結
像レンズの変倍率0.112xの場合の各収差図である。
（Ｃ）図１７（Ａ）の結像レンズの変倍率0.168xの場合
の各収差図である。（Ｄ）図１７（Ａ）の結像レンズの
変倍率0.224xの場合の各収差図である。

【図１８】（Ａ）本発明に用いる結像レンズの具体例
を示すレンズの断面図である。（Ｂ）図１８（Ａ）の結
像レンズの変倍率0.112xの場合の各収差図である。
（Ｃ）図１８（Ａ）の結像レンズの変倍率0.168xの場合
の各収差図である。（Ｄ）図１８（Ａ）の結像レンズの
変倍率0.224xの場合の各収差図である。

【図１９】本発明による変倍光学装置の具体的な実施
例を示す正面図である。

【図２０】図１９の移動ベース部分の平面図である。

【図２１】図２０のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図２２】本発明による変倍光学装置の他の実施例を
示す正面図である。

【図２３】図２２の装置の照明走査機構の平面図であ
る。

【図２４】図２３の正面図である。

【図２５】図２２の固定ベース部の平面図である。

【図２６】図２５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図２７】本発明による変倍光学装置のさらに他の実
施例を示す正面図である。

【符号の説明】

１１被写体面１２受光面２０結像レンズ群２１主レンズ群２２補正レンズ群３１４０原稿台ガラス（被写体面）３２５１ＣＤＤ（受光面）３３原稿（被写体）３４照明光源３５ミラー３６レンズ台４１固定ベース４２ガイドバー４４移動ベース４８固定鏡筒５０摺動筒５４駆動ピン５５カムレバー５８カムフォロア６０カム溝６２パルスモータ６４親プーリ６６６７プーリ６８６９ワイヤ７０７０Ａ照明走査光学系７１第一キャリッジ７２第二キャリッジ７３照明光源７４第一ミラー７５ａ第二ミラー７５ｂ第三ミラー７６７７プーリ軸７８７９小プーリ８０８１大プーリ８２パルスモータ８５クラッチ９０ラック９１ピニオン９２駆動軸９３パルスモータ

フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−249130（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−131530（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−125719（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−79269（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03B 27/34 - 27/40 G02B 15/16 - 15/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体面と、受光面と、被写体面におか
れた被写体の像を受光面に結像する結像レンズとを備
え、変倍時には、被写体面と受光面との間の光学的距離
を変化させる変倍光学装置において、上記結像レンズを相対移動できる主レンズ群と補正レン
ズ群から構成し、この主レンズ群と補正レンズ群のいず
れか一方と上記受光面を移動ベースに固定するととも
に、主レンズ群と補正レンズ群の他方をこの移動ベース
上で光軸方向に移動可能に支持し、上記被写体面を固定して設け、さらに上記移動ベースを変倍時に光軸方向に移動させて
被写体面との距離を変化させる変倍手段と、この移動ベ
ースの移動位置に応じ、移動ベース上で可動の主レンズ
群または補正レンズ群を所定の位置に移動させる補正手
段とを備えたことを特徴とする変倍光学装置。
【請求項２】請求項１記載の変倍光学装置において、
移動ベースは、固定ベースに固定されたガイドバーに移
動自在に支持されていて、パルスモータによってその移
動位置が制御され、この移動ベースに移動可能に支持し
た主レンズ群または補正レンズ群は、移動ベースに枢着
されたカムレバーの一端に連動しており、このカムレバ
ーの他端は、固定ベースに一体に設けたカム面と係合し
て、移動ベースの移動位置に応じ、主レンズ群または補
正レンズ群を所定の位置に移動させる変倍光学装置。
【請求項３】請求項１記載の変倍光学装置において、
移動ベースは、固定ベースに固定されたガイドバーに移
動自在に支持されていて、パルスモータによってその移
動位置が制御され、この移動ベースに移動可能に支持し
た主レンズ群または補正レンズ群は、ギヤ列を介して別
のパルスモータにより、その移動位置が制御される変倍
光学装置。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１項記載の
変倍光学装置において、補正レンズ群と受光面が移動ベ
ースに固定され、主レンズ群が移動ベース上に光軸方向
に移動可能に支持されている変倍光学装置。
【請求項５】被写体面と、受光面と、被写体面におか
れた被写体の像を受光面に結像する結像レンズとを備
え、変倍時には、被写体面と受光面との間の光学的距離
を変化させる変倍光学装置において、上記被写体面と受光面とをそれぞれ固定して設け、結像
レンズを相対移動できる主レンズ群と補正レンズ群から
構成し、この主レンズ群と補正レンズ群の一方を受光面
に対して固定して設けるとともに、他方を変倍に伴ない
移動調節する手段を設け、さらに、固定された被写体面を走査する照明光源と、被写体面で
反射した照明光を被写体面と平行な方向に反射する第一
ミラーを搭載した第一キャリッジ；第一ミラーで反射し
た光をこれと反対の方向に折り返して上記結像レンズに
入射させる、第二ミラーおよび第三ミラーを搭載した第
二キャリッジ；この第一キャリッジと第二キャリッジを
２：１の速度比で被写体面と平行な同一方向に移動させ
る走査駆動手段；および上記第一キャリッジと第二キャ
リッジの初期位置を変倍率に応じて変化させる物像間距
離変更手段を設けたことを特徴とする変倍光学装置。
【請求項６】請求項５記載の変倍光学装置において、
走査駆動手段は、第一キャリッジと第二キャリッジに結
合された無端ワイヤを巻回した、直径比が１：２の同軸
の各一対のプーリと、このプーリを回転駆動するパルス
モータとから構成され、物像間距離変更手段は、この直
径比が１：２のプーリ間に介在させたクラッチ手段から
構成されている変倍光学装置。
【請求項７】請求項５または６記載の変倍光学装置に
おいて、主レンズ群が光軸方向に移動し、補正レンズ群
が受光面に対して固定されている変倍光学装置。