JP3486234B2 - 複写用変倍光学系 - Google Patents
複写用変倍光学系Info
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- JP3486234B2 JP3486234B2 JP22656294A JP22656294A JP3486234B2 JP 3486234 B2 JP3486234 B2 JP 3486234B2 JP 22656294 A JP22656294 A JP 22656294A JP 22656294 A JP22656294 A JP 22656294A JP 3486234 B2 JP3486234 B2 JP 3486234B2
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- lens group
- lens
- optical system
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- 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
- G02B15/16—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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
- G02B15/177—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 with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a negative front lens or group of lenses
-
- 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
- G02B15/143—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 three groups only
- G02B15/1435—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 three groups only the first group being negative
- G02B15/143503—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 three groups only the first group being negative arranged -+-
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、複写機に用いられる変倍光学系
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】等倍（１倍）近傍で使用さ
れる複写用変倍光学系は、倍率色収差や歪曲収差を気に
しないでよい対称型が好ましいことが知られている。ま
た対称形では、変倍時に像面湾曲やコマ収差が発生しや
すいため、特開平１−１２３２１０号および特開平４−
２９６７１０号に示されているように、変倍時には対称
形を崩して非対称とすることにより、像面湾曲やコマ収
差を補正することが知られている。しかし、非対称化を
強くし過ぎると、倍率色収差、コマ収差等が発生するた
め、コントラストの低下等、像性能が悪化する原因とな
る。
れる複写用変倍光学系は、倍率色収差や歪曲収差を気に
しないでよい対称型が好ましいことが知られている。ま
た対称形では、変倍時に像面湾曲やコマ収差が発生しや
すいため、特開平１−１２３２１０号および特開平４−
２９６７１０号に示されているように、変倍時には対称
形を崩して非対称とすることにより、像面湾曲やコマ収
差を補正することが知られている。しかし、非対称化を
強くし過ぎると、倍率色収差、コマ収差等が発生するた
め、コントラストの低下等、像性能が悪化する原因とな
る。
【０００３】
【発明の目的】本発明は、特に拡大倍率側での倍率色収
差を抑えるとともに、像面湾曲も補正することができる
低コストな複写用変倍光学系を得ることを目的とする。
差を抑えるとともに、像面湾曲も補正することができる
低コストな複写用変倍光学系を得ることを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】本発明の複写用変倍光学系は、負のパワ
ーの第１レンズ群と、正のパワーの第２レンズ群と、負
のパワーの第３レンズ群とからなり、等倍を含む縮小領
域から拡大領域に至る変倍時には、第１ないし第３レン
ズ群すべてが移動するとともに、第１レンズ群と第２レ
ンズ群の間隔Ｄ1 、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔
Ｄ2 がともに変化し、かつ、物像間距離は常に一定であ
る光学系において、拡大倍率域において、次の条件式
（１）を満足することを特徴としている。 （１）０．６０＜｜（Ｄm1−Ｄe1）／（Ｄm2−Ｄe2）｜
＜０．８５ 但し、Ｄmi：最大拡大時のＤi （ｉ＝１，２）、Ｄei：
等倍時のＤi （ｉ＝１，２）、である。
ーの第１レンズ群と、正のパワーの第２レンズ群と、負
のパワーの第３レンズ群とからなり、等倍を含む縮小領
域から拡大領域に至る変倍時には、第１ないし第３レン
ズ群すべてが移動するとともに、第１レンズ群と第２レ
ンズ群の間隔Ｄ1 、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔
Ｄ2 がともに変化し、かつ、物像間距離は常に一定であ
る光学系において、拡大倍率域において、次の条件式
（１）を満足することを特徴としている。 （１）０．６０＜｜（Ｄm1−Ｄe1）／（Ｄm2−Ｄe2）｜
＜０．８５ 但し、Ｄmi：最大拡大時のＤi （ｉ＝１，２）、Ｄei：
等倍時のＤi （ｉ＝１，２）、である。
【０００５】第２レンズ群は、複数のレンズにより、該
第２レンズ群の中心に関して略対称な形状をなし、第１
レンズ群と第３レンズ群は、それぞれ単レンズにより、
略相似形の形状とすることが好ましく、かつこの第１レ
ンズ群と第３レンズ群は、等倍時には、第２レンズ群に
対して略対称な位置に配置することが好ましい。その上
で、さらに、次の条件式（２）を満足することがより好
ましい。 （２）νd ＞６０ 但し、νd ：第１レンズおよび第３レンズのｄ線のアッ
ベ数、である。
第２レンズ群の中心に関して略対称な形状をなし、第１
レンズ群と第３レンズ群は、それぞれ単レンズにより、
略相似形の形状とすることが好ましく、かつこの第１レ
ンズ群と第３レンズ群は、等倍時には、第２レンズ群に
対して略対称な位置に配置することが好ましい。その上
で、さらに、次の条件式（２）を満足することがより好
ましい。 （２）νd ＞６０ 但し、νd ：第１レンズおよび第３レンズのｄ線のアッ
ベ数、である。
【０００６】また、第２レンズ群は、５枚以上のレンズ
により、該第２レンズ群の中心に関して完全対称な形状
とすることが好ましい。
により、該第２レンズ群の中心に関して完全対称な形状
とすることが好ましい。
【０００７】本発明の複写用変倍光学系はさらに、縮小
倍率域において、次の条件式（３）を満足することが好
ましい。但し、 （３）０．３＜｜（Ｄr2−Ｄe2）／（Ｄr1−Ｄe1）｜＜
１．０ 但し、Ｄri：最小縮小時のＤi （ｉ＝１，２）、Ｄei：
等倍時のＤi （ｉ＝１，２）、である。
倍率域において、次の条件式（３）を満足することが好
ましい。但し、 （３）０．３＜｜（Ｄr2−Ｄe2）／（Ｄr1−Ｄe1）｜＜
１．０ 但し、Ｄri：最小縮小時のＤi （ｉ＝１，２）、Ｄei：
等倍時のＤi （ｉ＝１，２）、である。
【０００８】図１３は、以上の本発明の条件式のＤi
（Ｄmi、Ｄei、Ｄri）を図をもって示したものである。
（Ｄmi、Ｄei、Ｄri）を図をもって示したものである。
【０００９】
【発明の実施例】本発明は、負、正、負の３つのレンズ
群から構成された複写用変倍光学系において、変倍時の
第１レンズ群と第２レンズ群の間隔および第２レンズ群
と第３レンズ群の間隔を、拡大倍率域において、条件式
（１）で規定するものである。これにより、拡大倍率域
での倍率色収差、コマ収差を抑えて、像面湾曲も補正で
きる低コストな複写用変倍光学系が得られる。
群から構成された複写用変倍光学系において、変倍時の
第１レンズ群と第２レンズ群の間隔および第２レンズ群
と第３レンズ群の間隔を、拡大倍率域において、条件式
（１）で規定するものである。これにより、拡大倍率域
での倍率色収差、コマ収差を抑えて、像面湾曲も補正で
きる低コストな複写用変倍光学系が得られる。
【００１０】条件式（１）の上限を越えて１に近づく
と、倍率色収差は良くなるが像面湾曲を補正できなくな
る。また、下限を越えると倍率色収差が大きくなり過ぎ
好ましくない。
と、倍率色収差は良くなるが像面湾曲を補正できなくな
る。また、下限を越えると倍率色収差が大きくなり過ぎ
好ましくない。
【００１１】本発明の変倍光学系において、その第１レ
ンズ群と第３レンズ群は、複数のレンズにより単独で色
消しにすることは好ましいことであるが、反面コストア
ップ、移動群の重量が重くなる等好ましくないことも多
い。この性能とコストをうまくバランスさせるために
は、第１レンズ群と第３レンズ群は同一形状とし、これ
を、互いに逆向きに配置することが望ましい。
ンズ群と第３レンズ群は、複数のレンズにより単独で色
消しにすることは好ましいことであるが、反面コストア
ップ、移動群の重量が重くなる等好ましくないことも多
い。この性能とコストをうまくバランスさせるために
は、第１レンズ群と第３レンズ群は同一形状とし、これ
を、互いに逆向きに配置することが望ましい。
【００１２】また、主レンズ群（第２レンズ群）に関し
ては、最低限の構成として３枚が考えられるが、低コス
ト化のために３枚を対称形とすると、変倍域あるいは画
角が狭い範囲でしか十分な性能を得ることが難しい。４
枚構成としても３枚構成と大差なく、０．５から２．０
倍程度まで良好な性能を得るためには、やはり５枚構成
が必要である。５枚構成であれば、対称形の構成として
も、良好な性能を得ることができる。
ては、最低限の構成として３枚が考えられるが、低コス
ト化のために３枚を対称形とすると、変倍域あるいは画
角が狭い範囲でしか十分な性能を得ることが難しい。４
枚構成としても３枚構成と大差なく、０．５から２．０
倍程度まで良好な性能を得るためには、やはり５枚構成
が必要である。５枚構成であれば、対称形の構成として
も、良好な性能を得ることができる。
【００１３】一方、５枚構成では、レンズ系の中央にレ
ンズがあるため、可変絞や色分解フィルター等を使用す
る場合問題となることがある。このような場合には、５
枚構成の中央の１枚を２枚に分割して６枚構成とするこ
とが好ましい。この場合５枚構成と像性能は殆ど同じで
ある。
ンズがあるため、可変絞や色分解フィルター等を使用す
る場合問題となることがある。このような場合には、５
枚構成の中央の１枚を２枚に分割して６枚構成とするこ
とが好ましい。この場合５枚構成と像性能は殆ど同じで
ある。
【００１４】さらに、縮小倍率域においては、条件式
（３）を満足することが望ましい。この上限を越える
と、第２レンズ群の移動量に対する第３レンズ群の相対
的な移動量が、第１レンズ群のそれより多い状況とな
り、機械設計等に関しては、有利になるものの、性能面
においては像面湾曲が発生するとともに非点隔差がアン
ダーに出るので好ましくない。下限を越える場合は、像
面湾曲についての補正が過剰になるとともにコマ収差の
発生により像性能が低下する。また第１レンズ群のレン
ズ径が増大する。
（３）を満足することが望ましい。この上限を越える
と、第２レンズ群の移動量に対する第３レンズ群の相対
的な移動量が、第１レンズ群のそれより多い状況とな
り、機械設計等に関しては、有利になるものの、性能面
においては像面湾曲が発生するとともに非点隔差がアン
ダーに出るので好ましくない。下限を越える場合は、像
面湾曲についての補正が過剰になるとともにコマ収差の
発生により像性能が低下する。また第１レンズ群のレン
ズ径が増大する。
【００１５】次に、具体的な数値実施例を示す。［実施
例１］図１から図６は、本発明の複写用変倍光学系の第
１の実施例を示す。このレンズ系の具体的数値データを
表１に示し、−１．０Ｘ、−２．０Ｘおよび−０．５Ｘ
のときのレンズ断面図を図１、図３および図５に示す。
この実施例では、第１レンズ群I と第３レンズ群III は
それぞれ単レンズ、第２レンズ群IIは５枚構成であり、
第２レンズ群の中心に関し対称形状をなしている。この
レンズ系の−１．０Ｘ、−２．０Ｘおよび−０．５Ｘに
おける諸収差をそれぞれ図２、図４、および図６に示
す。諸収差図中、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条件、ｅ
線、ｄ線、Ｆ線、ｇ線、Ｃ線は、それぞれの波長におけ
る、球面収差によって示される色収差と倍率色収差、Ｓ
はサジタル、Ｍはメリディオナルを示している。
例１］図１から図６は、本発明の複写用変倍光学系の第
１の実施例を示す。このレンズ系の具体的数値データを
表１に示し、−１．０Ｘ、−２．０Ｘおよび−０．５Ｘ
のときのレンズ断面図を図１、図３および図５に示す。
この実施例では、第１レンズ群I と第３レンズ群III は
それぞれ単レンズ、第２レンズ群IIは５枚構成であり、
第２レンズ群の中心に関し対称形状をなしている。この
レンズ系の−１．０Ｘ、−２．０Ｘおよび−０．５Ｘに
おける諸収差をそれぞれ図２、図４、および図６に示
す。諸収差図中、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条件、ｅ
線、ｄ線、Ｆ線、ｇ線、Ｃ線は、それぞれの波長におけ
る、球面収差によって示される色収差と倍率色収差、Ｓ
はサジタル、Ｍはメリディオナルを示している。
【００１６】表および図面中、Feは実効Ｆナンバー、f
は焦点距離、M は倍率を表す。Ｒは曲率半径、Ｄはレン
ズ間隔、Ｎe はｅ線の屈折率、Ｎd はｄ線の屈折率、ν
d はｄ線のアッベ数を示す。
は焦点距離、M は倍率を表す。Ｒは曲率半径、Ｄはレン
ズ間隔、Ｎe はｅ線の屈折率、Ｎd はｄ線の屈折率、ν
d はｄ線のアッベ数を示す。
【００１７】
【表１】
Fe=12.4-17.1-8.6
f=263.98-233.49-233.47
M=-1.000 - -2.000 - -0.500
面No. Ｒ Ｄ Ｎe Ｎd νd
1 -107.460 2.80 1.51825 1.51633 64.1
2 -272.500 2.00-13.90-18.85 - - -
(-1.0x)-(-2.0x)-(-0.5x)
3 81.262 10.15 1.66152 1.65844 50.9
4 -161.880 8.15 - - -
5 -130.000 3.42 1.63004 1.62588 35.7
6 64.350 4.01 - - -
7 113.000 7.60 1.72794 1.72342 38.0
8 -113.000 4.01 - - -
9 -64.350 3.42 1.63004 1.62588 35.7
10 130.000 8.15 - - -
11 161.880 10.15 1.66152 1.65844 50.9
12 -81.262 3.08-17.36-12.44 - - -
(-1.0x)-(-2.0x)-(-0.5x)
13 272.500 2.80 1.51825 1.51633 64.1
14 107.460 - - - -
【００１８】［実施例２］図７から図１２は、本発明の
複写用変倍光学系の第２の実施例を示すもので、第２レ
ンズ群IIを６枚構成とし、その中央に絞Ｓを配置してい
る。その他は、第１の実施例と同一である。
複写用変倍光学系の第２の実施例を示すもので、第２レ
ンズ群IIを６枚構成とし、その中央に絞Ｓを配置してい
る。その他は、第１の実施例と同一である。
【００１９】このレンズ系の具体的数値データを表２に
示し、−１．０Ｘ、−２．０Ｘおよび−０．５Ｘのとき
のレンズ断面図を、図７、図９および図１１に示す。−
１．０Ｘ、−２．０Ｘおよび−０．５Ｘにおける諸収差
をそれぞれ図８、図１０、および図１２に示す。
示し、−１．０Ｘ、−２．０Ｘおよび−０．５Ｘのとき
のレンズ断面図を、図７、図９および図１１に示す。−
１．０Ｘ、−２．０Ｘおよび−０．５Ｘにおける諸収差
をそれぞれ図８、図１０、および図１２に示す。
【００２０】
【表２】
Fe=12.5-17.2-8.6
f=263.86-233.36-233.36
M=-1.000 - -2.000 - -0.5000
面No. Ｒ Ｄ Ｎe Ｎd νd
1 -107.346 2.80 1.51825 1.51633 64.1
2 -272.652 2.00-12.90-19.09 - - -
(-1.0x)-(-2.0x)-(-0.5x)
3 81.197 10.16 1.66152 1.65844 50.9
4 -161.842 8.28 - - -
5 -129.898 2.52 1.63004 1.62588 35.7
6 64.386 3.66 - - -
7 112.975 3.28 1.72794 1.72342 38.0
8 ∞ 1.00 - - -
絞 ∞ 1.00 - - -
9 ∞ 3.28 1.72794 1.72342 38.0
10 -112.975 3.66 - - -
11 -64.386 2.52 1.63004 1.62588 35.7
12 129.898 8.28 - - -
13 161.842 10.16 1.66152 1.65844 50.9
14 -81.197 3.78-19.04-12.84 - - -
（−１．０ｘ）−（−２．０ｘ）−（−０．５ｘ）
１５ ２７２．６５２ ２．８０
１．５１８２５ １．５１６３３ ６４．１ １６ １０７．３４６ −
− − −
１．５１８２５ １．５１６３３ ６４．１ １６ １０７．３４６ −
− − −
【００２１】表３に、各条件式（１）ないし（３）の数
値を、各実施例について示す。
値を、各実施例について示す。
【表３】
【００２２】表３から明らかなように、実施例１及び実
施例２の各数値は、条件式（１）ないし（３）を満足し
ている。また本発明の複写用変倍光学系は、諸収差図に
示すように、２倍、等倍、及び０．５倍おいて、それぞ
れ諸収差がよく補正されており、特に２倍の拡大倍率に
おける倍率色収差を小さく抑えることができる。
施例２の各数値は、条件式（１）ないし（３）を満足し
ている。また本発明の複写用変倍光学系は、諸収差図に
示すように、２倍、等倍、及び０．５倍おいて、それぞ
れ諸収差がよく補正されており、特に２倍の拡大倍率に
おける倍率色収差を小さく抑えることができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明の複写用変倍光学系によれば、特
に、拡大倍率側での倍率色収差を抑えるとともに像面湾
曲も補正することができる、低コストな複写用変倍光学
系が得られる。
に、拡大倍率側での倍率色収差を抑えるとともに像面湾
曲も補正することができる、低コストな複写用変倍光学
系が得られる。
【図１】本発明による複写用変倍光学系の第１の実施例
のレンズ構成図で、−１．０Ｘの状態を示す図である。
のレンズ構成図で、−１．０Ｘの状態を示す図である。
【図２】図１の複写用変倍光学系における諸収差図であ
る。
る。
【図３】図１の変倍光学系の−２．０Ｘのときのレンズ
構成図である。
構成図である。
【図４】図３の複写用変倍光学系における諸収差図であ
る。
る。
【図５】図１の変倍光学系の−０．５Ｘのときのレンズ
構成図である。
構成図である。
【図６】図５の複写用変倍光学系における諸収差図であ
る。
る。
【図７】本発明による複写用変倍光学系の第２の実施例
のレンズ構成図で、−１．０Ｘの状態を示す図である。
のレンズ構成図で、−１．０Ｘの状態を示す図である。
【図８】図７の複写用変倍光学系における諸収差図であ
る。
る。
【図９】図７の変倍光学系の−２．０Ｘのときのレンズ
構成図である。
構成図である。
【図１０】図９の複写用変倍光学系における諸収差図で
ある。
ある。
【図１１】図７の変倍光学系の−０．５Ｘのときのレン
ズ構成図である。
ズ構成図である。
【図１２】図１１の複写用変倍光学系における諸収差図
である。
である。
【図１３】本発明による複写用変倍系のレンズ群の縮小
から拡大に至る動きを示す図である。
から拡大に至る動きを示す図である。
Ｉ 第１レンズ群
II 第２レンズ群
III 第３レンズ群
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−173074（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−173072（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−157969（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−119259（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−27170（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−296710（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−15610（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−201409（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−12117（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−123210（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−328708（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−123834（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−180927（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−180318（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−180317（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−140912（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−180928（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−11260（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 15/20
Claims (5)
- 【請求項１】 負のパワーの第１レンズ群と、正のパワ
ーの第２レンズ群と、負のパワーの第３レンズ群とから
なり、 第１レンズ群と第２レンズ群の間隔をＤ1 、第２レンズ
群と第３レンズ群の間隔をＤ2 とするとき、等倍を含む
縮小領域から拡大領域に至る変倍時には、第１ないし第
３レンズ群すべてが移動するとともに、Ｄ1 、Ｄ2 が変
化し、かつ、物像間距離は常に一定である複写用変倍光
学系において、 拡大倍率域において、以下の条件式（１）を満足するこ
とを特徴とする複写用変倍光学系。 （１）０．６０＜｜（Ｄm1−Ｄe1）／（Ｄm2−Ｄe2）｜
＜０．８５ 但し、Ｄmi：最大拡大時のＤi （ｉ＝１，２）、Ｄei：
等倍時のＤi （ｉ＝１，２）。 - 【請求項２】 請求項１において、第２レンズ群は、複
数のレンズにより構成され、該第２レンズ群の中心に関
して略対称な形状をなし、第１レンズ群と第３レンズ群
は、それぞれ単レンズにより構成され、略相似形の形状
をなすとともに、等倍時には、第２レンズ群に対して略
対称な位置に配置される複写用変倍光学系。 - 【請求項３】 請求項２において、第１レンズ群および
第３レンズ群は、それぞれ単レンズからなり、以下の条
件式（２）を満足する複写用変倍光学系。 （２）νd ＞６０ 但し、νd ：第１レンズおよび第３レンズのｄ線のアッ
ベ数。 - 【請求項４】 請求項１において、第２レンズ群は５枚
以上のレンズより構成され、該第２レンズ群の中心に関
して完全対称な形状である複写用変倍光学系。 - 【請求項５】 請求項１において、縮小倍率域におい
て、以下の条件式（３）を満足する複写用変倍光学系。
但し、 （３）０．３＜｜（Ｄr2−Ｄe2）／（Ｄr1−Ｄe1）｜＜
１．０ 但し、Ｄri：最小縮小時のＤi （ｉ＝１，２）、Ｄei：
等倍時のＤi （ｉ＝１，２）。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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