JP3567316B2 - 有限共役距離におけるズームレンズ系 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機や製版機等における等倍付近の複写に好適な有限共役距離におけるズームレンズ系に関し、詳しくは、変倍時においても物体面から結像面までの距離に変化のない、4枚レンズ構成のズームレンズ系に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
複写機や製版機等に使用される、等倍付近の複写に好適なズームレンズ系として、変倍時にも物体面から結像面までの距離が変化しないレンズ系が知られている。
この種のレンズとしては特開昭62−180317号公報(特公平7−1338号公報)あるいは特開昭59−61814号公報に開示されたものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術のうち、前者は5枚レンズ構成とされており、また後者は6枚レンズ構成とされており、低コスト化およびコンパクト化を図るためには4枚レンズ構成の複写用ズームレンズ系が望まれていた。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、低廉化およびコンパクト化が図れ、変倍時においても物体面から結像面までの距離の変化がなく、等倍付近の複写に好適で高性能な有限共役距離におけるズームレンズ系を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る有限共役距離におけるズームレンズ系は、物体側から順に、両凸レンズからなる第1レンズと、両凹レンズからなる第2レンズと、両凹レンズからなる第3レンズと、両凸レンズからなる第4レンズを配列されてなり、
結像倍率が縮小時あるいは拡大時には等倍時に比べ、前記第1レンズと前記第2レンズの間隔、および前記第3レンズと前記第4レンズの間隔が大きくなるように、かつ、前記第2レンズと前記第3レンズの間隔が大きくなるように構成するとともに、変倍時には、物体面から結像面までの距離をほぼ一定に保ちながら全系を移動させ、
下記条件式(1)〜(5)を満足するように構成されてなることを特徴とするものである。
【0005】
(1) 0.27<|f1|/f<0.40
(2) 0.30<|f2|/f<0.44
(3) 0.40<(△d2+△d6)/△d4<2.50
(4) 0.40<△d2/△d6<1.10 (|β|≧1のとき)
(5) 0.90<△d2/△d6<1.70 (|β|<1のとき)
f … 倍率が−1.0のときの全系の焦点距離
f1… 第1レンズの焦点距離
f2… 第2レンズの焦点距離
β … 倍率
△d2…(倍率βがβxのときの第1レンズと第2レンズの間隔)−(倍率βが−1倍のときの第1レンズと第2レンズの間隔)
△d4…(倍率βがβxのときの第2レンズと第3レンズの間隔)−(倍率βが−1倍のときの第2レンズと第3レンズの間隔)
△d6…(倍率βがβxのときの第3レンズと第4レンズの間隔)−(倍率βが−1倍のときの第3レンズと第4レンズの間隔)
【0006】
より具体的には、例えば、レンズ面番号を物体側から順に数えた場合に、第1のレンズ面と第8のレンズ面、第2のレンズ面と第7のレンズ面、第3のレンズ面と第6のレンズ面、および第4のレンズ面と第5のレンズ面の曲率半径の絶対値が各々等しく、さらに前記第1レンズと前記第4レンズ、前記第2レンズと前記第3レンズの中心厚および形成材料の屈折率を同じとすることが望ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
ここで、図1は実施例1〜8のレンズ基本構成を示すものである。図1に示すように、これらの実施例に係るレンズ系は、絞りiを中心として対称形に配置された4枚のレンズL1 〜L4 により構成され、物体側から光軸Xに沿って入射した光束は結像位置Pに結像される。
【0008】
ここで第1レンズL1 は物体側に曲率の大きな面を向けた両凸レンズ、第2レンズL2 は結像面側に強い曲率の面(但し、実施例1では結像面側に弱い曲率の面)を向けた両凹レンズ、第3レンズL3 は第2レンズL2 と向きを逆とされた両凹レンズ、第4レンズL4 は第1レンズL1 と向きを逆とされた両凸レンズである。
すなわち、レンズ面番号を物体側からの順番で表した場合、第1レンズ面と第8レンズ面、第2レンズ面と第7レンズ面、第3レンズ面と第6レンズ面、第4レンズ面と第5レンズ面の曲率半径の絶対値が各々等しくなるように構成されている。さらに前記第1レンズと前記第4レンズ、前記第2レンズと前記第3レンズの中心厚および形成材料(屈折率)が同じとなるように構成されている。
【0009】
また、このレンズ系は、結像倍率が縮小時あるいは拡大時には等倍時に比べて、第1レンズと第2レンズの間隔、および第3レンズと第4レンズの間隔が大きくなるように、かつ、第2レンズと第3レンズの間隔が大きくなるように構成し、変倍時には、物体面から結像面までの距離をほぼ一定に保ちながら全系を移動させるようにしている。
【0010】
また、以下の条件式(1)〜(5)を満足するように構成されている。
(1) 0.27<|f1|/f <0.40
(2) 0.30<|f2|/f <0.44
(3) 0.40<(△d2+△d6)/△d4<2.50
(4) 0.40<△d2/△d6<1.10 (|β|≧1のとき)
(5) 0.90<△d2/△d6<1.70 (|β|<1のとき)
f …倍率が−1.0のときの全系の焦点距離
f1 …第1レンズの焦点距離
f2 …第2レンズの焦点距離
β …倍率
△d2 …(倍率βがβxのときの第1レンズと第2レンズの間隔)
−(倍率βが−1倍のときの第1レンズと第2レンズの間隔)
△d4 …(倍率βがβxのときの第2レンズと第3レンズの間隔)
−(倍率βが−1倍のときの第2レンズと第3レンズの間隔)
△d6 …(倍率βがβxのときの第3レンズと第4レンズの間隔)
−(倍率βが−1倍のときの第3レンズと第4レンズの間隔)
【0011】
以下に、上記条件式(1)〜(5)の範囲を定めた技術的意義について説明する。すなわち、条件式(1)および条件式(2)は、同様の意義を有し、その下限を越えると、球面収差が補正過剰になるとともに、レンズ間隔の要求精度が増し、製造が難しくなり、一方、上限を越えると、球面収差が補正不足となり、良好な結像性能が得られなくなる。
また、条件式(3)の下限を越えると、像面湾曲がレンズ側に大きくなり、一方、上限を越えると、像面湾曲がレンズと反対側に大きくなって、像面全域に亘る良好な結像性能が得られなくなる。
【0012】
また、条件式(4)の下限を越えると、拡大倍率のときに、コマ収差が補正過剰になり、歪曲収差が大きくなってしまい、上限を越えると、コマ収差が補正不足で、どちらの場合にも良好な結像性能が得られなくなる。
さらに、条件式(5)の下限を越えると、縮小倍率のときに、コマ収差が補正不足になり、一方、上限を越えると、コマ収差が補正過剰となり、歪曲収差も大きくなってしまう。その結果、どちらの場合にも良好な結像性能が得られなくなる。
【0013】
以下、実施例1〜8の各々について具体的数値を用いて説明する。
<実施例1>
この実施例1における各レンズ面の曲率半径r(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔d(mm)(結像倍率β=−1.0の場合について示されている。可変間隔d2,d4,d6については結像倍率β=−1.224および結像倍率β=−0.707の場合についても示されている。)、各レンズのd線における、屈折率Nおよび各レンズのアッベ数νを表1に示す。
なお、表1の中段に、実施例1のレンズ系全体の焦点距離f(結像倍率β=−1.0の場合)、このレンズ系のF数および半画角ω(β=−1.224,β=−1.0,β=−0.707の各場合について示す)の各値を示す。
さらに、表1の下段に、実施例1の上記条件式(1)〜(5)に対応する各値を示す。
【0014】
【表1】
【0015】
<実施例2>
この実施例2における各レンズ面の曲率半径r(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔d(mm)(結像倍率β=−1.0の場合について示されている。可変間隔d2,d4,d6については結像倍率β=−1.414および結像倍率β=−0.707の場合についても示されている。)、各レンズのd線における、屈折率Nおよび各レンズのアッベ数νを下記表2に示す。
なお、表2の中段に、実施例2のレンズ系全体の焦点距離f(結像倍率β=−1.0の場合)、このレンズ系のF数および半画角ω(β=−1.414,β=−1.0,β=−0.707の各場合について示す)の各値を示す。
さらに、表2の下段に、実施例2における上記条件式(1)〜(5)に対応する各値を示す。
【0016】
【表2】
【0017】
<実施例3>
この実施例3における各レンズ面の曲率半径r(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔d(mm)(結像倍率β=−1.0の場合について示されている。可変間隔d2,d4,d6については結像倍率β=−1.414および結像倍率β=−0.707の場合についても示されている。)、各レンズのd線における、屈折率Nおよび各レンズのアッベ数νを下記表3に示す。
なお、表3の中段に、実施例3のレンズ系全体の焦点距離f(結像倍率β=−1.0の場合)、このレンズ系のF数および半画角ω(β=−1.414,β=−1.0,β=−0.707の各場合について示す)の各値を示す。
さらに、表3の下段に、実施例3の上記条件式(1)〜(5)に対応する各値を示す。
【0018】
【表3】
【0019】
<実施例4>
この実施例4における各レンズ面の曲率半径r(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔d(mm)(結像倍率β=−1.0の場合について示されている。可変間隔d2,d4,d6については結像倍率β=−1.414および結像倍率β=−0.707の場合についても示されている)、各レンズのd線における、屈折率Nおよび各レンズのアッベ数νを下記表4に示す。
なお、表4の中段に、実施例4のレンズ系全体の焦点距離f(結像倍率β=−1.0の場合)、このレンズ系のF数および半画角ω(β=−1.414,β=−1.0,β=−0.707の各場合について示す)の各値を示す。
さらに、表4の下段に、実施例4の上記条件式(1)〜(5)に対応する各値を示す。
【0020】
【表4】
【0021】
<実施例5>
この実施例5における各レンズ面の曲率半径r(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔d(mm)(結像倍率β=−1.0の場合について示されている。可変間隔d2,d4,d6については結像倍率β=−1.414および結像倍率β=−0.707の場合についても示されている。)、各レンズのd線における、屈折率Nおよび各レンズのアッベ数νを下記表5に示す。
なお、表5の中段に、実施例5のレンズ系全体の焦点距離f(結像倍率β=−1.0の場合)、このレンズ系のF数および半画角ω(β=−1.414,β=−1.0,β=−0.707の各場合について示す)の各値を示す。
さらに、表5の下段に、実施例5の上記条件式(1)〜(5)に対応する各値を示す。
【0022】
【表5】
【0023】
<実施例6>
この実施例6における各レンズ面の曲率半径r(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔d(mm)(結像倍率β=−1.0の場合について示されている。可変間隔d2,d4,d6については結像倍率β=−2.0および結像倍率β=−0.5の場合についても示されている。)、各レンズのd線における、屈折率Nおよび各レンズのアッベ数νを下記表6に示す。
なお、表6の中段に、実施例6のレンズ系全体の焦点距離f(結像倍率β=−1.0の場合)、このレンズ系のF数および半画角ω(β=−2.0,β=−1.0,β=−0.5の各場合について示す)の各値を示す。
さらに、表6の下段に、実施例6の上記条件式(1)〜(5)に対応する各値を示す。
【0024】
【表6】
【0025】
<実施例7>
この実施例7における各レンズ面の曲率半径r(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔d(mm)(結像倍率β=−1.0の場合について示されている。可変間隔d2,d4,d6については結像倍率β=−1.414および結像倍率β=−0.707の場合についても示されている。)、各レンズのd線における、屈折率Nおよび各レンズのアッベ数νを下記表7に示す。
なお、表7の中段に、実施例7のレンズ系全体の焦点距離f(結像倍率β=−1.0の場合)、このレンズ系のF数および半画角ω(β=−1.414,β=−1.0,β=−0.707の各場合について示す)の各値を示す。
さらに、表7の下段に、実施例7の上記条件式(1)〜(5)に対応する各値を示す。
【0026】
【表7】
【0027】
<実施例8>
この実施例8における各レンズ面の曲率半径r(mm)、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔d(mm)(結像倍率β=−1.0の場合について示されている。可変間隔d2,d4,d6については結像倍率β=−1.414および結像倍率β=−0.707の場合についても示されている。)、各レンズのd線における、屈折率Nおよび各レンズのアッベ数νを下記表8に示す。
なお、表8の中段に、実施例8のレンズ系全体の焦点距離f(結像倍率β=−1.0の場合)、このレンズ系のF数および半画角ω(β=−1.414,β=−1.0,β=−0.707の各場合について示す)の各値を示す。
さらに、表8の下段に、実施例8の上記条件式(1)〜(5)に対応する各値を示す。
【0028】
【表8】
【0029】
なお、実施例1〜8の各収差図(各実施例における拡大時倍率の場合、等倍時倍率の場合および縮小時倍率の場合)を図2〜25に示す。
これら図2〜25から明らかなように、本実施例によれば、等倍時のみならず、拡大時および縮小時のいずれの場合にも各収差を良好なものとすることができる。
なお、本発明のレンズ系としては、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変更が可能であり、例えば4枚の各レンズの曲率半径rおよびレンズ間隔(もしくはレンズ厚)dを適宜変更することが可能である。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の有限共役距離におけるズームレンズ系によれば、物体側から順に正、負、負、正、のレンズを配列し、縮小時および拡大時には、等倍時と比べて各構成レンズの距離を大きくするように変化させながら、物体面から結像面までの距離を一定に保ちつつレンズ全系を移動させることにより、4枚のレンズ構成でありながら諸収差の補正が良好で高性能な等倍付近の複写用に好適なズームレンズ系を形成している。
これにより、従来のものに比べて製造コストの低廉化およびレンズ全系のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1〜8に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図2】実施例1に係るレンズの各収差図(β=−1.224)
【図3】実施例1に係るレンズの各収差図(β=−1.0)
【図4】実施例1に係るレンズの各収差図(β=−0.707)
【図5】実施例2に係るレンズの各収差図(β=−1.414)
【図6】実施例2に係るレンズの各収差図(β=−1.0)
【図7】実施例2に係るレンズの各収差図(β=−0.707)
【図8】実施例3に係るレンズの各収差図(β=−1.414)
【図9】実施例3に係るレンズの各収差図(β=−1.0)
【図10】実施例3に係るレンズの各収差図(β=−0.707)
【図11】実施例4に係るレンズの各収差図(β=−1.414)
【図12】実施例4に係るレンズの各収差図(β=−1.0)
【図13】実施例4に係るレンズの各収差図(β=−0.707)
【図14】実施例5に係るレンズの各収差図(β=−1.414)
【図15】実施例5に係るレンズの各収差図(β=−1.0)
【図16】実施例5に係るレンズの各収差図(β=−0.707)
【図17】実施例6に係るレンズの各収差図(β=−2.0)
【図18】実施例6に係るレンズの各収差図(β=−1.0)
【図19】実施例6に係るレンズの各収差図(β=−0.5)
【図20】実施例7に係るレンズの各収差図(β=−1.414)
【図21】実施例7に係るレンズの各収差図(β=−1.0)
【図22】実施例7に係るレンズの各収差図(β=−0.707)
【図23】実施例8に係るレンズの各収差図(β=−1.414)
【図24】実施例8に係るレンズの各収差図(β=−1.0)
【図25】実施例8に係るレンズの各収差図(β=−0.707)
【符号の説明】
L1 〜L4 レンズ
r1 〜r8 レンズ面の曲率半径
d1 〜d7 レンズ面間隔(レンズ厚)
X 光軸
P 結像位置
i 絞り
Claims (2)
- 物体側から順に、両凸レンズからなる第1レンズと、両凹レンズからなる第2レンズと、両凹レンズからなる第3レンズと、両凸レンズからなる第4レンズを配列されてなり、
結像倍率が縮小時あるいは拡大時には等倍時に比べ、前記第1レンズと前記第2レンズの間隔、および前記第3レンズと前記第4レンズの間隔が大きくなるように、かつ、前記第2レンズと前記第3レンズの間隔が大きくなるように構成するとともに、変倍時には、物体面から結像面までの距離をほぼ一定に保ちながら全系を移動させ、
下記条件式(1)〜(5)を満足するように構成されてなることを特徴とする有限共役距離におけるズームレンズ系。
(1) 0.27<|f1|/f<0.40
(2) 0.30<|f2|/f<0.44
(3) 0.40<(△d2+△d6)/△d4<2.50
(4) 0.40<△d2/△d6<1.10 (|β|≧1のとき)
(5) 0.90<△d2/△d6<1.70 (|β|<1のとき)
f … 倍率が−1.0のときの全系の焦点距離
f1… 第1レンズの焦点距離
f2… 第2レンズの焦点距離
β … 倍率
△d2…(倍率βがβxのときの第1レンズと第2レンズの間隔)−(倍率βが−1倍のときの第1レンズと第2レンズの間隔)
△d4…(倍率βがβxのときの第2レンズと第3レンズの間隔)−(倍率βが−1倍のときの第2レンズと第3レンズの間隔)
△d6…(倍率βがβxのときの第3レンズと第4レンズの間隔)−(倍率βが−1倍のときの第3レンズと第4レンズの間隔) - 請求項1において、レンズ面番号を物体側から順に数えた場合に、第1のレンズ面と第8のレンズ面、第2のレンズ面と第7のレンズ面、第3のレンズ面と第6のレンズ面、第4のレンズ面と第5のレンズ面の曲率半径の絶対値が各々等しく、さらに前記第1レンズと前記第4レンズ、前記第2レンズと前記第3レンズの中心厚および形成材料の屈折率が同じとされていることを特徴とする有限共役距離におけるズームレンズ系。
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