JPH01287522A - 複写用変倍レンズ系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複写機等に使用される、広角複写レンズに係
わり、特に拡大倍率時及び縮小倍率時に於ける性能を高
めた明るい複写用変倍レンズ系に関するものである。

（従来の技術） 一般に複写用途としてのレンズ系に要求される要件とし
て （１）　　平坦な被写体（原稿）を平坦な面に結像させ
ることから、全画面で解像性が均一となることが望まれ
、像面弯曲、非点隔差は出来る丈少くした像面特性の良
いレンズ系であること、（２）画面周辺部での光量低下
を抑える為、開口効率は１００％であること、 （３）複写機の小型化に応える為、レンズ系はコンパク
トでしかも画角が広いこと、 （４）歪曲収差の少いこと、 （５）低周波でのコントラストを高めること、（６）複
写スピードを速くする為、より明るいレンズ系であるこ
と、 （７）　　レンズ枚数は出来る丈少くして、安価な硝材
で構成させること などが挙げられる。

近年複写機の仕様として、拡大複写及び縮小複写が一般
的となり、拡大、縮小の変倍時にも、前記した複写用レ
ンズとしての要件が要求されるようになった。

拡大、縮小の変倍時に於ても性能を劣化させない変倍手
段のひとつとして、原稿面から感材面迄の距離を固定し
たまま倍率変更の出来る、所謂ズームレンズが考えられ
る。

しかし、ズームレンズの場合は、変倍機構の複雑さから
くるユニットの大型化や高諸元−例えば本願の目的とす
る明るさＦ５，６、半画角約３０°、倍率範囲０．５　
Ｘ〜２．０　Ｘ−に対する設計の困難さや、後述する固
定焦点レンズ系での変倍に比ベコスト高になりがち等の
要因により、全ての機種にズームレンズを適用させる迄
に至っていない。

率範囲で、複写レンズとして要求される前記要件（１）
〜（７）を満足する高性能レンズが望まれている。

固定焦点レンズにより変倍を達成するには、原稿面、レ
ンズ系、感材面の三つの内いずれかの二つを移動させな
ければならない。通常は、第１図に示したように、複写
用光学系を複写用レンズとミラー系とから構成し、原稿
面と感材面を固定しておき、倍率を変化させる為にレン
ズ系りの光り軸方向の移動と、倍率変化による共軛距離
の変化分を与えるための第２ミラー３１と第３ミラー３
２とを一体にした光軸方向の移動、又は第４ミラー３３
と第５ミラー３４とを一体にした光軸方向の移動との連
動により行なわれている。この時、レンズ系りの移動量
とミラー３１．３２又は３３．３４の移動量との関係は
、非直線的になり、図示しないカム規制により、両者を
連動させることが必要である。このようにレンズ系とミ
ラー系とを可動させることにより、複写用途として固定
焦点レンズを変倍させることが可能である。

（発明が解決しようとする問題点） 一般に、複写用固定焦点レンズは、基準倍率としての等
倍率で歪曲収差や倍率色収差が発生しないようにするた
め、絞りに関してレンズエレメントを対称的に配置させ
た、所謂対称型レンズが多く用いられている。この絞り
に関して対称的に構成したレンズ系を等倍率で使用する
と、絞りを挾んで前後のレンズ群は、互いに逆の屈折作
用をする。第１３図は、−船釣な対称型レンズ系の等倍
率時におけるコマ収差を説明する図である。この対称型
レンズ系の絞り前方に設けられた前群レンズ系で発生す
る補正過剰の単純なコマ収差１）が、主光線Ｐに関して
ほぼ対称的に発生するよう設計しておけば、後群レンズ
系で主光￥ＡＰに関してほぼ対称的に発生する補正不足
のコマ収差１２と相殺して、全系のコマ収差１３がフラ
ットになるという利点が生ずる。

しかし、縮小倍率において、前群レンズ系を通る主光線
上の上側光線は、より光軸の近くを光線が通るために、
前群レンズ系により強い屈折作用を受けないが、後群レ
ンズ系を通る上側光線は、光軸から離れるため強い収斂
作用を受けてアンダーのコマ収差となる。主光線下の下
側光線は、前群レンズ系に入射する入射角が、等倍率時
より小さくなるためレンズ系による屈折の程度が弱くな
り、全体として第１４図に示すような補正不足（アンダ
ー）のコマ収差となり、特にタンジエンシャルコマ収差
の劣化が著しくなる。

更に、拡大倍率において、後群レンズ系を通る主光線上
の上側光線は、弱い収斂の屈折作用を受けるので、アン
ダーコマ収差からややオーバーコマ収差気味になり、下
側光線は、前群レンズ系での入射角が等倍率時より増加
するため、強い収斂作用を受けるのでオーバーコマ収差
となり、全体として第１５図に示すような補正過剰（オ
ーバー）コマ収差となる。

このように固定焦点レンズ系で変倍を行なうと、縮小倍
率及び拡大倍率でのレンズ性能劣化が避けられないため
、実用上差し支えない程度に性能が得られる範囲内に変
倍域を狭くするか、あるいは明るさや画角に制限を加え
て使用せざるを得ないという問題点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記問題点を解決するために、複写用変倍レ
ンズ系を被写体（原稿）側から順に、被写体側に凸面を
向けた正のパワーをもつメニスカス第１レンズと、被写
体側に凸面を向けた負のパワーをもつメニスカス第２レ
ンズと、正のパワーを°もつ第３レンズと、絞りと、絞
りに関して第３レンズと対称な正の第４レンズと、絞り
に関して第２レンズと対称な負の第５レンズと、絞りに
関して第１レンズと対称な正の第６レンズとから構成し
、倍率を変化させるためのレンズ系全体の光軸方向の移
動に連動させて、倍率変化に伴う収差の劣化を補正する
ために、第１レンズと第２レンズ間の軸上間隔ｔ！と第
５レンズと第６レンズ間の軸上間隔ｔ１゜の一方、又は
両方を、次の各条件を満足させて変化させたことを特徴
とするものである。

但し、　ｆ；全系の焦点距離 ｍ；倍率 Δｔ；Δｔ２−Δｔ１゜ Δｔｔ　；等倍率を基準としたｔ！の軸上間隔変化量 ｔ、の変倍による変位量Δ１ｔと第５レンズと第６レン
ズの軸上間隔ｔ１゜の同じく変倍による変位量Δｔ１０
の差（Δｔ２−Δｔ１０）でありΔ１．＝ＯとしてΔＥ
ｌ（１のみの変位、逆にΔｔ＋ｏ＝０としてΔｔ！のみ
の変位でも同作用、効果があることを見い出したもので
、等倍の状態を基準として、レンズ系を設計した結果１
を又はｔ１０の間隔が狭過ぎても常に１を又はｔｉｌ＋
の値を増やす方向で補変倍時には、条件式より与えられ
たΔｔからメカニカルな制約、機構の単純化、低価格化
等の条件を優先させてΔ１を及びΔｔｌ（１を決められ
る自由度も併せ持ち、トータル性能向上に有利である。

（作　用） 本発明では、対称型レンズ系による縮小倍率時のアンダ
ーコマ収差並びに拡大倍率時のオーバーコマ収差を、変
倍と共に第１レンズと第２レンズ補正する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第２図は、等倍率時における本発明のレンズ系を示し、
被写体側から順に、被写体側に凸面を向けた正のパワー
をもつメニスカス第１レンズ１と、被写体側に凸面を向
けた負のパワーをもつメニスカス第２レンズ２と、正の
パワーをもつ第３レンズ３と、絞りＳと、絞りに関して
第３レンズと対称な正の第４レンズ４と、絞りに関して
第２レンズと対称な負の第５レンズ５と、絞りに関して
第１レンズと対称な正の第６レンズ６とから構成される
。

第２図において、等倍率時には第２レンズ２と第６レン
ズ６、第２レンズ２と第５レンズ５、第３レンズ３と第
４レンズ４は、各々絞りＳに関して対称に構成、配置さ
れる。縮小、拡大の変倍時には、第１レンズ１と第６レ
ンズ６は、下記条件を満足して光軸Ｘに沿って同方向に
移動し、それぞれ、第１レンズ１と第２レンズ２間の軸
上間隔ｔ２と第５レンズ５と第６レンズ６間の軸上間隔
ｔｌＯを変化させる。

但し、　ｆ；全系の焦点距離 ｍ；倍率 Δｔ；Δｔ２−Δｔ１）１ Δｔ２　；等倍率を基準としたｔ２の軸上間隔変化量 Δｔ１０；等倍率を基準としたｔｌ。の軸上間隔変化量
。

縮小倍率時には、本発明のレンズ系りを第１図の等倍率
の位置から、結像側に移動させる。この時、その変倍に
伴って発生する、前記コマ収差を補正するため、前記条
件（ｉ）に基づいて、第１レンズ１と第６レンズ６を等
倍率の状態を基準にして、光軸Ｘに沿って被写体側方向
に移動し、第１レンズ１と第２レンズ２間の軸上間隔１
Ｎと第５レンズ５と第６レンズ６間の軸上間隔ｔ１゜を
変化させる。

前記条件（ｉ）は、縮小時の各変位量Δｔ２、Δｔ１０
を決めるものであり、上限を越えてΔｔの値が大きくな
ると、アンダーコマ収差がオーバ側に補正過剰となり、
光学性能の改善目安としている低周波でのＭＴＦ値を、
補正を加えない状態よりｌＯ％以上高める目的に合わな
いばかりか逆に低下してしまう、一方、下限を越えて小
さくなると、逆にアンダーコマ収差を補正し切れずに、
アンダーのまま残るか、更にアンダーコマ収差が大きく
なり過ぎてやはり性能改善はなし得ない。

拡大倍率時には、本発明のレンズ系りを第１図の等倍率
の位置から、被写体側に移動させる。この時、その変倍
に伴って発生する前記コマ収差を補正するため、前記条
件（ｉｉ）に基づいて、第１レンズ１と第６レンズ６を
等倍率の状態を基準にンズ５と第６レンズ６間の軸上間
隔ｔｏｏを変化させる。

条件（ｉｉ　）は拡大時の各変位量ΔＬｔ、Δｔｏ。

を決めるもので、上限を越えてΔｔの値が大きくなると
、縮小側とは逆に、オーバーのコマ収差がアンダー側に
補正過剰となり、ＭＴＦ値は劣化する。下限を越えて小
さくなると、逆にオーバーコマ収差を補正し切れず性能
の改善は望めない。

以下に本発明の実施例を示す。

実施例１ ｆ”＝１．０ ＦＮＯ＝５．６　（Ｏｏ） 半画角＝２９°　（等倍時） 倍率＝　−Ｏ，Ｓ　Ｘ〜−２，０Ｘ γ、　　＝０．１８８　　ｔ、　　＝０．０４０　　　
Ｎ、　　＝１．６４８５０　　ν、　　＝５３．Ｏｒｚ
　　＝０．２９２　　ｔｚ　＝０．００４　　　Ｎｔ　
　＝１．７６１８２　２ｍ　　＝２６．５γｓ　　＝０
．１８０　　ｔｓ　　＝０．０１９０　　　Ｎ３　　＝
１．５１６３３　　νｓ　　＝６４．ＩＴ、燭、６６３
　　ｔ、　＝０．０１３７、−ｆ６．５４７　　ｔ、　
＝０．０５４ｒ、４．１３６　　ｔｓ　　＝０．０１９
Ｔ１０４．１８０　　ｔ、、＝０．００４γ、公’０．
２９２　　ｔｌｌ−０，０４０Ｔ１□−０１８８ 但し　ｒ　１−−−−−−・・−・−・−・−・・・・
は、曲率半径ｔｚ’−−・−・−・−−−−一−−−・
は、軸上間隔Ｎ、−・−−−−−−−−−一−−−−−
・は、ｄ線に対する屈折率ν１　・−−一一−−−−・
・−・・は、アツベ数縮小側（−ｚ、＊ｘ入Δｔ　＝０
．００２６拡大側（−ヤＩ８入Δｔ　＝　−０，００２
６第３図乃至第５図は、前記実施例１の等倍率時の数値
を用いて、軸上間隔ｔ２とｔｌ。を変えないで変倍した
時の収差図である。

第３図は等倍率時の収差図、第４図は一〇、５×時の収
差図、第５図は−２，０×時の収差図である。

第６図乃至第８図は、前記実施例１の本発明のレンズ系
を−０，５×の位置に配置して、条件（１）のΔｔ　＝
０．００２６に一定にして、Δｔ２とΔｔｏｏの組合せ
を変えた場合の収差図である。

第６図は、Δｊ　ｔ　＝０．００１３．Δｔ１゜＝−０
，００１３゜Δｔ　＝０．００２６゜ 第７図は、Δｔ！＝０．０＋　　Δｔ　＋ｏ＝−０，０
０２６゜Δｔ　＝０．００２６゜ 第８図は、Δｊ　ｚ　＝０．００２６．Δｔ１゜＝０．
０゜Δｔ　＝０．００２６゜ である。

第９図乃至第１）図は、同様に前記実施例１の本発明の
レンズ系を−２，０×の位置に配置して、条件（：ｉ）
のΔを尚、００２６に一定にしてΔｔ２゜Δｔ１０の組
合せを変えた場合の収差図である。

第９図は、Δ１を列、００１３．Δｔ１゜＝、　０．０
０１３゜Δｔ　４．ｏｏｚ６゜ 第１０図は、Δｊ　ｔ　”　　０．００２６．　　Δｔ
１０＝０．０゜Δｔ　＝　−０，００２６゜ 第１）図は、Δｔｚ＝ｏ、ｏ、　　Δｊ　ｒ　ｏ　＝　
０．００２６゜Δｔ　＝　−０，００２６゜ である。

これらの第６図乃至第１）図の変倍時の収差図は、等倍
時の間隔をそのままで変倍させた第３図乃至第５図の収
差図よりコマ収差が改善されている様子が分る。

又、第１２図は前記実施例１のレンズ系を−０，５×の
位置に配置して、Δｔを条件式の範囲内で変えた場合の
画面隅部のタンジエンシャル方向のコマ収差の収差図で
ある。

第１２図の２１は、等倍時そのままの光軸間隔の場合、 第１２図の２２は、Δｔ　＝０．００２ｆｆを与えた場
合、第１２図の２３は、Δｔ　＝０．００３７で条件式
の上限値を与えた場合、 第１２図の２４は、Δｔ　＝０．０００６５で条件式の
下限値を与えた場合、 のコマ収差図を示す。

第１２図の２２乃至２４はいずれも２１の等倍時そのま
まの間隔の場合より改善されているのが分るが、この値
以上に上限値、下限値を越えた値をとると逆にコマ収差
が劣下してしまい改善効果がなくなる。

以上詳述したように本発明によれば、特にズームレンズ
としない固定焦点レンズ系でも、従来技術で述べた複写
用途として要求される要件を広い変倍域で満足させたよ
り明るい、より広画角の高性能レンズを得ることが可能
となった。

又、本発明は、６群６枚であるがこの作用は、各群をそ
れぞれ分割した構成に於ても、各群のパワーがほぼ保た
れた状態であれば同様の効果が得られ、本発明の範囲内
である。

（発明の効果） 以上、詳述したように、本発明は変倍に伴ってレンズ系
の一部を光軸方向に移動させることにより、縮少、拡大
倍率時に発生するアンダーコマ収差、あるいはオーバー
コマ収差を相殺させて、全体として平坦に近いコマ収差
とすることができたので、広角で明るい複写用変倍レン
ズ系を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は複写用光学系を説明するための図、第２図は本
発明に係る複写用変倍レンズ系の構成を説明するための
図、第３図乃至第５図は、本発明実施例１の等倍率時の
数値を用いて、軸上間隔ｔ２とｔｌｏを変化させないで
変倍させた時の収差図、第６図乃至第８図は本発明実施
例１を−０，５Ｘの位置に設定して、条件（ｉ）Δｔ　
＝０．００２６に一定にして、Δｔ２とΔｊｌｏの組合
せを変えた場合の収差図、第９図乃至第１）図は、本発
明実施例１を−２，０Ｘの位置に設定して、条件（ｉｉ
　）Δｔ＝−０，００２６に一定にして、Δｔ２とΔｔ
ｌＯの組せた時のコマ収差を示す図、第１３図は従来の
対称型レンズの等倍率時におけるコマ収差を説明する図
である。 Ｌ−−−・・−・−・−レンズ系、　　３０　−−−−
−−一・−第１ミラー、３１　−　・−第２ミラー、３
２　−−−−−−・・・第３ミラー、３３−・−・・−
・−第４ミラー、３４　・〜・−・第５ミラー、３５−
・−・−第６ミラー、３６　・・・・−一−−−感光体
、３７−−−−−・−・・ランプ、　　３８−・−・被
写体（原稿）特許出願人　　富士写真光機株式会社 菊！図 第２図 コマ収差 第、３凪 コマ４又荒 ｙＫ面叡−１拝白、！）人差、　　　　　歪曲ｑＸ見第
４品 Ｚ、ＯＸ コマキ又ゑ ｆ蛋菌牧五　　　井煮収歪　　　歪曲収差０．５Ｋ ］マＵ又差。 ＋ θ、５ｘ コマ坪叉ル ＪＪｉ面収是　　　井点収是　　　　Ｉ−Ｅｉｌ？４又
基月７図 コマ収監 を 球ＩＹ７収量　　　　ザト点毀五　　　　至曲収是第δ
図 ２、θＸ コマ収差 ｇａＤｑｚ　差　　　　卯メ！、ｑｔ、ｉ　　　　　　
　ｉｍｑ又ｘ第ｙ図 ２、θＸ コマｑ又罷 βに面ｑ又りＥ　　　　　＃戸、！」又差　　　　　　
歪曲ｑ又差第１０　図 ０ｘ コマ収差 ｙｌｌ、１ｌｆｌ収差　　　　　非力、収差　　　　１
曲収差。 第１）図 θ、５Ｘ 男Ｉｚ記 第１３図 第１４図 第１５図 手続補正書（放） １、事件の表示　　　昭和６２年特許願第３３１３７８
号２、発明の名称　　　複写用変倍レンズ系３、補正を
する者 事件との関係　　　特許出願人 住　　　所　　　　埼玉県大宮市植竹町１丁目３２４番
地平成１年５月１５日 （発進口）　　平成１年５月３０日 ５、補正の対象　　　　明細書の「図面の簡単な説明の
欄」６、補正の内容 （１）明細書第１８頁第２０行、「る図である。」を「
る図である。第１４図は縮小倍率時のコマ収差の傾向を
示す図、第１５図は拡大倍率時のコマ収差の傾向を示す
図である。」と補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体側より順に、被写体側に凸面を向けた正の
   パワーをもつメニスカス第１レンズと、被写体側に凸面
   を向けた負のパワーをもつメニスカス第２レンズと、正
   のパワーをもつ第３レンズと、絞りと、絞りに関して第
   ３レンズと対称な正の第４レンズと、絞りに関して第２
   レンズと対称な負の第５レンズと、絞りに関して第１レ
   ンズと対称な正の第６レンズとから構成され、倍率を変
   化させるためのレンズ系全体の光軸方向の移動に連動さ
   せて、第１レンズと第２レンズ間の軸上間隔ｔ＿２と第
   ５レンズと第６レンズ間の軸上間隔ｔ＿１＿０の一方又
   は両方を、次の各条件を満足させて変化させたことを特
   徴とする複写用変倍レンズ系 （ｉ）縮小倍率時、 −０．００２１６ｌｏｇ｜ｍ｜＜Δｔ／ｆ＜−０．０１
   ２３ｌｏｇ｜ｍ｜（ｉｉ）拡大倍率時、 −０．０１２３ｌｏｇ｜ｍ｜＜Δｔ／ｆ＜−０．００２
   １６ｌｏｇ｜ｍ｜但し、ｆ；全系の焦点距離 ｍ；倍率 Δｔ；Δｔ＿２−Δｔ＿１＿０ Δｔ＿２；等倍率を基準としたｔ＿２の軸 上間隔変化量 Δｔ＿１＿０；等倍率を基準としたｔ＿１＿０の軸上間
   隔変化量。