JPH04328708A - 複写用変倍光学系 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、共役長固定で変倍を
行う複写用変倍光学系に係り、特に、負，正，負の３レ
ンズ群構成で５枚という少数枚から構成されるコンパク
トな複写用変倍光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在使用されている変倍機能を有する複
写機では、まだ殆どがミラーの移動と組み合わせたいわ
ゆる共役長変倍方式によって行うように構成されている
。これをズームレンズ系のみにより変倍を行う共役長固
定方式を適用すれば、ズームレンズ系の移動のみによっ
て連続変倍することが可能になり、装置全体の小型化が
図られることから、最近この種のズームレンズ系の提案
がなされている。

【０００３】例えば、特開昭６３−１８０９２７号公報
記載のものはＦナンバーが７、半画角ω＝２１°〜１７
°、倍率β＝−１．４２〜−０．６４の６枚構成の変倍
レンズ系であり、負，正，負の３レンズ群よりなり、等
倍時には絞りに関して略対称に構成され、ズーミングに
おける第１負レンズ群と第３レンズ群は略対称に移動す
るように構成されている。

【０００４】また、特開昭６３−１８０９２８号公報の
ものは、上記特開昭６３−１８０９２７号のものと同様
の５枚構成の変倍レンズ系であり、負，正，負の３レン
ズ群よりなり、等倍時には中央の第３レンズに関して略
対称に構成され、ズーミングにおける第１負レンズ群と
第３負レンズ群は略対称に移動するように構成されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明の複写用変倍
光学系も上記公知例のものと同様に負，正，負の３レン
ズ群より構成される変倍光学系であるが、さらに、レン
ズ構成枚数を減らして製造コストを低減させ、小型化を
図った光学系を得ることを目的とする。即ち、上記公知
例の複写用変倍光学系は、いずれも絞りあるいは中央の
第３レンズに対して略対称なレンズ構成になっているが
、この発明ではメインの第２正レンズ群２を正メニスカ
スレンズ，両凹レンズ，両凸レンズという非対称な構成
にすることにより、等倍時には勿論のこと変倍時におい
ても収差補正が極めて良好に補正され、そして、５枚と
いう少枚数のレンズ構成ながら小型の複写用変倍光学系
を実現することができた。また、変倍時には弱い負のパ
ワーを持つ第１負レンズ群１と第３負レンズ群３を第２
正レンズ群２との間隔が広がるように移動させることに
より、収差を悪化させることなく焦点距離を変化させて
変倍させている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の特許請求の範
囲の請求項１記載の発明は、物体面側より順に、第１負
レンズ群，第２正レンズ群および第３負レンズ群の３レ
ンズ群より構成され、変倍時には第１負レンズ群と第２
正レンズ群の間隔と第２正レンズ群と第３負レンズ群と
の間隔を変位させるとともに、レンズ全系を移動させる
ことにより、共役長を一定に保ったまま投影倍率を変化
させるようにした複写用変倍光学系であって、第１負レ
ンズ群１は物体面側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
の第１レンズよりなり、第２正レンズ群２は物体面側に
凸面を向けた正メニスカスレンズの第２レンズと物体面
側に曲率半径の大きい方の面を向けた両凹の第３レンズ
と両凸レンズの第４レンズからなり、第３負レンズ群３
は像面に凹面を向けた負メニスカスレンズの第５レンズ
の５枚とから構成され、倍率β＝−１における全系の焦
点距離をＦ、第１負レンズ群１の焦点距離をＦ１　、第
２正レンズ群２の焦点距離をＦ２　、第３負レンズ群３
の焦点距離をＦ３　とするとき

【０００７】

【数８】

【０００８】

【数９】

【０００９】の各条件式を満足し、さらに、変倍時の第
１負レンズ群１と第３負レンズ群３が第２正レンズ群２
に対して略対称に移動させてズーミングを行なうように
したことを特徴とする複写用変倍光学系である。

【００１０】また、この発明の特許請求の範囲の請求項
２記載の発明は、第１負レンズ群１と第３負レンズ群３
が、第１負レンズ群１の焦点距離をＦ１　、第３負レン
ズ群３の焦点距離をＦ３　、第ｉ面の曲率半径をｒｉ　
とするとき

【００１１】

【数１０】

【００１２】

【数１１】

【００１３】の各条件式を満足することを特徴とする複
写用変倍光学系である。

【００１４】さらに、この発明の特許請求の範囲の請求
項３記載の発明は、請求項２の複写用変倍光学系におい
て、第１負レンズ群１の第１レンズと第３負レンズ群３
の第５レンズとが同形状であることを特徴とする複写用
変倍光学系である。

【００１５】そして、この発明の特許請求の範囲の請求
項４記載の発明は、第ｉレンズの焦点距離をｆｉ　、第
２正レンズ群２の第２レンズの軸上面間隔をｄ３　、第
２正レンズ群２の焦点距離をＦ２　とするとき

【００１
６】

【数１２】

【００１７】

【数１３】

【００１８】

【数１４】

【００１９】の各条件式を満足することを特徴とする複
写用変倍光学系である。

【００２０】

【実施例】以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説
明する。図１〜図６は、実施例１〜実施例６の光学系の
構成を示す断面図である。左側の物体側より順に、物体
側に凹面を向けた負メニスカスレンズの第１レンズから
なる第１負レンズ群１，物体側に凸面を向けた正メニス
カスレンズの第２レンズと物体側に曲率半径の大きい方
の面を向けた両凹レンズの第３レンズおよび両凸レンズ
の第４レンズとからなる第２正レンズ群２、像側に凹面
を向けた負メニスカスレンズの第５レンズからなる第３
負レンズ群３とから構成される。そして、第１負レンズ
群１と第２正レンズ群２の間の間隔ｄ２　および第２正
レンズ群２と第３負レンズ群３の間の間隔ｄ８　を変動
させるとともに、レンズ系全系を移動させることにより
共役長を一定に保ったまま投影倍率を変化させている。

【００２１】そして、倍率βが−１におけるレンズ系全
系の焦点距離をＦ、第１負レンズ群１の焦点距離をＦ１
　、第２正レンズ群２の焦点距離をＦ２　および第３負
レンズ群の焦点距離をＦ３　とするとき

【００２２】

【数１５】

【００２３】

【数１６】

【００２４】の各条件式を満足させる。

【００２５】上記条件式（１）は、第２正レンズ群２の
パワー配置を決定するための条件であり、その上限値を
越えると、第２正レンズ群２のパワーが緩くなるため収
差補正には有利であるが、等倍時にレンズ系を小型化し
ようとすると、第１負レンズ群１および第３負レンズ群
３の負のパワーを弱くする必要があり、従って、変倍時
の移動量が大きくなってしまい、変倍時を含めたレンズ
系全体の小型化を達成できなくなってしまう。また、下
限値を越えると、逆に第１負レンズ群１と第３負レンズ
群３のパワーを強めることになるため、変倍時の移動量
が小さくなって小型化することができるが、主に収差補
正を担当する第２正レンズ群２のパワーが強くなるため
、等倍時および変倍時の収差補正が極めて困難になる。

【００２６】上記条件式（２）は、第１負レンズ群１お
よび第３負レンズ群３のパワーの配分を決める条件であ
り、非対称性の度合を決めるものである。この上下限値
を外れると、レンズ系の前方と後方とでパワーが異なり
すぎるため、軸外でのコマ収差等の非対称収差が大きく
発生してしまいその補正が困難となってしまう。また、
変倍時において、歪曲収差の変動量が大きくなってしま
う。

【００２７】さらに、この発明の複写用変倍対物レンズ
系は、第１負レンズ群１と第３負レンズ群３が、第１負
レンズ群１の焦点距離をＦ１　、第３負レンズ群３の焦
点距離をＦ３　、第ｉ面の曲率半径をｒｉ　とするとき

【００２８】

【数１７】

【００２９】

【数１８】

【００３０】の各条件式を満足することを特徴とする。

【００３１】上記条件式（３），（４）は、第１負レン
ズ群１と第３負レンズ群３の負メニスカスレンズの形状
を規定する条件であり、レンズ系の外側の凹面のパワー
を決める。これは主に軸外光束の収差補正に係り、これ
らの条件内において等倍時および変倍時において収差補
正が良好に保たれることになる。その上限値を越えると
、特に像面湾曲が増大し、変倍時にはそれが著しくなり
、補正が極めて困難になってしまう。また、下限値を越
えると、特に変倍時においてコマフレアが発生してしま
う。

【００３２】次に、この発明の複写用変倍光学系は、第
ｉレンズの焦点距離をｆｉ　、第２正レンズ群２の第２
レンズの軸上面間隔をｄ３　、第２正レンズ群２の焦点
距離をＦ２　とするとき

【００３３】

【数１９】

【００３４】

【数２０】

【００３５】

【数２１】

【００３６】の各条件式を満足することを特徴とする。 上記条件式（５），（６）および（７）は、第２正レン
ズ群２のパワー配分を決める条件である。

【００３７】上記条件式（５）は、第２正レンズ群２の
パワーを規定する条件であり、その上限値を越えると球
面収差が補正過剰となり、非点収差も増大してしまう。 また、下限値を越えると球面収差が補正不足となり、コ
マフレアも発生してしまう。

【００３８】上記条件式（６）は、第２正レンズ群２の
第３レンズと第４レンズのパワー配分を規定する条件で
あり、その上限値を越えると球面収差が補正過剰となり
、また、下限値を越えると像面湾曲が大きくなってしま
う。

【００３９】上記条件式（７）は、第２正レンズ群２の
第２レンズの厚さを規定する条件で、その上限値を越え
ると球面収差が補正過剰となり、また、このレンズ厚が
厚くなりすぎてこの発明の目的とするレンズ系全体の小
型化が図れなくなってしまう。また、下限値を越えると
、コマフレアの発生量も大きくなり、その上球面収差お
よび歪曲収差が補正できなくなってしまう。

【００４０】この他に、第２正レンズ群２の軸上面間隔
ｄｉ　の和を

【外１】 、第２レンズ群２の焦点距離をＦ２　とするとき

【００
４１】

【数２２】

【００４２】の条件式を満足することにより、小型で収
差補正が良好に行なわれたレンズ系を得ることができる
。

【００４３】また、当然のことながら、この光学系は、
結像面（像面）と物体面とを入れ替えても使用可能であ
る。そして、この光学系は非対称型であるため、入れ替
えない場合、物体面から光学系までの距離を長くとるこ
とができるため、特に拡大時においては、対称型と比較
すれば、スペース的に余裕があり、機械構成上有利とな
る。また、逆向きに使用した場合は、逆の効果が得られ
る。

【００４４】次に、この発明の具体的な実施例１〜実施
例６の光学系の構成を図１〜図６に示し、そのレンズ諸
元を第１表〜第６表に示す。これらの各表において、左
側の物体側から順に曲率半径ｒ１　，ｒ２　，・・・，
ｒ１０、軸上面間隔ｄ１　，ｄ２　，・・・，ｄ９　、
硝材のｄ線での屈折率Ｎ１　，Ｎ２　，・・・，Ｎ５　
およびアッベ数ν１　，ν２　，・・・，ν５　の各面
での数値である。これらの各表において、＊を付した軸
上面間隔は変倍時に可変となり、倍率β＝−１，−１．
４１，−０．６４のときの各値を示す。

【００４５】また、実施例１〜実施例６の収差曲線図を
図７〜図１２に示す。これらの各図において上段から−
１×，−０．６４×および−１．１４×における球面収
差，非点収差および歪曲収差をそれぞれ示している。

【００４６】さらに各条件式の実施例１〜実施例６の数
値を第７表に纒めて示している。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】

【表３】

【００５０】

【表４】

【００５１】

【表５】

【００５２】

【表６】

【００５３】

【表７】

【００５４】

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の複写用
変倍光学系は、Ｆナンバー７〜８，半画角ω＝２１°，
倍率β＝−０．６４〜−１．４１の光学系ながら、５枚
レンズ構成と少枚数で小型の光学系でありながら変倍時
の収差補正が良好になされた光学系となっている。また
、非対称のレンズ構成ながら歪曲収差の補正が良好に行
なわれている。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の複写用変倍光学系の実施例１のレン
ズ構成を示す断面図、

【図２】この発明の複写用変倍光学系の実施例２のレン
ズ構成を示す断面図、

【図３】この発明の複写用変倍光学系の実施例３のレン
ズ構成を示す断面図、

【図４】この発明の複写用変倍光学系の実施例４のレン
ズ構成を示す断面図、

【図５】この発明の複写用変倍光学系の実施例５のレン
ズ構成を示す断面図、

【図６】この発明の複写用変倍光学系の実施例６のレン
ズ構成を示す断面図、

【図７】「図１」に示す複写用変倍光学系の−１×，−
０．６４×および−１．４１×における球面収差，非点
収差および歪曲を示す収差曲線図、

【図８】「図２」に示す複写用変倍光学系の−１×，−
０．６４×および−１．４１×における球面収差，非点
収差および歪曲を示す収差曲線図、

【図９】「図３」に示す複写用変倍光学系の−１×，−
０．６４×および−１．４１×における球面収差，非点
収差および歪曲を示す収差曲線図、

【図１０】「図４」に示す複写用変倍光学系の−１×，
−０．６４×および−１．４１×における球面収差，非
点収差および歪曲を示す収差曲線図、

【図１１】「図５」に示す複写用変倍光学系の−１×，
−０．６４×および−１．４１×における球面収差，非
点収差および歪曲を示す収差曲線図、

【図１２】「図６」に示す複写用変倍光学系の−１×，
−０．６４×および−１．４１×における球面収差，非
点収差および歪曲を示す収差曲線図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　物体面側より順に、第１負レンズ群１
   ，第２正レンズ群２および第３負レンズ群３の３レンズ
   群より構成され、変倍時には第１負レンズ群１と第２正
   レンズ群２の間隔と第２正レンズ群２と第３負レンズ群
   ３との間隔を変位させるとともにレンズ全系を移動させ
   ることにより、共役長を一定に保ったまま投影倍率を変
   化させるようにした複写用変倍光学系であって、第１負
   レンズ群１は物体面側に凹面を向けた負メニスカスレン
   ズの第１レンズよりなり、第２正レンズ群２は物体面側
   に凸面を向けた正メニスカスレンズの第２レンズと物体
   面側に曲率半径の大きい方の面を向けた両凹の第３レン
   ズと両凸レンズの第４レンズからなり、第３負レンズ群
   ３は像面に凹面を向けた負メニスカスレンズの第５レン
   ズとの５枚から構成され、倍率β＝−１における全系の
   焦点距離をＦ、第１負レンズ群１の焦点距離をＦ１　、
   第２正レンズ群２の焦点距離をＦ２　、第３負レンズ群
   ３の焦点距離をＦ３　とするとき 【数１】 【数２】 の各条件式を満足し、さらに、変倍時には第１負レンズ
   群１と第３負レンズ群３が第２正レンズ群２に対して略
   対称に移動させてズーミングを行なうようにしたことを
   特徴とする複写用変倍光学系。
2. 【請求項２】　　第１負レンズ群１と第３負レンズ群３
   が、第１負レンズ群１の焦点距離をＦ１　、第３負レン
   ズ群３の焦点距離をＦ３　、第ｉ面の曲率半径をｒｉ　
   とするとき 【数３】 【数４】 の各条件式を満足することを特徴とする「請求項１」記
   載の複写用変倍光学系。
3. 【請求項３】　　上記「請求項２」の複写用変倍光学系
   において、第１負レンズ群の１レンズと第３負レンズ群
   ３の第５レンズとが同形状であることを特徴とする複写
   用変倍光学系。
4. 【請求項４】　　第ｉレンズの焦点距離をｆｉ　、第２
   正レンズ群２の第２レンズの軸上面間隔をｄ３　、第２
   正レンズ群２の焦点距離をＦ２　とするとき 【数５】 【数６】 【数７】 の各条件式を満足することを特徴とする上記「請求項１
   」ないし「請求項３」記載の複写用変倍光学系。
5. 【請求項５】　　物体面と像面とを入れ替えて構成した
   ことを特徴とする「請求項１」ないし「請求項４」記載
   の複写用変倍光学系。