JPH04328710A - 有限共役距離ズームレンズ系 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、マイクロフィルムリ
ーダやマイクロフィルムプリンタ、あるいはマイクロフ
ィルムリーダ・プリンタに使用される投影倍率２０×〜
５０×（ズーム比２．５倍）の負，正，正，負の４群構
成で第１負レンズ群が固定であり、この第１負レンズ群
の近傍に絞りを配置した前絞りタイプのズームレンズ系
に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロフィルムリーダやマイクロフィ
ルムプリンタ、あるいはマイクロフィルムリーダ・プリ
ンタ用の投影用ズームレンズ系は、例えば■米国特許第
４，７３３，９５１号明細書、■同第４，７４６，２０
６号明細書、■同第４，７３３，１０２号明細書、■同
４，７５０，８２０号明細書等が知られている。これら
の４例のズームレンズ系は、それぞれ倍率が６．５×〜
１４×，１４×〜３２×，１２×〜２４×および２０×
〜４７×で有限共役距離用ズームレンズ系であるが、い
ずれも併用される像回転プリズムの全長が大きくなって
おり、上記■のズームレンズ系では瞳の固定を行なって
いない。

【０００３】このため、像回転プリズムを含む投影光学
系のズームレンズ系として、本件発明者は先行技術とし
て特開平２−２２６２１４号公報記載のズームレンズ系
を提案している。これは、負，正，正，正の４群からな
るズームレンズ系で、第１負レンズ群を固定群とし、最
長焦点距離端（Ｌ端）から最小焦点距離端（Ｓ端）への
ズーミングに際して第２正レンズ群と第３正レンズ群と
を独立にそれぞれ縮小側に移動させてズーミングを行う
構成のものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特開平
２−２２６２１４号公報のものは、倍率が２３×〜５０
×でズーム比が２．２倍以下のものであり、これを倍率
２０×〜５０×，ズーム比を２．５倍に拡大して使用し
易いようにしたものである。また、第３レンズ群のレン
ズ構成を変えることにより、倍率レンジの拡大に伴う収
差劣化を抑えるようにした有限共役距離のズームレンズ
系である。そして、ズーミング時に縮小側瞳位置をほぼ
一定とすることによりこのレンズ系と併用されるケーラ
ー照明のための集光コンデンサーレンズの移動を不必要
にして、しかも縮小側瞳位置をテレセントリックに近く
することで、フィルムベースに対して膜面がレンズと反
対側にある場合の解像力劣化を低減させるようにしてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、拡大側より
順に、正レンズと少なくとも１枚の負レンズよりなる固
定群の第１負レンズ群１、凸レンズと負メニスカスレン
ズよりなる移動群の第２正レンズ群２Ａと拡大側より３
枚の凸レンズ，縮小側に強い凹面を向けた凹レンズ，凸
レンズおよび拡大側に強い凹面を向けた凹レンズよりな
る移動群の第２正レンズ群２Ｂ、少なくとも１枚の正レ
ンズよりなる移動群の第３正レンズ群とから構成され、
最長焦点距離端から最短焦点距離端へのズーミングに伴
って、上記第２正レンズ群２Ａと第２正レンズ群２Ｂと
が独立に縮小側に移動するように構成されたことを特徴
とする有限共役距離ズームレンズ系である。

【０００６】また、この発明は、第１負レンズ群１の近
傍に絞りＳを配置し、この第１負レンズ群１とともに固
定したことを特徴とする有限共役距離ズームレンズ系で
ある。そして、第１負レンズ群１が拡大側より正レンズ
と負レンズの接合レンズより構成されることを特徴とす
る有限共役距離ズームレンズ系である。更に、第３正レ
ンズ群３が１枚の凸レンズより構成することを特徴とす
る有限共役距離ズームレンズ系である。

【０００７】

【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。この発明の有限共役距離ズームレンズ系は、図
１に示すように左側の拡大側より順に、正レンズと少な
くとも１枚の負レンズよりなる固定群の第１負レンズ群
１、凸レンズと負メニスカスレンズよりなる移動群の第
２正レンズ群２Ａと拡大側より３枚の凸レンズ，縮小側
に強い凹面を向けた凹レンズ，凸レンズおよび拡大側に
強い凹面を向けた凹レンズよりなる移動群の第２正レン
ズ群２Ｂ、少なくとも１枚の正レンズよりなる移動群の
第３正レンズ群とから構成され、最長焦点距離端（以下
、Ｌ端と称す）から最短焦点距離端（以下、Ｓ端と称す
）へのズーミングに伴って、上記第２正レンズ群２Ａと
第２正レンズ群２Ｂとが独立に縮小側に移動するように
構成される。なお、右側に配設された平行平面ガラスＧ
はマイクロフィルム押えガラスである。

【０００８】上記第１負レンズ群１は正，負レンズの組
み合わせレンズ系で構成され、主に球面収差の補正に寄
与させる。また、正レンズと負レンズの接合レンズとす
ることで工作誤差に対する性能劣化を抑えるようにして
いる。

【０００９】上記第２正レンズ群２はエルノスタータイ
プの変型レンズ系であり、拡大側に正のパワーのレンズ
の割合を多く配置することにより、主点位置を左側の拡
大側に移すようにすることにより、Ｌ端での第１負レン
ズ群１と第２正レンズ２の換算面間隔を小さくとり、移
動群の第２レンズ群の変倍域を大きくとり易く、言い換
えれば第２正レンズ群２の全移動距離を小さくするよう
にしている。

【００１０】上記第２正レンズ群２の後側のレンズ群２
Ｂは、パワーが強く、Ｌ端および中間点（以下、Ｍ点と
称す）での球面収差およびコマ収差の補正に寄与させる
。また、Ｓ端での軸外収差の補正のため、このようなレ
ンズ構成が有効となっている。特に、縮小側に強い凹面
を向けた凹レンズおよび拡大側に強い凹面を向けた凹レ
ンズを加えることにより、有効に諸収差の補正がなされ
るようになっている。

【００１１】この第２正レンズ群２は、前群２Ａおよび
後群２ＢともＬ端からＳ端へのズーミング時に縮小側に
移動するが、ズーミング時の非点収差と軸外のコマ収差
の補正のためにそれぞれ独立に移動するように構成して
いる。

【００１２】上記第３正レンズ群３は軸外収差の補正と
ともに、縮小側の瞳位置を遠くなるようにさせ、全体と
してテレセントリックに近いレンズ構成にしている。こ
の理由を次に詳しく説明する。なお、第３正レンズ群は
像面に近い位置に置かれるために、１枚の正レンズでも
目的を達成することができる。

【００１３】マイクロ用フィルム等の感材は、その構成
層を大別すると図２（Ａ）の拡大断面図に示すようにフ
ィルムベースと感光面から構成されている。そして、全
体のフィルム層の大半をフィルムベースが占めている。 このフィルムベースはポリエステル等の樹脂フィルムか
ら構成されおり、その厚み方向において平面内の幅と長
さ方向でそれぞれ屈折率が異なり、光学的に等方な媒質
とはなっていない。そのため、フィルムベース面を介さ
ずに結像作用を行う、即ち、感光面が上にある図２（Ａ
）に示す場合と、フィルムベース面を介して結像が行わ
れる、即ち、感光面が下にある図２（Ｂ）に示す場合で
は結像特性に著しく差を生じ、Ｆナンバーが明るく光束
の広り角度ｕ′が大きいレンズ系を使用して投影する程
、スクーリン面の結像に顕著な差異が生じてしまう。

【００１４】特に、軸外光の場合には、射出瞳が像面に
近い場合の状態を図２（Ｃ）に、テレセントリックの場
合の状態を図２（Ｄ）に示すように、投影用ズームレン
ズ系の縮小側の瞳位置が像面に近く、主光線のフィルム
ベース面に対する入射角度θが大きい図２（Ｃ）に示す
ような場合では、フィルムベースの影響を大きく受けて
像の劣化が激しいことになる。このため、入射角θをで
きるだけ小さくする、即ち、縮小側でテレセントリック
に近くすることにより、この劣化を緩和するようにする
ことができた。ズーミングのＬ端，Ｍ点およびＳ端にお
けるこの発明の実施例１〜実施例３の射出瞳位置（ＰＥ
Ｘ）の値を表１に示す。縮小側瞳が像面基準でレンズ側
にある場合を負、逆を正としている。いずれも縮小側瞳
位置をテレセントリックに近くすることでフィルムベー
スに対して膜面がレンズ系と反対側にある場合の解像力
劣化を低減させている。

【００１５】

【表１】

【００１６】この発明の有限共役距離ズームレンズ系は
、最長焦点距離端（Ｌ端）での全系の焦点距離をｆＬ　
、第１負レンズ群１の焦点距離をｆ１　、第３正レンズ
群３の焦点距離をｆ３　とするとき

【００１７】

【数３】

【００１８】

【数４】

【００１９】の条件式を満足させることが望ましい。

【００２０】上記条件式（１）は第１負レンズ群１のパ
ワーを規定するための条件で、その上限値を越えると移
動群である第２正レンズ群２の移動距離が小さいか、各
レンズ群のパワーも強くなってレンズ構成枚数を増加し
なければならなくなる。また、下限値を越えると、移動
群である第２正レンズ群の移動量が大きくなり、この発
明が目的とするズーム比２．５倍への拡大がが得られな
くなってしまう。

【００２１】上記条件式（２）は第３負レンズ群３のパ
ワーを規定する条件で、その上下限値を越えると縮小側
の瞳位置が像面に近づき、軸外主光線の角度が増大して
しまう。

【００２２】以下、具体的な実施例１〜実施例３のレン
ズ構成を図３〜図５に示し、曲率半径，軸上面間隔，ｄ
線における硝材の屈折率およびアッベ数のレンズ諸元を
第２表〜第４表に示す。また、各実施例のＬ端（２０×
），Ｍ点（３２×）およびＳ端（５０×）における球面
収差，非点収差および歪曲の収差曲線図を図６〜図８に
示す。

【００２３】各実施例の有限共役距離ズームレンズ系と
も良好な収差補正がなされ、倍率βが−１／２０〜−１
／５０を達成するレンズ系となっている。

【００２４】

【表２】

【００２５】

【表３】

【００２６】

【表４】

【００２７】

【発明の効果】以上説明したとうり、この発明の有限共
役距離ズームレンズ系は、前絞りタイプのレンズ系とす
ることにより像回転素子であるドーブプリズム全長を小
さくすることができ、それだけ装置全体を小型にするこ
とができる。そして、倍率βが−１／２０倍〜−１／５
０倍のズーム比２．５倍に亘って、諸収差を良好に補正
することができた。また、ズーミング時に縮小側瞳位置
をほぼ一定とすることができ、このレンズ系と併用され
るケーラー照明のための集光コンデンサレンズの移動を
不必要にすることができ、Ｆナンバーが明るいレンズ系
であるにも拘らず、フィルムベースと膜面の表裏による
投影性能の劣化を小さくすることができ、この発明の有
限共役距離ズームレンズ系が適用される投影装置の操作
性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有限距離ズームレンズ系の構成を示す
断面図、

【図２】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）はマイクロフ
ィルムの感光面の表裏と縮小側光束との関係を説明する
ための説明図、

【図３】本発明の実施例１のレンズ構成を示す断面図、

【図４】本発明の実施例２のレンズ構成を示す断面図、

【図５】本発明の実施例３のレンズ構成を示す断面図、

【図６】図１に示す有限距離ズームレンズ系の収差曲線
図、

【図７】図２に示す有限距離ズームレンズ系の収差曲線
図、

【図８】図３に示す有限距離ズームレンズ系の収差曲線
図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　拡大側より順に、正レンズと少なくと
   も１枚の負レンズよりなる固定群の第１負レンズ群１、
   凸レンズと負メニスカスレンズよりなる移動群の第２正
   レンズ群２Ａと拡大側より３枚の凸レンズ，縮小側に強
   い凹面を向けた凹レンズ，凸レンズおよび拡大側に強い
   凹面を向けた凹レンズよりなる移動群の第２正レンズ群
   ２Ｂ、少なくとも１枚の正レンズよりなる移動群の第３
   正レンズ群とから構成され、最長焦点距離端から最短焦
   点距離端へのズーミングに伴って、上記第２正レンズ群
   ２Ａと第２正レンズ群２Ｂとが独立に縮小側に移動する
   ように構成されたことを特徴とする有限共役距離ズーム
   レンズ系。
2. 【請求項２】　　第１負レンズ群１の近傍に絞りＳを配
   置し、この第１負レンズ群１とともに固定したことを特
   徴とする請求項１記載の有限共役距離ズームレンズ系。
3. 【請求項３】　　第１負レンズ群１が拡大側より正レン
   ズと負レンズの接合レンズとを含むことを特徴とする請
   求項１記載の有限共役距離ズームレンズ系。
4. 【請求項４】　　第３正レンズ群３が１枚の凸レンズよ
   り構成することを特徴とする請求項１記載の有限共役距
   離ズームレンズ系。
5. 【請求項５】　　最長焦点距離端での全系の焦点距離を
   ｆＬ　，第１負レンズ群１の焦点距離をｆ１　，第３正
   レンズ群３の焦点距離をｆ３　とするとき、次の各条件
   式を満足することを特徴とする請求項１記載の有限共役
   距離ズームレンズ系。 【数１】 【数２】