JPH05188291A

JPH05188291A - ズームレンズ

Info

Publication number: JPH05188291A
Application number: JP1953192A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nagata; 信一永田
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-01-07
Filing date: 1992-01-07
Publication date: 1993-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】画角が６０°程度であり、しかも倍率を変化
させることができる６枚構成のズームレンズを提供す
る。【構成】第１ないし第３レンズ１〜３が絞りＳに対し
物体側に順次配置される一方、絞りＳに対し第３，第２
および第１レンズ３，２，１とそれぞれ鏡面対称な形状
に仕上げられた第４ないし第６レンズ４〜６が絞りＳに
対し像側に順次配置されている。第１レンズ１は像側に
凹面を有する負のレンズであり、第２レンズ２は像側に
凹面を向けたメニスカスレンズであり、第３レンズ３は
像側に非球面の凹面を向けたメニスカスレンズであり、
しかもこれら第１ないし第３レンズ１〜３は所定の不等
式を満足している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、製版カメラ，複写装
置等に用いられるズームレンズ、特に等倍を含む撮影倍
率を有するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】物像間距離が一定であるという条件下で
変倍可能な製版カメラ，複写装置用のズームレンズとし
ては、例えば特開昭４８ー４９４５３号公報、特開昭５
５ー１１２６０号公報、特開昭６０ー２０９７１４号公
報、特開平１ー１４５６１７号公報などに開示されたも
のが従来より知られている。

【０００３】表１はこれらの公報に記載されているズー
ムレンズの仕様をまとめたものである。

【０００４】

【表１】

【０００５】同表からわかるように、これらのズームレ
ンズのうち画角が最も広いものでも５０°であり、その
他のものは４０°未満である。また、５０°の画角を有
するズームレンズは１２枚のレンズによって構成されて
いる。さらに、ズームレンズを構成するレンズ枚数が最
も少ないものでも、８枚のレンズを使用している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ズームレン
ズを用いた製版カメラ，複写装置の小型化を図るという
観点から見れば、装置の仕様により定められた領域をで
きるだけ小さな物像間距離で撮影できるのが望ましい。
つまり、ズームレンズの画角が広いほど好ましいことに
なる。しかしながら、従来では、ズームレンズの画角は
５０°どまりである。

【０００７】それに加え、次のような問題もある。すな
わち、装置コストの低減を図るためには、ズームレンズ
の構成レンズ枚数が少ないほど有利である。ところが、
従来のズームレンズは上述したように、画角が５０°で
あっても、ズームレンズの構成レンズ枚数は１２枚であ
り、装置のコストが高くなる。一方、構成レンズ枚数が
８枚程度のものもあるが、この場合には画角が狭いとい
う欠点がある。

【０００８】このように、従来のズームレンズには、画
角が狭く、しかもレンズ枚数が多いという問題点があっ
た。

【０００９】この発明は、上記課題を解消するためにな
されたもので、画角が６０°程度であり、しかも撮影倍
率を変化させることができる６枚構成のズームレンズを
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、第１
ないし第３レンズを絞りに対し物体側に順次配置する一
方、前記絞りに対し前記第３，第２および第１レンズと
それぞれ鏡面対称な形状に仕上げられた第４ないし第６
レンズを前記絞りに対し像側に順次配置してなり、前記
第１レンズと前記第２レンズとの間隔および前記第５レ
ンズと前記第６レンズとの間隔を変化させることによっ
て全系の焦点距離を変化させうるズームレンズであっ
て、上記目的を達成するために、前記第１レンズは像側
に凹面を有する負のレンズであり、前記第２レンズは像
側に凹面を向けたメニスカスレンズであり、前記第３レ
ンズは像側に非球面に仕上げられた凹面を向けたメニス
カスレンズであり、しかも以下の不等式

【００１１】

【数７】

【００１２】

【数８】

【００１３】

【数９】

【００１４】

【数１０】

【００１５】ただし、ｆ1 は第１レンズの焦点距離、Ｔは全系の物像間距離、 ν1 は第１レンズ硝材のアッベ数、ｒ3 は第２レンズの物体側を向いた面の曲率半径、Ｌは第２レンズの物体側を向いた面から絞りまでの距
離、ｄ3 は第２レンズの厚み、を満たしている。

【００１６】また、請求項２の発明は、前記第３レンズ
の前記凹面を、

【００１７】

【数１１】

【００１８】

【数１２】

【００１９】ただし、Ａは４次の非球面係数、ｋは円錐定数、ｃは曲率半径の逆数、ｈは光軸からの距離、を満足するように仕上げている。

【００２０】

【作用】請求項１の発明において、ズームレンズが数７
ないし数１０を満足するように構成されているのは、以
下の理由からである。すなわち、数７は第１レンズの焦
点距離の範囲を定めたものである。数７の下限を下回る
と第１レンズのパワーが弱くなり、変倍に伴う第１レン
ズと第２レンズの間隔変化が大きくなる。このように間
隔変化が大きくなると、第１レンズが大型化するととも
に、鏡筒が長くなり、コストが増す。一方、数７の上限
を上回ると第１レンズのパワーが強くなり、非点収差の
補正が困難になる。

【００２１】また、数８は第１レンズの色分散を小さく
するための条件である。第１レンズは単レンズで移動す
るので、単体での色収差がある程度小さくないと、変倍
に伴って、全系の色収差が大きく変動してしまう。

【００２２】また、数９は、第２レンズの物体側の面の
曲率中心がほぼ絞り位置に位置することを規定する条件
である。この条件をはずれると、この面での非点収差の
発生が大きくなる。

【００２３】さらに、数１０は第２レンズの厚みを規定
するものである。数１０の下限値を下回ると全系のペッ
ツバール和が大きくなり、像面湾曲が大きくなる。逆
に、上限値を上回ると、レンズ全体が重く長くなる。

【００２４】請求項２の発明において、第３レンズの凹
面が数１１及び数１２を満足するように、ズームレンズ
を構成しているのは、以下の理由からである。すなわ
ち、数１１及び数１２は第３レンズの像側を向いた凹面
の非球面形状を定めるものである。第３レンズを非球面
化したのは、像高の大きなところでの非点収差を補正す
るためである。この凹面を非球面化しない場合は、メリ
ディオナル像面湾曲がアンダーになるが、これを防ぐに
はこの凹面が、光軸から離れるに従って球面よりカーブ
がゆるくなっておればよい。従って、非球面の形状を数
１１及び数１２で規定される形状に仕上げることによっ
て、メリディオナル像面湾曲のアンダー化が防止され
る。

【００２５】

【実施例】Ａ．第１実施例図１は、この発明にかかるズームレンズの第１実施例を
示す図である。なお、第１実施例及び後で詳説するすべ
ての実施例は、製版によく用いられるオルソフィルムの
感度域にあわせて、ｅ線（５４６ｎｍ）を主波長にし、
他にＦ線（４８６ｎｍ），ｇ線（４３６ｎｍ）を考慮し
て以下のように構成されている。

【００２６】このズームレンズは、同図に示すように、
第１ないし第６レンズ１〜６と、絞りＳとで構成されて
いる。第１ないし第３レンズ１〜３は絞りＳに対し物体
側（同図の左手）にこの順序で配置される一方、第４な
いし第６レンズ４〜６は絞りＳに対し像側（同図の右
手）にこの順序で配置されている。さらに、第４ないし
第６レンズ４〜６は、絞りＳに対し第３，第２及び第１
レンズ３，２，１とそれぞれ鏡面対称な形状に仕上げら
れている。また、この第１実施例では、第２及び第３レ
ンズ２，３が接合されるとともに、第４及び第５レンズ
４，５も接合されている。なお、上記のことは、後述す
る表に記載されたレンズデータに示されている。

【００２７】第１及び第６レンズ１，６はレンズ駆動機
構（図示省略）によって光軸方向Ｚに往復移動自在に構
成されている。このため、第１及び第６レンズ１，６を
光軸方向Ｚに移動させて第１レンズ１と第２レンズ２と
の間隔ｄ2 及び第５レンズ５と第６レンズ６との間隔ｄ
8 をそれぞれ変化させることができ、これによってズー
ムレンズ全系の焦点距離を変化させることができる。

【００２８】表２及び表３は、この第１実施例にかかる
ズームレンズのレンズデータを示す表である。

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】これらの表（及び後で説明する表４ないし
表９）において、各符号は以下のように定義される。す
なわち、ｒi ・・・物体側から数えてｉ番目のレンズ面の曲率半
径、ｄ0 ・・・物体から第１レンズ１までの距離、ｄi （ただしi=1-4,6-10）・・・物体側から数えてｉ番
目のレンズ面と（ｉ＋１）番目のレンズ面との光軸上の
レンズ面間距離、ｄ5 ・・・第３レンズ３と絞りＳとの距離、ｄ10・・・第６レンズ６と像面との距離、ｎd ・・・それぞれ第１ないし第６レンズ１〜６のｄ線
に対する屈折率、 νd ・・・それぞれ第１ないし第６レンズ１〜６のｄ線
に対するアッベ数、 β・・・・ズームレンズの倍率、を示すものである。

【００３２】なお、物体側から数えて５番目及び６番目
のレンズ面（第３及び第４レンズ３，４の絞りＳ側を向
いた面）は、数１１で規定される非球面であり、円錐定
数ｋ及び４次の非球面定数Ａはｋ＝ −８．２２７Ａ＝ −５．０６＊１０^-9 であり、数１１及び数１２を満足していることは明らか
である。

【００３３】また、この第１実施例では、物像間距離
Ｔ，等倍時のＦナンバーＦNO，絞り径φ及び画角２θはＴ＝１０００、ＦNO＝１２．５、 φ ＝１４．２、２θ＝６０° である。

【００３４】なお、倍率が１／３倍，１倍及び３倍のと
き、各倍率における実効ＦナンバーＦ1/3 ，Ｆ1 ，Ｆ3
はＦ1/3 ＝１２．９、Ｆ1 ＝２５、Ｆ3 ＝３８．８であり、各倍率における原稿サイズφ1/3 ，φ1 ，φ3
は φ1/3 ＝８２４、 φ1 ＝５５７、 φ3 ＝２５４である。

【００３５】また、上記データから、第２レンズ２の物
体側を向いた面から絞りＳまでの距離Ｌは、Ｌ＝（ｄ3 ＋ｄ4 ＋ｄ5 ）＝５４．１となる。したがって、値（ｆ1 ／Ｔ），ν1 ，（ｒ3 ／
Ｌ），（ｄ3 ／Ｔ）は、ｆ1 ／Ｔ＝ −０．２７、 ν1 ＝６４．１、ｒ3 ／Ｌ＝０．９１、ｄ3 ／Ｔ＝０．０４１となり、第１実施例にかかるズームレンズが数７ないし
数１０をそれぞれ満足していることは明らかである。

【００３６】図２ないし図４は、それぞれ撮影倍率が１
／３倍，１倍，３倍であるときの第１実施例にかかるズ
ームレンズの諸収差を示す。各図（及び後で説明する図
６〜８、図１０〜１２、図１４〜１６）において、符号
ｅ，Ｆ，ｇは、それぞれｅ線（５４６ｎｍ），Ｆ線（４
８６ｎｍ），ｇ線（４３６ｎｍ）の結果を示している。
また、実線Ｓはサジタル像面を、破線Ｍはメリジオナル
像面を示している。

【００３７】Ｂ．第２実施例図５は、この発明にかかるズームレンズの第２実施例を
示す図である。このズームレンズの構成は第１実施例と
同一であるため、その説明は省略する。表４及び表５
は、この第２実施例にかかるズームレンズのレンズデー
タを示す表である。

【００３８】

【表４】

【００３９】

【表５】

【００４０】なお、物体側から数えて５番目及び６番目
のレンズ面（第３及び第４レンズ３，４の絞りＳ側を向
いた面）は、数１１で規定される非球面であり、円錐定
数ｋ及び４次の非球面定数Ａは、ｋ＝ −１３Ａ＝ −４．６３＊１０^-9 であり、数１１及び数１２を満足していることは明らか
である。

【００４１】また、この第２実施例では、物像間距離
Ｔ，等倍時のＦナンバーＦNO，絞り径φ及び画角２θはＴ＝１０００、ＦNO＝１２．５、 φ ＝１５、２θ＝６０° である。

【００４２】また、倍率が１／３倍，１倍及び３倍のと
き、各倍率における実効ＦナンバーＦ1/3 ，Ｆ1 ，Ｆ3
はＦ1/3 ＝１２．９、Ｆ1 ＝２５、Ｆ3 ＝３８．５であり、各倍率における原稿サイズφ1/3 ，φ1 ，φ3
は φ1/3 ＝８０６、 φ1 ＝５４５、 φ3 ＝２４６である。

【００４３】また、上記データから、第２レンズ２の物
体側を向いた面から絞りＳまでの距離Ｌは、Ｌ＝（ｄ3 ＋ｄ4 ＋ｄ5 ）＝６１．１となる。したがって、値（ｆ1 ／Ｔ），ν1 ，（ｒ3 ／
Ｌ），（ｄ3 ／Ｔ）は、ｆ1 ／Ｔ＝ −０．２４、 ν1 ＝９５、ｒ3 ／Ｌ＝０．９４、ｄ3 ／Ｔ＝０．０４７となり、第２実施例にかかるズームレンズが数７ないし
数１０をそれぞれ満足していることは明らかである。

【００４４】図６ないし図８は、それぞれ撮影倍率が１
／３倍，１倍，３倍であるときの第２実施例にかかるズ
ームレンズの諸収差を示す。

【００４５】ところで、この第２実施例では、第１及び
第６レンズ１，６は、屈折率ｎd ，アッベ数νd がｎd ＝１．４３４２５、 νd ＝９５の硝材で形成されている。この硝材は近年開発されたも
ので、きわめて色分散が少ないという特徴を備えてお
り、上記のように単レンズで移動する第１及び第６レン
ズ１，６をこの硝材で形成した場合には、好適な結果が
得られる。このことは、例えば図３(a) と図７(a) を比
較することによって、容易に理解することができる。す
なわち、第１実施例では第１及び第６レンズ１，６を通
常の硝材（ｎd ＝１．５１６３３，νd ＝６４．１）で
形成しており、図３(a) に示すようにｅ−ｇ線の色収差
は約６mmであるのに対し、第２実施例では上記硝材（ｎ
d ＝１．４３４２５，νd ＝９５）で形成しているため
に、第１実施例の半分、約３mmとなっている。

【００４６】Ｃ．第３実施例図９は、この発明にかかるズームレンズの第３実施例を
示す図である。このズームレンズの構成は第１実施例と
同一であるため、その説明は省略する。表６及び表７
は、この第３実施例にかかるズームレンズのレンズデー
タを示す表である。

【００４７】

【表６】

【００４８】

【表７】

【００４９】なお、物体側から数えて５番目及び６番目
のレンズ面（第３及び第４レンズ３，４の絞りＳ側を向
いた面）は、数１１で規定される非球面であり、円錐定
数ｋ及び４次の非球面定数Ａは、ｋ＝ −４．７７８Ａ＝ −１．０１８＊１０^-9 であり、数１１及び数１２を満足していることは明らか
である。

【００５０】また、この第３実施例では、物像間距離
Ｔ，等倍時のＦナンバーＦNO，絞り径φ及び画角２θはＴ＝１０００、ＦNO＝１２．５、 φ ＝１４．１、２θ＝６０° である。

【００５１】また、倍率が１／３倍，１倍及び３倍のと
き、各倍率における実効ＦナンバーＦ1/3 ，Ｆ1 ，Ｆ3
はＦ1/3 ＝１２．７、Ｆ1 ＝２５、Ｆ3 ＝３８．２であり、各倍率における原稿サイズφ1/3 ，φ1 ，φ3
は φ1/3 ＝８０８、 φ1 ＝５４８、 φ3 ＝２３６である。

【００５２】また、上記データから、第２レンズ２の物
体側を向いた面から絞りＳまでの距離Ｌは、Ｌ＝（ｄ3 ＋ｄ4 ＋ｄ5 ）＝６５．７となる。したがって、値（ｆ1 ／Ｔ），ν1 ，（ｒ3 ／
Ｌ），（ｄ3 ／Ｔ）は、ｆ1 ／Ｔ＝ −０．３１、 ν1 ＝９５、ｒ3 ／Ｌ＝０．９１、ｄ3 ／Ｔ＝０．０５２となり、第３実施例にかかるズームレンズが数７ないし
数１０をそれぞれ満足していることは明らかである。

【００５３】図１０ないし図１２は、それぞれ撮影倍率
が１／３倍，１倍，３倍であるときの第３実施例にかか
るズームレンズの諸収差を示す。

【００５４】Ｄ．第４実施例図１３は、この発明にかか
るズームレンズの第４実施例を示す図である。このズー
ムレンズは、同図に示すように、第１実施例（図１）と
同様に６枚構成であるが、第２及び第３レンズ２，３が
離隔されるとともに第４及び第５レンズ４，５も離隔さ
れている点で第１実施例と大きく相違する。

【００５５】表８及び表９は、この第４実施例にかかる
ズームレンズのレンズデータを示す表である。

【００５６】

【表８】

【００５７】

【表９】

【００５８】なお、これらの表において、ｄi （ただしi=1-5,7 ）・・・物体側から数えてｉ番目
のレンズ面と（ｉ＋１）番目のレンズ面との光軸上のレ
ンズ面間距離、ｄ6 ・・・第３レンズ３と絞りＳとの距離、ｄ12・・・第６レンズ６と像面との距離である。

【００５９】また、物体側から数えて６番目及び７番目
のレンズ面（第３及び第４レンズ３，４の絞りＳ側を向
いた面）は、数１１で規定される非球面であり、円錐定
数ｋ及び４次の非球面定数Ａは、ｋ＝ −１６．９２３Ａ＝ −１．４１８＊１０^-8 であり、数１１及び数１２を満足していることは明らか
である。

【００６０】特にこの第４実施例では、物体側から数え
て５番目のレンズ面（第３レンズ３の物体側を向いた
面）及び６番目のレンズ面（第４レンズ４の像側を向い
た面）は、数１１で規定される非球面であり、円錐定数
ｋ及び４次の非球面定数Ａは、ｋ＝ −０．１１３７Ａ＝ −１．３＊１０^-8 である。

【００６１】また、この第４実施例では、物像間距離
Ｔ，等倍時のＦナンバーＦNO，絞り径φ及び画角２θはＴ＝１０００、ＦNO＝１２．５、 φ ＝１５、２θ＝６０° である。

【００６２】また、倍率が１／３倍，１倍及び３倍のと
き、各倍率における実効ＦナンバーＦ1/3 ，Ｆ1 ，Ｆ3
はＦ1/3 ＝１２．８、Ｆ1 ＝２５、Ｆ3 ＝３８．５であり、各倍率における原稿サイズφ1/3 ，φ1 ，φ3
は φ1/3 ＝８０５、 φ1 ＝５４５、 φ3 ＝２４５である。

【００６３】また、上記データから、第２レンズ２の物
体側を向いた面から絞りＳまでの距離Ｌは、Ｌ＝（ｄ3 ＋ｄ4 ＋ｄ5 ＋ｄ6 ）＝６７．２９となる。したがって、値（ｆ1 ／Ｔ），ν1 ，（ｒ3 ／
Ｌ），（ｄ3 ／Ｔ）は、ｆ1 ／Ｔ＝ −０．２４、 ν1 ＝９５、ｒ3 ／Ｌ＝０．９６、ｄ3 ／Ｔ＝０．０５５となり、第４実施例にかかるズームレンズが数７ないし
数１０をそれぞれ満足していることは明らかである。

【００６４】図１４ないし図１６は、それぞれ撮影倍率
が１／３倍，１倍，３倍であるときの第４実施例にかか
るズームレンズの諸収差を示す。

【００６５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、レン
ズ構成枚数が６枚で、しかもその画角が６０゜に達する
ズームレンズが得られる。そのため、撮影領域に比べて
比較的小さな物像間距離で撮影することができ、ズーム
レンズを含む装置をコンパクトに、さらに装置コストを
低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るズームレンズの第１実施例にお
いて、倍率が１／３倍のときのレンズ構成を示す構成図
である。

【図２】第１実施例において撮影倍率が１／３倍のとき
の球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。

【図３】第１実施例において撮影倍率が１倍のときの球
面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。

【図４】第１実施例において撮影倍率が３倍のときの球
面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。

【図５】この発明に係るズームレンズの第２実施例にお
いて、倍率が１／３倍のときのレンズ構成を示す構成図
である。

【図６】第２実施例において撮影倍率が１／３倍のとき
の球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。

【図７】第２実施例において撮影倍率が１倍のときの球
面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。

【図８】第２実施例において撮影倍率が３倍のときの球
面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。

【図９】この発明に係るズームレンズの第３実施例にお
いて、倍率が１／３倍のときのレンズ構成を示す構成図
である。

【図１０】第３実施例において撮影倍率が１／３倍のと
きの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。

【図１１】第３実施例において撮影倍率が１倍のときの
球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。

【図１２】第３実施例において撮影倍率が３倍のときの
球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。

【図１３】この発明に係るズームレンズの第４実施例に
おいて、倍率が１／３倍のときのレンズ構成を示す構成
図である。

【図１４】第４実施例において撮影倍率が１／３倍のと
きの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。

【図１５】第４実施例において撮影倍率が１倍のときの
球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。

【図１６】第４実施例において撮影倍率が３倍のときの
球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。

【符号の説明】

１第１レンズ２第２レンズ３第３レンズ４第４レンズ５第５レンズ６第６レンズＳ絞り

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１ないし第３レンズを絞りに対し物体
側に順次配置する一方、前記絞りに対し前記第３，第２
および第１レンズとそれぞれ鏡面対称な形状に仕上げら
れた第４ないし第６レンズを前記絞りに対し像側に順次
配置してなり、前記第１レンズと前記第２レンズとの間
隔および前記第５レンズと前記第６レンズとの間隔を変
化させることによって全系の焦点距離を変化させうるズ
ームレンズであって、前記第１レンズは像側に凹面を有する負のレンズであ
り、前記第２レンズは像側に凹面を向けたメニスカスレ
ンズであり、前記第３レンズは像側に非球面形状に仕上
げられた凹面を向けたメニスカスレンズであり、しかも
以下の不等式【数１】【数２】【数３】【数４】ただし、ｆ1 は第１レンズの焦点距離、Ｔは全系の物像間距離、 ν1 は第１レンズ硝材のアッベ数、ｒ3 は第２レンズの物体側を向いた面の曲率半径、Ｌは第２レンズの物体側を向いた面から絞りまでの距
離、ｄ3 は第２レンズの厚み、を満たすことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】前記第３レンズの前記凹面が【数５】【数６】ただし、Ａは４次の非球面係数、ｋは円錐定数、ｃは曲率半径の逆数、ｈは光軸からの距離、を満足するように仕上げられている請求項１記載のズー
ムレンズ。