JPH071337B2 - 高変倍有限距離用ズ−ムレンズ - Google Patents

高変倍有限距離用ズ−ムレンズ

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JPH071337B2
JPH071337B2 JP60214054A JP21405485A JPH071337B2 JP H071337 B2 JPH071337 B2 JP H071337B2 JP 60214054 A JP60214054 A JP 60214054A JP 21405485 A JP21405485 A JP 21405485A JP H071337 B2 JPH071337 B2 JP H071337B2
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孝之 伊藤
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旭光学工業株式会社
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/144Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
    • G02B15/1441Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive
    • G02B15/144113Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive arranged +-++

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Description

【発明の詳細な説明】 a.技術分野 本発明は、低倍領域(或は物体と像の立場を逆にすれば
高倍領域)だけで、4倍という高変倍比を有する物像間
距離固定の有限距離用ズームレンズに関する。
b.従来技術およびその問題点 有限距離用ズームレンズとして、低倍領域で使用される
代表的なものにファクシミリ用ズームレンズがあり、高
倍領域で使用されるものに引伸し用ズームレンズがあ
り、これらは物像間距離一定で倍率を連続に変える事が
できるものである。
従来知られているズームレンズを倍率範囲で分類する
と、 (I)無限物体(倍率0)から約1/10倍程度までの倍率
範囲を有するスチールカメラ用ズームレンズ, (II)等倍近辺の倍率を有するコピー用ズームレンズ, (III)その中間的な倍率範囲を有するズームレンズ がある。
(I)のスチールカメラ用ズームレンズにおいては、変
倍比が4〜5倍というものが既に公知となっているが、
歪曲収差が±3〜5%と大きいという問題を持っている
ので、本発明のような有限距離用ズームレンズには使用
できない。
また(II)のコピー用ズームレンズにおいては、変倍比
が4〜9倍という高変倍比で、歪曲収差も小さいものが
あるが、等倍を基準として、低倍と高倍のレンズ配置は
相対的にほぼ同じであり、レンズ構成も左右ほぼ対称で
あり、歪曲収差を小さくする事は比較的容易にできるも
のの、等倍近辺ではレンズから像面までの距離が非常に
大きく、本発明のように低倍領域だけ(或は高倍領域だ
け)で高変倍比を有するレンズ系には使えない。
(III)の中間倍率を有する有限距離用ズームレンズと
しては、従来は変倍比が2倍にも満たないものがほとん
どであるが、4倍という高変倍比を持つものとしては、
特開昭59−214009号及び特開昭60−150020号が知られて
いる。
しかし、特開昭59−214009号は、変倍時にすべてのレン
ズ群が移動し、かつ移動量が非常に大きいという複雑な
構造のズームタイプであり、改良の余地があった。
また、特開昭60−150020号は、移動量が小さく構造も簡
単にできたものの、高倍側の色収差に改良の余地があっ
た。そして両者とも物像間距離が大きく、装置が大型に
なるという問題があった。
c.目的 本発明は、中間的倍率範囲を有し、低倍領域(或は立場
を逆にすれば高倍領域)だけで4倍という高変倍比を有
する物像間距離固定の有限距離用ズームレンズにおい
て、前記特開昭60−150020号を改良し、物像間距離を小
さくし、かつ高倍率側の色収差(特に波長が500nm〜650
nmまで)を良好に補正する事を目的とする。
d.発明の構成 本発明の高変倍有限距離用ズームレンズは、物体側よ
り、正の焦点距離を有する第1レンズ群と、負の焦点距
離を有する第2レンズ群と、正の焦点距離を有する第3
レンズ群と、正の焦点距離を有する第4レンズ群とから
構成される物像間距離一定の有限距離用ズームレンズに
おいて、第1レンズ群,第3レンズ群及び第4レンズ群
を物体側に移動させる事によって低倍群から高倍群に変
倍し、かつ (1)0.3<mS/m1S<0.6 (2)1.8<m2L/m2S<2.6 (3)1.7<m4L/m4S<2.5 (4)0.1<X3/X4<0.9 (5)0.9<ENPL/fL<1.8 ただし、 mS:低倍率側の全系の倍率 m1S:低倍率側の第1レンズ群の倍率 m2S:低倍率側の第2レンズ群の倍率 m4S:低倍率側の第4レンズ群の倍率 m2L:高倍率側の第2レンズ群の倍率 m4L:高倍率側の第4レンズ群の倍率 X3:第3レンズ群の移動量 X4:第4レンズ群の移動量 ENPL:高倍率側の入射瞳位置(第1面からの距離) fL:高倍率側の全系の焦点距離 の諸条件を満足することを特徴とするものである。
更にレンズ構成を詳しく説明すると、前記第1レンズ群
は、物体側より、共に物体側が凸の、負メニスカスレン
ズの第1レンズ,正レンズの第2レンズ,負メニスカス
レンズの第3レンズ,正レンズの第4レンズ及び正レン
ズの第5レンズから成り、この第1レンズ群中の3枚の
正レンズ(第2,第4,第5レンズ)は、そのアッベ数の平
均値を とするとき、 を満足することを特徴とする。
また、第2レンズ群は、物体側より、2枚乃至3枚の負
レンズ及び物体側が凸の正レンズから成り、第3レンズ
群は、1枚の正レンズから成り、第4レンズ群は、物体
側より、物体側が凸の正レンズ,物体側が凹の負メニス
カスレンズ,負レンズと両凸正レンズの貼り合せレン
ズ,物体側が凹の負メニスカスレンズ及び物体側が凸の
正レンズから成っている。
更に、本発明は、前記特徴を有する高変倍有限距離用ズ
ームレンズにおいて、第1レンズ群と第4レンズ群が一
体に移動することを特徴とするのに加え、第2レンズ群
が像面を基準にしたとき固定されていることを特徴とす
る。
e.作用と効果 条件(1)は第1レンズ群のパワー配分に関するもので
ある。第1レンズ群自身は変倍の効果はほとんどない
が、物体側に移動する事によって、負の焦点距離を有す
る第2レンズ群の変倍に寄与している。この条件(1)
の下限を越えると、収差補正上は有利であるが、第2レ
ンズ群の変倍機能を援助する効果が小さくなり、第2レ
ンズ群と同様に変倍機能を有する第4レンズ群の移動量
が大きくなってコンパクト化に反する。逆に上限を越え
ると、第1レンズ群のパワーが大きくなり過ぎて、高次
の収差の発生,変倍における球面収差の変動、及び高倍
率側の色収差の増大を招き好ましくない。
条件(2),(3)は変倍機能を有する第2,第4レンズ
群の変倍比をバランスさせるためのものである。特開昭
60−150020号は、条件(2)の上限及び条件(3)の下
限を越えた所にあり、第2レンズ群の負担が大きく、バ
ランスが良くなかった。
条件(2)は、第2レンズ群の変倍比の条件であるが、
上限を越えると、第2レンズ群の負担が大きくなり、変
倍時における色収差,像面わん曲の変動が大きくなり、
すべての倍率,すべての像高において高解像力が得られ
ない。逆に下限を越えると、第4レンズ群の負担が大き
くなり、第4レンズ群の移動量が増大しコンパクト化に
反する。また、高倍率側の開口数(NA)が小さくなりや
すい。
条件(3)は、第4レンズ群の変倍比の条件であるが条
件(2)とは逆に上限を越えると、第4レンズ群の負担
が大きくなり移動量が増大し、下限を越えると、第2レ
ンズ群の負担が大きくなり、変倍時の色収差,像面わん
曲の変動が大きくなる。
条件(4)は、第3レンズ群の移動に関するものであ
る。第3レンズ群は変倍には関係なく、第3,第4レンズ
群間隔を変化させる事によって、すべての倍率におい
て、像面わん曲を良好に補正する役目を持っている。下
限を越えると、条件(3)の元では高倍率側で第3,第4
レンズ群の位置が逆転するので成立しない。逆転させな
いためには、特開昭60−150020号のように第4レンズ群
の移動量を小さくしなければならず、第2レンズ群に負
担が増え、上述した問題が発生する。逆に上限を越える
と、第3,第4レンズ群間隔の変化量が小さくなるため、
本来の目的の像面わん曲を補正する効果が小さくなる。
条件(5)は、入射瞳位置に関するもので、本発明はス
チールカメラ用ズームレンズとは違って、歪曲収差が±
0.5%程度を要求されているため、入射瞳位置を大きく
せざるを得ず、下限を越えると、歪曲収差が増大し、逆
に上限を越えると、歪曲収差の補正には有利であるが第
1レンズ群の直径が大きくなりコンパクト化に反する。
条件(6)は、条件(1)〜(5)を満足した上で、さ
らに高倍率側の色収差を良好に補正するためのもので、
下限を越えると、色収差の補正が困難になる。
また構造的に、第1,第4レンズ群を一体に移動させた
り、第2レンズ群を像面を基準にして固定したりする事
が好ましい。
f.実施例 以下、本発明の実施例1〜3を示す。ここで、rはレン
ズ各面の曲率半径,dはレンズ厚もしくは空気間隔,Nは各
レンズのd−lineの屈折率,νは各レンズのアッベ数,F
eは有限の有効Fナンバー,fは全系の焦点距離,Yは像高
(半径),mは横倍率,Uは物像間距離,fBはバックフォー
カスである。
〔実施例1〕 Fe=4.7〜6.4 m=1/12.4〜1/3.1 U=575 f=36.3〜121.8 fB=55.9〜82.0 Y=9〜21.6 〔実施例2〕 Fe=4.7〜6.4 m=1/12.4〜1/3.1 U=575 f=36.13〜117.8 fB=55.9〜82.23 Y=9〜21.6 〔実施例3〕 Fe=4.7〜6.4 m=1/14〜1/3.5 U=575 f=32.5〜107.9 fB=50.23〜76.18 Y=9〜21.6
【図面の簡単な説明】
第1,第3,第5図はそれぞれ本発明の実施例1,2,3に対応
する低倍率側の時のレンズ系構成図。 第2図(a),(b),(c)、第4図(a),
(b),(c)、第6図(a),(b),(c)はそれ
ぞれ実施例1,2,3に対応する諸収差図で、(a)は低倍
率側、(b)は中間倍率、(c)は高倍率側の収差図を
示す。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物体側より、正の焦点距離を有する第1レ
    ンズ群と、負の焦点距離を有する第2レンズ群と、正の
    焦点距離を有する第3レンズ群と、正の焦点距離を有す
    る第4レンズ群とから構成される物像間距離一定の有限
    距離用ズームレンズにおいて、第1レンズ群,第3レン
    ズ群及び第4レンズ群を物体側に移動させる事によって
    低倍率から高倍率に変倍し、かつ (1)0.3<mS/m1S<0.6 (2)1.8<m2L/m2S<2.6 (3)1.7<m4L/m4S<2.5 (4)0.1<X3/X4<0.9 (5)0.9<ENPL/fL<1.8 ただし、 mS:低倍率側の全系の倍率 m1S:低倍率側の第1レンズ群の倍率 m2S:低倍率側の第2レンズ群の倍率 m4S:低倍率側の第4レンズ群の倍率 m2L:高倍率側の第2レンズ群の倍率 m4L:高倍率側の第4レンズ群の倍率 X3:第3レンズ群の移動量 X4:第4レンズ群の移動量 ENPL:高倍率側の入射瞳位置(第1面からの距離) fL:高倍率側の全系の焦点距離 の諸条件を満足することを特徴とする高変倍有限距離用
    ズームレンズ。
  2. 【請求項2】第1レンズ群は、物体側より、共に物体側
    が凸の、負メニスカスレンズの第1レンズ,正レンズの
    第2レンズ,負メニスカスレンズの第3レンズ,正レン
    ズの第4レンズ及び正レンズの第5レンズから成ること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高変倍有限距
    離用ズームレンズ。
  3. 【請求項3】第1レンズ群中の3枚の正レンズ(第2,第
    4,第5レンズ)は、そのアッベ数の平均値を とするとき、 を満足することを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
    の高変倍有限距離用ズームレンズ。
  4. 【請求項4】第2レンズ群は、物体側より、2枚乃至3
    枚の負レンズ及び物体側が凸の正レンズから成ることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高変倍有限距離
    用ズームレンズ。
  5. 【請求項5】第3レンズ群は、1枚の正レンズから成る
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高変倍有
    限距離用ズームレンズ。
  6. 【請求項6】第4レンズ群は、物体側より、物体側が凸
    の正レンズ,物体側が凹の負メニスカスレンズ,負レン
    ズと両凸正レンズの貼り合せレンズ,物体側が凹の負メ
    ニスカスレンズ及び物体側が凸の正レンズから成ること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高変倍有限距
    離用ズームレンズ。
  7. 【請求項7】第1レンズ群と第4レンズ群が一体に移動
    することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高変
    倍有限距離用ズームレンズ。
  8. 【請求項8】第2レンズ群が像面を基準にしたとき固定
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の高変倍有限距離用ズームレンズ。
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