JPS60121414A - 変倍光学系 - Google Patents

変倍光学系

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JPS60121414A
JPS60121414A JP58230193A JP23019383A JPS60121414A JP S60121414 A JPS60121414 A JP S60121414A JP 58230193 A JP58230193 A JP 58230193A JP 23019383 A JP23019383 A JP 23019383A JP S60121414 A JPS60121414 A JP S60121414A
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JP
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lens
negative
optical system
aperture
moving
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Hiromitsu Okada
岡田 洋光
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Tokyo Optical Co Ltd
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Tokyo Optical Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/24Optical objectives specially designed for the purposes specified below for reproducing or copying at short object distances
    • GPHYSICS
    • 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
    • G02B15/142Optical 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 two groups only

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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〕 本発明は変倍光学系、さらに詳しくは、光学系全体を移
動させるとともに光学系の所定のレンズを他のレンズに
対して移動させることによシ、物像間距離を一定に保っ
たまま投影変倍を行う1例えば被写機等に使用する光学
系に関する。
〔従来技術〕
従来の複写機等に使用する変倍光学系の例として、固定
焦点の投影レンズを使用し、反射鏡の移動によって光路
長を変えるものが知られている。
しかし、この光学系は反射鏡の移動に複雑な機構と大き
な壁間を必要とする問題があシ、また機構上の理由から
連続変倍が困難である問題があった。
従来の複写機等に使用する変倍光学系の他の例として、
光学系の一部のレンズを移動させて焦点距離を変えるい
わゆるズームレンズにより連続変倍を行うものが知られ
ている。ところで、複写機においては投影倍率が7倍の
ときに収差が最も良好に補正されていることが望ましい
ため、上記ズームレンズは絞りに関し対称に構成したい
わゆる対称型ズームレンズが優れており、例えば特開昭
グデー/おり号、特開昭、t、!−−//2コO号、特
公昭!i7−/!;367号、特公昭5g−911O1
号等によって上記対称型ズームレンズが提案されている
。しかし、これらの光学系はいずれもコンパクト化が困
難であ)、画角が小さく、Fナンバーが大きい等の問題
があった。
従来の複写機等に使用する変倍光学系のさらに他の例と
しては、旧レンズ、負レンズ、メニスカス正レンズが順
次、絞υに関し対称的に配置されたいわゆる対称オルン
メタ型レンズがコンパクト化可能なものとして知られて
いる。これは、米国特許第3.1. g 7.!; 2
2号、同第ダ、01./、グ/9号等に示されているよ
うに、内側レンズを他のレンズに対し移動させて焦点距
離の調節を行うが、収差補正の自由度が小さく、変倍時
の収差を十分に補正できず、またFナン・々−及び解像
力の点で問題があった。
従来の複写機等に使用する変倍系のさらに他の例として
、上記対称オルソメタ型レンズの外側に、さらに絞りに
対称に移動レンズ群として正レンズを追加したものが米
国特許第3.7.2 g、010号によって提案され、
また同じく絞シに対称に固定の負レンズを追加したもの
が特開H!;7−67909号によって提案されている
。しかし、前者はペララグアール和が大きくなるという
問題があシ、後者はコンパクト化が可能でかつペツツヴ
アール和が小さい利点がおるが、構成枚数がざないし7
0枚であシ、特に5枚の実施例においては変倍時の収差
変動、特に球面収差の変動が大きいという問題がおった
〔発明の目的〕
本発明は従来の変倍光学系の上記問題に鑑みなされたも
のであって、コンミ4クトで収差を十分に補正できる変
倍光学系を提供することを目的とする。さらに、本発明
はレンズ群の移動量が小さく、ペララグアール和も小さ
く、画角が大きくかつFナンバーの小さい変倍光学系を
提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
本発明は上記目的を達成するため以下の構成上の特徴を
有する。すなわち、本発明は絞りから順次配置されたメ
ニスカス負レンズ、メニスカス正レンズ、メニスカス正
レンズからなる第1レンズ群と、絞υに関して上記第1
レンズ群と略対称的に構成された第二レンズ群とからな
るがウス型の移動レンズ系と、絞りに関し対称的に上記
ガウス型移動レンズ系の外側に設けられた/対の負のレ
ンズからなる固定レンズ系とからなり、上記第1レンズ
と第λレンズ群を絞シに関して対称的に光軸に沿って移
動させることによって焦点距離を可変にするように構成
されている。この構成により第1レンズと第二レンズ群
の移動によ多焦点距離を変え、それと同時に移動レンズ
系及び固定レンズ系を含めた光学系全体を光軸に沿って
所定量移動させれば、物像間距離を一定に保ったまま投
影倍率を変換させることができる。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図にもとづいて説明する。
第1実施例は、第1図(A)に投影倍率1倍のときの光
学図、第1図(B)に投影倍率θ乙グ倍のときの光学図
に示すように、し ないしL8の5個の単ル ンズからなり、絞#)Sに関し左右対称となっている。
第1実施例他の各数値は以下の通シである。
面 曲率半径 間 隔 屈折率 分 散///θ!;3
7’13 朋、有効Fナンバーは/1.2、レンズ全長は3ムθg
 g A; myとコンノfクトである。
変倍時はレンズL1〜L8が一体的に光軸方向へ移動し
、それと同時にレンズL −L J:υ成り −4 体重に移動する移動前群と、レンズL −L より7 成シ一体的に移動する移動後群とが、絞シsに関し、常
に対称となるように移動する。d=d −215 19gg02、d8=d e=g、/乙/gbとするこ
とによシ倍率m=−θgθ倍を、d2−d15−’A9
9/7g、d8−d9=左/!;gs/としてm−−0
6ダ倍を得る。
ところで一般に収差補正上、像画湾曲を小さくするのに
ペツッヴアール和を小さくする必要がおるが、ガウス型
だけのレンズ系に対し、更に負レンズを付加させる本発
明におけるレンズ系では、ペツツヴアール和を減少させ
る自由度が大となり、上記実施例の寺倍におけるペララ
グアール和はθθ9コ/である。しかも対称型レンズは
一般に歪曲、コマ収差、横の色収差は極度に小さくでき
る。そして、第1実施例の他の収差は、第2図(〜に投
影倍率/倍時、第、2幽(8)に同じく−θざθ倍時、
第2図(C)に同じく−06グ倍時の球面収差SA及び
非点収差AS(実稼はサシタル像画、破線はメリデイオ
ナル像画を示す)を示すように、全体として収差のよく
補正された変倍光学系である。
第、2実施例は、第3図囚に投影倍率7倍のときの光学
図、第3図(B)に投影倍率664倍のときの光学図に
示すように% ”x% L2% L7、L8の単体レン
ズと、L とL4の貼会せレンズと、L5とL6の貼付
せレンズからなり、絞5sに関し左右対称となっている
。第2実施例の各数値は以下の通りである。
5’ −/71It73に 70!;3/b 11..2001It、31,310
 −/λ’A、!;09.22 // −27゜7.、 3.!;g73.s ′1.7
003 ’l’13/3−3ム93θ7″、/1033
 ′1.7003 ″73第1実施例と同様に数値は等
倍時を示し、焦点距*/θOvi s有効Fナンバ/i
:2、v ン、e 全長#”t3ム2976龍とやはク
コンパクトである。
変倍時はd2−d13−”θOg’1.3.d7=d 
8=ざ2グ7りSとすることにょ1m−一〇gθ倍を、
d2冨d□3=よ0727g5d7−d8=ぷλ/3グ
としてm”−067倍を得る。等倍時のベッッヴエール
和はθθ9qデとやはシ小さい値を待つ。第コ実施例の
他の収差は、第9図(〜に投影倍率/倍時、第グ図(B
)に同じく一〇gθ倍時、第7図(C)に同じく一θ6
4を倍時の球面収差SA及び非点収差AS(実lfMは
サシタル像画、破線はメリディオナル像画を示す)を示
すよう罠、全体として収差のよ〈補正され、特に変倍に
よる収差の変動が少ない特徴がある。
なお、上記実施例において、絞#)Sの位置に平面ミラ
ーを配置してここで光路を反射するように構成すること
によって反射型変倍光学系とすることもできる。この反
射Wf倍先光学系おいては、平面ミラーを固定して移動
レンズ群を該平面ミラー及び固定レンズ系に対して移動
させることによシ変倍を行う。
また、上記実施例はいずれも絞りSに関し完全に対称に
構成されているが、この対称性を僅かにはずして構成し
ても本発明の効果全失うものではない。
ここで、本発明の実施態様の一つは、〔発明の構成〕の
項に示した第1レンズ群のメニスカス負レンズ及び第二
レンズ群のメニスカス負レンズの屈折率をNm、Nm’
、該レンズの絞シ側面の曲率半径をRm、Rm’、さら
に等倍投影時の該レンズの絞り側面から絞シまでの間隔
をDm、Dm’とするとき、の関係を有するものである
。この関係式において、下限はRm、 Rm’の発散作
用が光束に強く作用し過ぎてコマフレアーの劣化をもた
らし、必然的に解像力を低下させて実用できなくなるこ
とを防ぐために設けられており、一方上限は該コマフレ
アーを押えることができる反面光学系全体が大型化する
ことを防ぐために設けられている。
〔発明の効果〕
本発明は以上のように構成することによって、固定群の
負レンズ及び移動群の絞シに隣接したメニスカス負レン
ズによって負のベツツヴアール和を発生させ、かつ集光
作用をもつメニスカス正レンズLL 及びL6、L7を
分離させることによ1 3 シ、全体として各面に発生する収差係数を小さく押える
ことができる効果を有する。また、移動レンズの移動量
及びFナンバーを小さくすることができ、複写機等に有
効(使用可能なコン・母りトな変倍光学系を構成するこ
とができる効果も有する。
さらに、僅かレンズ3枚の構成にして上記の通シ優れた
光学性能を得ることかできるという製造コストの面での
効果も有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は第7実施例の光学図、第一図は第1実施例のd
線収差図、第3図は第ツ実施例の光学図、第ダ図は第コ
実施例のdsの収差図である。なお、第1図及び第3図
において(A)は投影倍率/倍時、(B)は同じく一〇
g倍時を示し、第1図及び第グ図において(A)は投影
倍率/倍時、(B)は同じく一θざθ倍時、(C)は同
じく−06ダ倍時を示し、実線はサソタル像面を示し、
破線はメリデイオナル像面を示す。 L レンズ d 軸上面間隔 r レンズ面 S 絞9 SA 球面収差 AS 非点収差

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 /)絞シから順次配置されたメニスカス負レンズ、メニ
    スカス正レンズ、メニスカス正レンズからなる第1レン
    ズ群と絞9に関して上記第1レンズ群と略対称的に構成
    された第2レンズ群とからなるガウス型の移動レンズ系
    と、絞りに関し対称的に上記がウス型移動レンズ系の外
    側に設けられた/対の負のレンズからなる固定レンズ系
    とからなシ、上記第1レンズと第コレンズ群を絞シに関
    して対称的に光軸に沿って移動させることによって焦点
    距離を可変にしたことを特徴とする変倍光学系。 、2)上記第1レンズ群のメニスカス負レンズ及ヒ上記
    第λレンズ群のメニスカス負レンズの屈折率をNm、N
    m’、該レンズの絞!1)91111ffiの曲率半径
    をRm、Rm’、さらに等倍投影時の該レンズの絞シ側
    面から絞シまでの間隔をDm、 Dm’とするとき、 でおることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の変
    倍光学系。 3)メニスカス負レンズ、メニスカス正レンズ、メニス
    カス正レンズからなる移動光学系と、該移動レンズ系の
    上記メニスカス負レンズ側の外側に配置した負レンズ、
    および1司しくメニスカス正レンズ側の外側に配置した
    平面鏡とからなる固定光学系とからなp1上記移動光学
    系を光軸に沿って#動させることによって焦点距離を可
    変としたことを特徴とする変倍光学系。
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