JPS63235910A - リアコンバ−ジヨンレンズ - Google Patents

リアコンバ−ジヨンレンズ

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JPS63235910A
JPS63235910A JP62070050A JP7005087A JPS63235910A JP S63235910 A JPS63235910 A JP S63235910A JP 62070050 A JP62070050 A JP 62070050A JP 7005087 A JP7005087 A JP 7005087A JP S63235910 A JPS63235910 A JP S63235910A
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豊 飯塚
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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〕 本発明は対物レンズの像側に装着されるリアコンバージ
ョンレンズ、特に射出瞳が焦点面から近い位置にある対
物レンズの像側に装着して合成系の射出瞳をほぼ無限遠
方に形成する所謂テレセンドリンクな対物レンズに変換
するためのコンバージョンレンズに関する。
〔従来の技術〕
従来、テレセンドリンク光学系に変換するためのリアコ
ンバージョンレンズとして、特開昭58−102207
号公報(USP 4,585,265)が知られている
これは、すでにテレセンドリンクである対物レンズに取
りつけてテレセンドリンク性を維持しつつ焦点距離を拡
大するものであった。また、特開昭61−232410
号公報には、像面から近い位置に射出瞳を有する対物レ
ンズに装着して、この対物レンズとの合成系の射出瞳を
極めて遠方になるようにして所謂テレセンドリンク光学
系に変換するためのコンバージョンレンズが開示されて
いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記のリアコンバージョンレンズはいずれも合
成系の焦点距離を対物レンズ単体のそれよりも拡大する
機能を存するものであり、対物レンズ単体による結像状
態も変換してしまい、対物レンズ単体の場合と同様の撮
影状態を維持することはできなかった。特に、フィルム
による撮影用の一般的写真レンズを、CCD等の光電変
換素子による撮影用レンズとして使用する場合や、画像
入力装置としての対物レンズ光学系において、モノクロ
画像信号として入力するための光学系をカラー画像とし
て入力するために用いる場合にも、テレセントリックな
光学系に変換する必要があり、このような場合に、撮影
状態が変換されることば、合焦操作や自動合焦用の信号
処理において、また画像入力装置の処理系において好ま
しくないことが多い。
そこで本発明は、像面から近い位置に射出瞳を有する対
物レンズの像側に装着して、撮影倍率を変えることなく
、その対物レンズとの合成系としての射出瞳を極めて遠
方に形成することができ、優れた結像性能を維持し得る
リアコンバージョンレンズを提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によるリアコンバージョンレンズRは、第1図に
示す如く、負屈折力の第1レンズ群G。
とその像側に配置される正屈折力の第2レンズ群G2と
を有する構成を基本としている。そして、前記対物レン
ズによって形成される近軸像点が前記第1レンズ群G1
の前側焦点に一致するように配置され、前記第1レンズ
群G1の焦点距離と前記第2レンズ群G2の焦点距離と
が等しく、また該第1レンズ群G、と該第2レンズ群G
2との合成系の前側焦点が前記対物レンズの射出瞳にほ
ぼ一致するように配置されるものである。
第1図は本発明の原理を示す基本構成図であり、Lは本
体対物レンズであり、Rは本発明によるリアコンバージ
ョンレンズである。対物レンズLの左側には図示されて
いないが、所定の物体面があり、対物レンズLとリアコ
ンバージョンレンズRとの合成系により、像面■に対物
レンズ単体による場合と同一の倍率にて物体像が形成さ
れる。リアコンバージョンレンズRとしての合成焦点距
離は正の値を有している。そして、像面Iには受光素子
として例えばCCD等の光電センサーが配置される。
〔作用〕
上記の如き構成により、光軸A上の物点から射出された
近軸周辺光線Mは、第1レンズ群Glによりアフォーカ
ルになった後、第2レンズ群G2によって光軸Aと像面
Iの交点に結像される。
また、物体上の任意の高の点さから射出された主光線P
は、絞りSの中心を通り、あたかも対物レンズLの射出
瞳EPより射出されたかの如く進み、第2レンズ群G2
を出た後で光軸Aと平行になりテレセンドリンクな状態
となって像面Iに達する。
また、第1図においては対物レンズ■7によって作られ
る近軸像点位置をC1第1レンズ群G1及び第2レンズ
群G2のそれぞれを薄肉レンズとみなした場合の主面H
,及びH2の間隔をDとしている。
第1図を参照して本発明を詳述するに、まず、対物レン
ズによる像点Cが第1レンズ群G1の前側焦点F、にほ
ぼ一致していることにより、近軸周辺光線Mが第1レン
ズ群G、と第2レンズ群G2との間で平行光束となり所
謂アフォーカルな状態となる。また、本発明においては
、第1レンズ群G1の焦点距離をβ8、第2レンズ群G
2の焦点距離をβ2とすれば、 −f、=f2      ■ の条件を満足する構成であり、この条件により対物レン
ズLの撮影倍率βを変えることなくテレセンドリンクに
変換することが可能となる。
いま、第1レンズ群G、と第2レンズ群G2との担う倍
率を、それぞれβ1、β2とすると、合成系の倍率Bは
、一般的には、 B=β・β、・β2      ■ と表わされる。ここで、上述の如く、第1レンズ群G、
と第2レンズ群G2との間はアフォーカルになっている
ので β、・β、 −(−−□ ’)    ■f。
となり、上記0式の条件からすれば、 β2 ・β3=1 となる。従って、0式より B−β となって合成系の倍率Bが元の本体対物レンズの倍率β
に等しくなることがわかる。
さらに、本発明においては、第1レンズ群G1と該第2
レンズ群G2との合成系の前側焦点F、□が前記対物レ
ンズの射出瞳BPにほぼ一致するように配置されており
、第1レンズ群G、と第2レンズ群G2との主点間隔り
を適切に選択することによってテレセンドリンク性が達
成される。
すなわち、上記の説明からも明らかなように、単にリア
コンバージョンレンズRが対物レンズLの撮影倍率βを
変えないだけならば、第1レンズ群G。
と第2レンズ群G2との間がアフォーカルであればよく
、両レンズ群の主面間隔りには、任意性が残ることとな
るが、この自由度を用いて、対物レンズLの射出瞳EP
から射出する主光線を光軸Aと平行にすることが可能と
なるわけである。
尚、実用上の構成においては、第2レンズ群G2と像面
■との間には三色分解プリズム等の平行平面板が挿入さ
れるが、焦点距離を持っていないために、本発明の詳細
な説明には何の影響も与えないので省略し、図示しては
いない。また、対物レンズLはそれ自体としてすでに収
差補正されていてもよいし、リアコンバージョンレンズ
Rとの組み合わせで補正されるという状態であっても、
一般性を失うことはない。
そして、リアコンバージョンレンズの挿入に伴い発生す
る諸収差及び光路中に挿入される三色分解プリズム等の
平行平面板により発生する諸収差、特に球面収差の補正
を良好に行うためには、後述する実施例の如く、正レン
ズと負レンズとからなり合成屈折力の弱いレンズ群G0
を第1レンズ群G1の物体側に配置する構成とすること
ができる。
この場合には、対物レンズと附加されるレンズ群との合
成系を新たな対物レンズとみなすことによって、上述の
如き本発明の基本構成をそのまま活かすことが可能であ
る。
さて、上述の如き本発明のリアコンバージョンレンズに
おいて、三色分解プリズム等によって発生する色収差を
補正することはもとより、本体対物レンズにおいて、す
でに良好に補正されている歪曲収差を阻害することなく
伝達し、優れた結像性能を維持することが必要であり、
このためには以下のごとき条件を満たすことが望ましい
まず、第2レンズ群G2の焦点距離f2について、 25 <β2 < 60       filの条件を
満足することが望ましい。
この条件式は直接的には第2レンズ群G2の焦点距離を
規定する式であるが、第1図の説明から明らかな如く、
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間がアフォー
カルであるので、第2レンズ群G2と像面■との間の間
隔はβ2によって決まってしまう。従って、ここに置か
れる三色分解プリズムの厚みはF2によって規制される
こととなる。即ち、下限を越える場合には、厚みが足り
なくなって、従来公知の三色分解プリズムの形状を構成
することができず、逆に上限を越える場合には、無駄に
厚くなって、色収差の悪化をまねいてしまう。
そして、負屈折力の第1レンズ群G1は単−負レンズ又
は接合の負レンズL、で構成され、第2レンズ群G2は
2枚の正レンズL2.L3で構成され、各正レンズは、
単−正レンズ又は接合正レンズであることが望ましい。
第1レンズ群G1は対物レンズLから射出されてくる主
光線を発散して第2レンズ群G2に導く機能を有するの
みであるので、単−負レンズにて構成することも可能で
あるが、第2レンズ群G2は、第1レンズ群G、よりさ
らに光軸から離れた位置において主光線を屈折しなけれ
ばならないため、2成分からなる構成とすることが必要
となる。また、接合レンズとするのは、軸上及び軸外の
色収差の補正を良好ならしめるためである。
ここで、第1レンズ群G1の負レンズの形状因子をSF
+ とじ、第2レンズ群G2の物体側の正レンズ及び像
側の正レンズの形状因子をそれぞれSF2 、 SFi
とするとき、 0.2 <SF、 <  0.8        F2
+1.0 <SF、 < −0,7(3)−−1.0 
<SF3 < −0,3(41の条件を満たすことが望
ましい。
但し、形状因子SFは、そのレンズ成分の物体側レンズ
面の曲率半径をraとし、像側レンズ面の曲率半径をr
bとするとき、 SF −(rb+ra) / (rb−ra)で定義す
るものとする。
(2)式の下限を越える場合には、球面収差は負に過剰
となり像面弯曲と歪曲収差は正に過剰となる。
上限を越える場合にはこの逆となり、いずれの場合にお
いても良好な結像性能を維持することが難しくなる。
(3)式の下限を越える場合には、像面弯曲と歪曲収差
が正に過大となり、上限を越える場合は、この逆となる
(4)式については、下限を越える場合には、特に像面
弯曲が負に過剰となり、上限を越える場合は、この逆と
なる。
〔実施例〕
以下に本発明による実施例について説明する。
本発明の実施例はいずれも、画像入力手段として用いら
れる装置の光学系を構成するもので、対物レンズLとし
ては変倍可能なレンズ系を用い、この像側に配置されて
、合成系にて対物レンズの撮影倍率と同一の倍率を維持
しつつテレセンドリンク光学系を構成するものである。
第2図、第3図及び第4図に、それぞれ第1、第2、第
3実施例のレンズ構成を示す。各図に示すとおり、各実
施例のリアコンバージョンレンズRはいずれも対物レン
ズL側に収差補正のために正レンズと負レンズとからな
り屈折力の弱い補正レンズ群G。を有している。図中、
Eは三色分解プリズム等に相当する平行平面板である。
各実施例の諸元を表1.2.3に示す。
表中、左端の数字は物体側からの順序を表し、屈折率及
びアツベ数はd線(λ=587.6nm)に対する値で
ある。また、d、は対物レンズによる像点とリアコンバ
ージョンレンズの最も物体側レンズ面頂点との距離を表
し、β0はリアコンバージョンレンズとしての倍率を表
すものとする。
人1−10」帽虻外し do  −103,2f+−32,8 βc  =  0.995       fz  = 
 32.8SF+  −0,505 sp2=−1,718 SF3=−0,579 2(2J) dO=103.2        fl=−50,0β
c−0,995fz  =  50.0SF、=  0
.484 3F2 =−0,943 3F3 =−0,599 d、  =103.2        f+  −−3
2,8β、 =−0,995f、 =  32.8SF
、  =  0.446 3h−1,000 3F3=−0,832 上記の第1、第2及び第3実施例のリアコンi<−ジョ
ンレンズを、以下の表4に示す如き対物レンズに装着し
た場合の諸収差図を、それぞれ第5図、第6図及び第7
図に示す。尚、表4に示した対物レンズは、本願と同一
出願人による特願昭60−166914号として出願し
た対称型レンズである。
また、上記の各実施例において、リアコンノ飄−ジョン
レンズと像面との間に配置される三色分解プリズム等の
平行平面板の諸元は、それぞれ以下の表5.6.7のと
おりである。
表工(第2実施例のプリズム等) 尚、各諸収差図において、色収差を示すためにg線(λ
=435.8nm)の様子も併記した。
第5図、第6図及び第7図に示した諸収差図から、各実
施例とも優れた結像性能を有していることが明らかであ
る。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、像面から近い位置に射出
瞳を有する対物レンズの像側に装着して、撮影倍率を変
えることなく、この対物レンズとの合成系としての射出
瞳を極めて遠方に変換しつつ、優れた結像性能を維持し
得るのみならず、該対物レンズの撮影倍率を変えること
のない、テレセントリックリアーコンバージョンレンズ
が達成される。このため、モノクロ用の画像入力装置用
の光学系を、画像状態を変えることなくカラー画像の入
力装置用に好適なテレセンドリンク光学系に変換でき、
しかも三色分解プリズム等に起因する収差劣下がなく、
鮮明な画像を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるリアコンバージョンレンズの基本
構成図、第2図は本発明による第1実施例のレンズ構成
図、第3図は第2実施例のレンズ構成図、第4図は第3
実施例のレンズ構成図、第5図は第1実施例の諸収差図
、第6図は第2実施例の諸収差図、第7図は第3実施例
の諸収差図である。 〔主要部分の符号の説明〕 L・・・対物レンズ R・・・リアコンバージョンレンズ G、・・・第1レンズ群 G2・・・第2レンズ群 ■・・・像面 S・・・対物レンズの絞り EP・・・対物レンズの射出瞳 出願人  日本光学工業株式会社 代理人 弁理士 渡 辺 隆 男 H−8,51FN−6,51 歪曲収差 笛7 第5図 非点収差 Y−15,0 伯壬色敗差 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)負屈折力の第1レンズ群G_1とその像側に配置さ
    れる正屈折力の第2レンズ群G_2とを有し、像面から
    近い位置に射出瞳を有する対物レンズの像側に装着され
    るリアコンバージョンレンズにおいて、前記対物レンズ
    によって形成される近軸像点が前記第1レンズ群G_1
    の前側焦点F_1に一致するように配置され、前記第1
    レンズ群G_1の焦点距離と前記第2レンズ群G_2の
    焦点距離とが等しく、また該第1レンズ群G_1と該第
    2レンズ群G_2との合成系の前側焦点F_1_2が前
    記対物レンズの射出瞳にほぼ一致するように配置される
    ことを特徴とするリアコンバージョンレンズ。 2)前記第2レンズ群G_2の焦点距離をf_2とする
    とき、 25<f_2<60(1) の条件を満足することを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載のリアコンバージョンレンズ。 3)前記第1レンズ群G_1は単一また接合の負レンズ
    を有し、前記第2レンズ群G_2は接合又は単一の2つ
    の正レンズを有し、該第1レンズ群G_1の負レンズの
    形状因子をSF_1とし、第2レンズ群G_2の物体側
    の正レンズ及び像側の正レンズの形状因子をそれぞれS
    F_2、SF_3とするとき、0.2<SF_1<0.
    8(2) −2.0<SF_2<−0.7(3) −1.0<SF_3<−0.3(4) の条件を満たすことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のリアコンバージョンレンズ。 但し、形状因子SFは、そのレンズ成分の物体側レンズ
    面の曲率半径をraとし、像側レンズ面の曲率半径をr
    bとするとき、 SF=(rb+ra)/(rb−ra) で定義するものとする。 4)前記第1レンズ群の物体側に、正レンズと負レンズ
    とを有し合成で屈折力の弱い球面収差補正用の補正レン
    ズ群G_0を有することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のリアコンバージョンレンズ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02228620A (ja) * 1989-03-01 1990-09-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 投影レンズとそれを用いたプロジェクションテレビ
JPH11183800A (ja) * 1997-12-24 1999-07-09 Canon Inc 回折屈折型リアアタッチメントレンズ

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58102207A (ja) * 1981-12-14 1983-06-17 Nippon Kogaku Kk <Nikon> テレセントリツクリアコンバ−タ−

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