(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、両凸レンズからなる第１レンズと、両凹レンズからなる第２レンズと、両凹レンズからなる第３レンズと、両凸レンズからなる第４レンズを配列されてなり、
結像倍率が縮小時あるいは拡大時には等倍時に比べ、前記第１レンズと前記第２レンズの間隔、および前記第３レンズと前記第４レンズの間隔が大きくなるように、かつ、前記第２レンズと前記第３レンズの間隔が大きくなるように構成するとともに、変倍時には、物体面から結像面までの距離をほぼ一定に保ちながら全系を移動させ、
下記条件式（１）〜（５）を満足するように構成されてなることを特徴とする有限共役距離におけるズームレンズ系。
（１）  ０．２７＜｜ｆ１｜／ｆ＜０．４０
（２）  ０．３０＜｜ｆ２｜／ｆ＜０．４４
（３）  ０．４０＜（△ｄ２＋△ｄ６）／△ｄ４＜２．５０
（４）  ０．４０＜△ｄ２／△ｄ６＜１．１０  （｜β｜≧１のとき）
（５）  ０．９０＜△ｄ２／△ｄ６＜１．７０  （｜β｜＜１のとき）
ｆ  …  倍率が−１．０のときの全系の焦点距離
ｆ１…  第１レンズの焦点距離
ｆ２…  第２レンズの焦点距離
β  …  倍率
△ｄ２…（倍率βがβｘのときの第１レンズと第２レンズの間隔）−（倍率βが−１倍のときの第１レンズと第２レンズの間隔）
△ｄ４…（倍率βがβｘのときの第２レンズと第３レンズの間隔）−（倍率βが−１倍のときの第２レンズと第３レンズの間隔）
△ｄ６…（倍率βがβｘのときの第３レンズと第４レンズの間隔）−（倍率βが−１倍のときの第３レンズと第４レンズの間隔）
【請求項２】
請求項１において、レンズ面番号を物体側から順に数えた場合に、第１のレンズ面と第８のレンズ面、第２のレンズ面と第７のレンズ面、第３のレンズ面と第６のレンズ面、第４のレンズ面と第５のレンズ面の曲率半径の絶対値が各々等しく、さらに前記第１レンズと前記第４レンズ、前記第２レンズと前記第３レンズの中心厚および形成材料の屈折率が同じとされていることを特徴とする有限共役距離におけるズームレンズ系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機や製版機等における等倍付近の複写に好適な有限共役距離におけるズームレンズ系に関し、詳しくは、変倍時においても物体面から結像面までの距離に変化のない、４枚レンズ構成のズームレンズ系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機や製版機等に使用される、等倍付近の複写に好適なズームレンズ系として、変倍時にも物体面から結像面までの距離が変化しないレンズ系が知られている。
この種のレンズとしては特開昭６２−１８０３１７号公報（特公平７−１３３８号公報）あるいは特開昭５９−６１８１４号公報に開示されたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術のうち、前者は５枚レンズ構成とされており、また後者は６枚レンズ構成とされており、低コスト化およびコンパクト化を図るためには４枚レンズ構成の複写用ズームレンズ系が望まれていた。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、低廉化およびコンパクト化が図れ、変倍時においても物体面から結像面までの距離の変化がなく、等倍付近の複写に好適で高性能な有限共役距離におけるズームレンズ系を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る有限共役距離におけるズームレンズ系は、物体側から順に、両凸レンズからなる第１レンズと、両凹レンズからなる第２レンズと、両凹レンズからなる第３レンズと、両凸レンズからなる第４レンズを配列されてなり、
結像倍率が縮小時あるいは拡大時には等倍時に比べ、前記第１レンズと前記第２レンズの間隔、および前記第３レンズと前記第４レンズの間隔が大きくなるように、かつ、前記第２レンズと前記第３レンズの間隔が大きくなるように構成するとともに、変倍時には、物体面から結像面までの距離をほぼ一定に保ちながら全系を移動させ、
下記条件式（１）〜（５）を満足するように構成されてなることを特徴とするものである。
【０００５】
（１）  ０．２７＜｜ｆ１｜／ｆ＜０．４０
（２）  ０．３０＜｜ｆ２｜／ｆ＜０．４４
（３）  ０．４０＜（△ｄ２＋△ｄ６）／△ｄ４＜２．５０
（４）  ０．４０＜△ｄ２／△ｄ６＜１．１０  （｜β｜≧１のとき）
（５）  ０．９０＜△ｄ２／△ｄ６＜１．７０  （｜β｜＜１のとき）
ｆ  …  倍率が−１．０のときの全系の焦点距離
ｆ１…  第１レンズの焦点距離
ｆ２…  第２レンズの焦点距離
β  …  倍率
△ｄ２…（倍率βがβｘのときの第１レンズと第２レンズの間隔）−（倍率βが−１倍のときの第１レンズと第２レンズの間隔）
△ｄ４…（倍率βがβｘのときの第２レンズと第３レンズの間隔）−（倍率βが−１倍のときの第２レンズと第３レンズの間隔）
△ｄ６…（倍率βがβｘのときの第３レンズと第４レンズの間隔）−（倍率βが−１倍のときの第３レンズと第４レンズの間隔）
【０００６】
より具体的には、例えば、レンズ面番号を物体側から順に数えた場合に、第１のレンズ面と第８のレンズ面、第２のレンズ面と第７のレンズ面、第３のレンズ面と第６のレンズ面、および第４のレンズ面と第５のレンズ面の曲率半径の絶対値が各々等しく、さらに前記第１レンズと前記第４レンズ、前記第２レンズと前記第３レンズの中心厚および形成材料の屈折率を同じとすることが望ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
ここで、図１は実施例１〜８のレンズ基本構成を示すものである。図１に示すように、これらの実施例に係るレンズ系は、絞りｉを中心として対称形に配置された４枚のレンズＬ１  〜Ｌ４  により構成され、物体側から光軸Ｘに沿って入射した光束は結像位置Ｐに結像される。
【０００８】
ここで第１レンズＬ１  は物体側に曲率の大きな面を向けた両凸レンズ、第２レンズＬ２  は結像面側に強い曲率の面（但し、実施例１では結像面側に弱い曲率の面）を向けた両凹レンズ、第３レンズＬ３  は第２レンズＬ２  と向きを逆とされた両凹レンズ、第４レンズＬ４  は第１レンズＬ１  と向きを逆とされた両凸レンズである。
すなわち、レンズ面番号を物体側からの順番で表した場合、第１レンズ面と第８レンズ面、第２レンズ面と第７レンズ面、第３レンズ面と第６レンズ面、第４レンズ面と第５レンズ面の曲率半径の絶対値が各々等しくなるように構成されている。さらに前記第１レンズと前記第４レンズ、前記第２レンズと前記第３レンズの中心厚および形成材料（屈折率）が同じとなるように構成されている。
【０００９】
また、このレンズ系は、結像倍率が縮小時あるいは拡大時には等倍時に比べて、第１レンズと第２レンズの間隔、および第３レンズと第４レンズの間隔が大きくなるように、かつ、第２レンズと第３レンズの間隔が大きくなるように構成し、変倍時には、物体面から結像面までの距離をほぼ一定に保ちながら全系を移動させるようにしている。
【００１０】
また、以下の条件式（１）〜（５）を満足するように構成されている。
（１）    ０．２７＜｜ｆ１｜／ｆ ＜０．４０
（２）    ０．３０＜｜ｆ２｜／ｆ ＜０．４４
（３）    ０．４０＜（△ｄ２＋△ｄ６）／△ｄ４＜２．５０
（４）    ０．４０＜△ｄ２／△ｄ６＜１．１０  （｜β｜≧１のとき）
（５）    ０．９０＜△ｄ２／△ｄ６＜１．７０  （｜β｜＜１のとき）
ｆ      …倍率が−１．０のときの全系の焦点距離
ｆ１    …第１レンズの焦点距離
ｆ２    …第２レンズの焦点距離
β      …倍率
△ｄ２  …（倍率βがβｘのときの第１レンズと第２レンズの間隔）
−（倍率βが−１倍のときの第１レンズと第２レンズの間隔）
△ｄ４  …（倍率βがβｘのときの第２レンズと第３レンズの間隔）
−（倍率βが−１倍のときの第２レンズと第３レンズの間隔）
△ｄ６  …（倍率βがβｘのときの第３レンズと第４レンズの間隔）
−（倍率βが−１倍のときの第３レンズと第４レンズの間隔）
【００１１】
以下に、上記条件式（１）〜（５）の範囲を定めた技術的意義について説明する。すなわち、条件式（１）および条件式（２）は、同様の意義を有し、その下限を越えると、球面収差が補正過剰になるとともに、レンズ間隔の要求精度が増し、製造が難しくなり、一方、上限を越えると、球面収差が補正不足となり、良好な結像性能が得られなくなる。
また、条件式（３）の下限を越えると、像面湾曲がレンズ側に大きくなり、一方、上限を越えると、像面湾曲がレンズと反対側に大きくなって、像面全域に亘る良好な結像性能が得られなくなる。
【００１２】
また、条件式（４）の下限を越えると、拡大倍率のときに、コマ収差が補正過剰になり、歪曲収差が大きくなってしまい、上限を越えると、コマ収差が補正不足で、どちらの場合にも良好な結像性能が得られなくなる。
さらに、条件式（５）の下限を越えると、縮小倍率のときに、コマ収差が補正不足になり、一方、上限を越えると、コマ収差が補正過剰となり、歪曲収差も大きくなってしまう。その結果、どちらの場合にも良好な結像性能が得られなくなる。
【００１３】
以下、実施例１〜８の各々について具体的数値を用いて説明する。
＜実施例１＞
この実施例１における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ）（結像倍率β＝−１．０の場合について示されている。可変間隔ｄ２，ｄ４，ｄ６については結像倍率β＝−１．２２４および結像倍率β＝−０．７０７の場合についても示されている。）、各レンズのｄ線における、屈折率Ｎおよび各レンズのアッベ数νを表１に示す。
なお、表１の中段に、実施例１のレンズ系全体の焦点距離ｆ（結像倍率β＝−１．０の場合）、このレンズ系のＦ数および半画角ω（β＝−１．２２４，β＝−１．０，β＝−０．７０７の各場合について示す）の各値を示す。
さらに、表１の下段に、実施例１の上記条件式（１）〜（５）に対応する各値を示す。
【００１４】
【表１】
0003567316.tif 000002
【００１５】
＜実施例２＞
この実施例２における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ）（結像倍率β＝−１．０の場合について示されている。可変間隔ｄ２，ｄ４，ｄ６については結像倍率β＝−１．４１４および結像倍率β＝−０．７０７の場合についても示されている。）、各レンズのｄ線における、屈折率Ｎおよび各レンズのアッベ数νを下記表２に示す。
なお、表２の中段に、実施例２のレンズ系全体の焦点距離ｆ（結像倍率β＝−１．０の場合）、このレンズ系のＦ数および半画角ω（β＝−１．４１４，β＝−１．０，β＝−０．７０７の各場合について示す）の各値を示す。
さらに、表２の下段に、実施例２における上記条件式（１）〜（５）に対応する各値を示す。
【００１６】
【表２】
0003567316.tif 000003
【００１７】
＜実施例３＞
この実施例３における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ）（結像倍率β＝−１．０の場合について示されている。可変間隔ｄ２，ｄ４，ｄ６については結像倍率β＝−１．４１４および結像倍率β＝−０．７０７の場合についても示されている。）、各レンズのｄ線における、屈折率Ｎおよび各レンズのアッベ数νを下記表３に示す。
なお、表３の中段に、実施例３のレンズ系全体の焦点距離ｆ（結像倍率β＝−１．０の場合）、このレンズ系のＦ数および半画角ω（β＝−１．４１４，β＝−１．０，β＝−０．７０７の各場合について示す）の各値を示す。
さらに、表３の下段に、実施例３の上記条件式（１）〜（５）に対応する各値を示す。
【００１８】
【表３】
0003567316.tif 000004
【００１９】
＜実施例４＞
この実施例４における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ）（結像倍率β＝−１．０の場合について示されている。可変間隔ｄ２，ｄ４，ｄ６については結像倍率β＝−１．４１４および結像倍率β＝−０．７０７の場合についても示されている）、各レンズのｄ線における、屈折率Ｎおよび各レンズのアッベ数νを下記表４に示す。
なお、表４の中段に、実施例４のレンズ系全体の焦点距離ｆ（結像倍率β＝−１．０の場合）、このレンズ系のＦ数および半画角ω（β＝−１．４１４，β＝−１．０，β＝−０．７０７の各場合について示す）の各値を示す。
さらに、表４の下段に、実施例４の上記条件式（１）〜（５）に対応する各値を示す。
【００２０】
【表４】
0003567316.tif 000005
【００２１】
＜実施例５＞
この実施例５における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ）（結像倍率β＝−１．０の場合について示されている。可変間隔ｄ２，ｄ４，ｄ６については結像倍率β＝−１．４１４および結像倍率β＝−０．７０７の場合についても示されている。）、各レンズのｄ線における、屈折率Ｎおよび各レンズのアッベ数νを下記表５に示す。
なお、表５の中段に、実施例５のレンズ系全体の焦点距離ｆ（結像倍率β＝−１．０の場合）、このレンズ系のＦ数および半画角ω（β＝−１．４１４，β＝−１．０，β＝−０．７０７の各場合について示す）の各値を示す。
さらに、表５の下段に、実施例５の上記条件式（１）〜（５）に対応する各値を示す。
【００２２】
【表５】
0003567316.tif 000006
【００２３】
＜実施例６＞
この実施例６における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ）（結像倍率β＝−１．０の場合について示されている。可変間隔ｄ２，ｄ４，ｄ６については結像倍率β＝−２．０および結像倍率β＝−０．５の場合についても示されている。）、各レンズのｄ線における、屈折率Ｎおよび各レンズのアッベ数νを下記表６に示す。
なお、表６の中段に、実施例６のレンズ系全体の焦点距離ｆ（結像倍率β＝−１．０の場合）、このレンズ系のＦ数および半画角ω（β＝−２．０，β＝−１．０，β＝−０．５の各場合について示す）の各値を示す。
さらに、表６の下段に、実施例６の上記条件式（１）〜（５）に対応する各値を示す。
【００２４】
【表６】
0003567316.tif 000007
【００２５】
＜実施例７＞
この実施例７における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ）（結像倍率β＝−１．０の場合について示されている。可変間隔ｄ２，ｄ４，ｄ６については結像倍率β＝−１．４１４および結像倍率β＝−０．７０７の場合についても示されている。）、各レンズのｄ線における、屈折率Ｎおよび各レンズのアッベ数νを下記表７に示す。
なお、表７の中段に、実施例７のレンズ系全体の焦点距離ｆ（結像倍率β＝−１．０の場合）、このレンズ系のＦ数および半画角ω（β＝−１．４１４，β＝−１．０，β＝−０．７０７の各場合について示す）の各値を示す。
さらに、表７の下段に、実施例７の上記条件式（１）〜（５）に対応する各値を示す。
【００２６】
【表７】
0003567316.tif 000008
【００２７】
＜実施例８＞
この実施例８における各レンズ面の曲率半径ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔ｄ（ｍｍ）（結像倍率β＝−１．０の場合について示されている。可変間隔ｄ２，ｄ４，ｄ６については結像倍率β＝−１．４１４および結像倍率β＝−０．７０７の場合についても示されている。）、各レンズのｄ線における、屈折率Ｎおよび各レンズのアッベ数νを下記表８に示す。
なお、表８の中段に、実施例８のレンズ系全体の焦点距離ｆ（結像倍率β＝−１．０の場合）、このレンズ系のＦ数および半画角ω（β＝−１．４１４，β＝−１．０，β＝−０．７０７の各場合について示す）の各値を示す。
さらに、表８の下段に、実施例８の上記条件式（１）〜（５）に対応する各値を示す。
【００２８】
【表８】
0003567316.tif 000009
【００２９】
なお、実施例１〜８の各収差図（各実施例における拡大時倍率の場合、等倍時倍率の場合および縮小時倍率の場合）を図２〜２５に示す。
これら図２〜２５から明らかなように、本実施例によれば、等倍時のみならず、拡大時および縮小時のいずれの場合にも各収差を良好なものとすることができる。
なお、本発明のレンズ系としては、上記実施例のものに限られるものではなく種々の態様の変更が可能であり、例えば４枚の各レンズの曲率半径ｒおよびレンズ間隔（もしくはレンズ厚）ｄを適宜変更することが可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の有限共役距離におけるズームレンズ系によれば、物体側から順に正、負、負、正、のレンズを配列し、縮小時および拡大時には、等倍時と比べて各構成レンズの距離を大きくするように変化させながら、物体面から結像面までの距離を一定に保ちつつレンズ全系を移動させることにより、４枚のレンズ構成でありながら諸収差の補正が良好で高性能な等倍付近の複写用に好適なズームレンズ系を形成している。
これにより、従来のものに比べて製造コストの低廉化およびレンズ全系のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１〜８に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図２】実施例１に係るレンズの各収差図（β＝−１．２２４）
【図３】実施例１に係るレンズの各収差図（β＝−１．０）
【図４】実施例１に係るレンズの各収差図（β＝−０．７０７）
【図５】実施例２に係るレンズの各収差図（β＝−１．４１４）
【図６】実施例２に係るレンズの各収差図（β＝−１．０）
【図７】実施例２に係るレンズの各収差図（β＝−０．７０７）
【図８】実施例３に係るレンズの各収差図（β＝−１．４１４）
【図９】実施例３に係るレンズの各収差図（β＝−１．０）
【図１０】実施例３に係るレンズの各収差図（β＝−０．７０７）
【図１１】実施例４に係るレンズの各収差図（β＝−１．４１４）
【図１２】実施例４に係るレンズの各収差図（β＝−１．０）
【図１３】実施例４に係るレンズの各収差図（β＝−０．７０７）
【図１４】実施例５に係るレンズの各収差図（β＝−１．４１４）
【図１５】実施例５に係るレンズの各収差図（β＝−１．０）
【図１６】実施例５に係るレンズの各収差図（β＝−０．７０７）
【図１７】実施例６に係るレンズの各収差図（β＝−２．０）
【図１８】実施例６に係るレンズの各収差図（β＝−１．０）
【図１９】実施例６に係るレンズの各収差図（β＝−０．５）
【図２０】実施例７に係るレンズの各収差図（β＝−１．４１４）
【図２１】実施例７に係るレンズの各収差図（β＝−１．０）
【図２２】実施例７に係るレンズの各収差図（β＝−０．７０７）
【図２３】実施例８に係るレンズの各収差図（β＝−１．４１４）
【図２４】実施例８に係るレンズの各収差図（β＝−１．０）
【図２５】実施例８に係るレンズの各収差図（β＝−０．７０７）
【符号の説明】
Ｌ１  〜Ｌ４          レンズ
ｒ１  〜ｒ８          レンズ面の曲率半径
ｄ１  〜ｄ７          レンズ面間隔（レンズ厚）
Ｘ        光軸
Ｐ        結像位置
ｉ        絞り
【図１】
0003567316.tif 000010
【図２】
0003567316.tif 000011
【図３】
0003567316.tif 000012
【図４】
0003567316.tif 000013
【図５】
0003567316.tif 000014
【図６】
0003567316.tif 000015
【図７】
0003567316.tif 000016
【図８】
0003567316.tif 000017
【図９】
0003567316.tif 000018
【図１０】
0003567316.tif 000019
【図１１】
0003567316.tif 000020
【図１２】
0003567316.tif 000021
【図１３】
0003567316.tif 000022
【図１４】
0003567316.tif 000023
【図１５】
0003567316.tif 000024
【図１６】
0003567316.tif 000025
【図１７】
0003567316.tif 000026
【図１８】
0003567316.tif 000027
【図１９】
0003567316.tif 000028
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
0003567316.tif 000031
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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