JP2731481B2 - テレセントリック結像光学系 - Google Patents
テレセントリック結像光学系Info
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/22—Telecentric objectives or lens systems
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、結像倍率を広範囲に
わたって変化させることができるテレセントリック結像
光学系に関する。
わたって変化させることができるテレセントリック結像
光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】結像倍率を変化させることができるテレ
セントリック結像光学系として、例えば本出願人による
特開昭６３−３１６８１７号公報に記載されたものが従
来より知られている。このテレセントリック結像光学系
では、物体側及び像側に正のパワーを有する第１及び第
３レンズ系が、前者の後側焦点と後者の前側焦点とがほ
ぼ一致するように、配置されている。そして、その焦点
の近傍に正のパワーを有するレンズが配置されている。
そのため、物体と第１レンズ系の間隔及び像と第３レン
ズ系の間隔がそれぞれ第１及び第３レンズ系の焦点距離
より短くなり、その結果、物像間距離が小さくなり、ま
た容易に開口数を大きくすることができる。
セントリック結像光学系として、例えば本出願人による
特開昭６３−３１６８１７号公報に記載されたものが従
来より知られている。このテレセントリック結像光学系
では、物体側及び像側に正のパワーを有する第１及び第
３レンズ系が、前者の後側焦点と後者の前側焦点とがほ
ぼ一致するように、配置されている。そして、その焦点
の近傍に正のパワーを有するレンズが配置されている。
そのため、物体と第１レンズ系の間隔及び像と第３レン
ズ系の間隔がそれぞれ第１及び第３レンズ系の焦点距離
より短くなり、その結果、物像間距離が小さくなり、ま
た容易に開口数を大きくすることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】その反面、従来の結像
光学系の変倍範囲は比較的狭く、上記公報からわかるよ
うに、その結像光学系の変倍比は４程度であり、充分な
変倍比を有していない。ここで、「変倍比」とは、結像
光学系の最大拡大倍率と最大縮小倍率との比をいい、変
倍比４の結像光学系の結像倍率は−２倍ないし−０．５
倍の範囲にある。
光学系の変倍範囲は比較的狭く、上記公報からわかるよ
うに、その結像光学系の変倍比は４程度であり、充分な
変倍比を有していない。ここで、「変倍比」とは、結像
光学系の最大拡大倍率と最大縮小倍率との比をいい、変
倍比４の結像光学系の結像倍率は−２倍ないし−０．５
倍の範囲にある。
【０００４】また、上記のように３つの正レンズ系から
なる結像光学系では、ペッツバール和が理論的に大き
く、像面の平坦性が悪化する傾向にあり、しかも画面サ
イズを大きくすることが困難である。
なる結像光学系では、ペッツバール和が理論的に大き
く、像面の平坦性が悪化する傾向にあり、しかも画面サ
イズを大きくすることが困難である。
【０００５】この発明は、上記課題を解消するためにな
されたもので、変倍比が大きなテレセントリック結像光
学系を提供することを目的とする。
されたもので、変倍比が大きなテレセントリック結像光
学系を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、それ
ぞれ正の焦点距離を有する第１及び第３レンズ系と、前
記第１及び第３レンズ系の間に配置された負の焦点距離
を有する第２レンズ系とを備え、前記第１及び第２レン
ズ系の間隔、並びに前記第２及び第３レンズ系の間隔を
変化させて結像倍率を変更するテレセントリック結像光
学系であって、上記目的を達成するために、前記第１な
いし第３レンズ系の焦点距離をそれぞれｆ1 、ｆ2 、ｆ
3 とするとき、次の不等式 ｆ1 ／２．５＜−ｆ2 ＜２・ｆ1 、 ｆ3 ／２．５＜−ｆ2 ＜２・ｆ3 を満足するとともに、前記第１及び第２レンズ系の合成
後側焦点と、前記第３レンズ系の前側焦点とをほぼ一致
させている。
ぞれ正の焦点距離を有する第１及び第３レンズ系と、前
記第１及び第３レンズ系の間に配置された負の焦点距離
を有する第２レンズ系とを備え、前記第１及び第２レン
ズ系の間隔、並びに前記第２及び第３レンズ系の間隔を
変化させて結像倍率を変更するテレセントリック結像光
学系であって、上記目的を達成するために、前記第１な
いし第３レンズ系の焦点距離をそれぞれｆ1 、ｆ2 、ｆ
3 とするとき、次の不等式 ｆ1 ／２．５＜−ｆ2 ＜２・ｆ1 、 ｆ3 ／２．５＜−ｆ2 ＜２・ｆ3 を満足するとともに、前記第１及び第２レンズ系の合成
後側焦点と、前記第３レンズ系の前側焦点とをほぼ一致
させている。
【０００７】請求項２の発明は、前記第２レンズ系を複
数のレンズで構成するとともに、前記第２レンズ系を移
動させると同時に、前記第２レンズ系の焦点距離を変化
させる機構を設けている。
数のレンズで構成するとともに、前記第２レンズ系を移
動させると同時に、前記第２レンズ系の焦点距離を変化
させる機構を設けている。
【０００８】
【作用】請求項１の発明では、前記第１及び第２レンズ
系の合成後側焦点と、前記第３レンズ系の前側焦点とが
ほぼ一致されて、テレセントリック結像光学系が形成さ
れる。
系の合成後側焦点と、前記第３レンズ系の前側焦点とが
ほぼ一致されて、テレセントリック結像光学系が形成さ
れる。
【０００９】ところで、レンズ構成の点から見れば、こ
のテレセントリック結像光学系は写真用望遠レンズ変倍
部光学系や変倍実体顕微鏡等に利用されているアフォー
カル変倍光学系と類似している。というのも、このアフ
ォーカル変倍光学系では、正パワーレンズ系、負パワー
レンズ系及び正パワーレンズ系がこの順序で配置され、
光軸に対し平行に入射した光線が平行に出射するように
構成されているからである。
のテレセントリック結像光学系は写真用望遠レンズ変倍
部光学系や変倍実体顕微鏡等に利用されているアフォー
カル変倍光学系と類似している。というのも、このアフ
ォーカル変倍光学系では、正パワーレンズ系、負パワー
レンズ系及び正パワーレンズ系がこの順序で配置され、
光軸に対し平行に入射した光線が平行に出射するように
構成されているからである。
【００１０】しかしながら、これらの光学系は以下の点
で大きく相違する。すなわち、アフォーカル変倍光学系
は、ガリレオタイプの望遠鏡と同様に、実像を形成しな
いために、その光学系の前後両側、あるいは片側に結像
系を付加しないことには物体の実像を形成することがで
きない。これに対し、テレセントリック結像光学系は物
体の実像を結ぶケプラタイプの望遠鏡系に類似してお
り、この光学系単独でレンズ系の外にある物体の実像を
レンズ系の外に結像することが可能である。
で大きく相違する。すなわち、アフォーカル変倍光学系
は、ガリレオタイプの望遠鏡と同様に、実像を形成しな
いために、その光学系の前後両側、あるいは片側に結像
系を付加しないことには物体の実像を形成することがで
きない。これに対し、テレセントリック結像光学系は物
体の実像を結ぶケプラタイプの望遠鏡系に類似してお
り、この光学系単独でレンズ系の外にある物体の実像を
レンズ系の外に結像することが可能である。
【００１１】次に、上記不等式の意義について説明す
る。ここでは、テレセントリック結像光学系の特性を知
るため、第１及び第３レンズ系の焦点距離ｆ1 、ｆ3 を ｆ1=ｆ3=１００ とする一方、第２レンズ系の焦点距離ｆ2 を変更して、
この光学系の性能を調べた。表１はその結果を示すもの
である。
る。ここでは、テレセントリック結像光学系の特性を知
るため、第１及び第３レンズ系の焦点距離ｆ1 、ｆ3 を ｆ1=ｆ3=１００ とする一方、第２レンズ系の焦点距離ｆ2 を変更して、
この光学系の性能を調べた。表１はその結果を示すもの
である。
【００１２】
【表１】
【００１３】この表１から明らかなように、第２レンズ
系の焦点距離（−ｆ2 ）が第１及び第３レンズ系の焦点
距離ｆ1 、ｆ3 より大きくなると、変倍範囲、つまり変
倍比が小さくなってしまう。したがって、変倍比を大き
くするには、第２レンズ系の焦点距離（−ｆ2 ）は第１
及び第３レンズ系の焦点距離ｆ1 ，ｆ3 の２倍以内に止
めるのが望ましい。
系の焦点距離（−ｆ2 ）が第１及び第３レンズ系の焦点
距離ｆ1 、ｆ3 より大きくなると、変倍範囲、つまり変
倍比が小さくなってしまう。したがって、変倍比を大き
くするには、第２レンズ系の焦点距離（−ｆ2 ）は第１
及び第３レンズ系の焦点距離ｆ1 ，ｆ3 の２倍以内に止
めるのが望ましい。
【００１４】一方、第２レンズ系の焦点距離（−ｆ2 ）
が第１及び第３レンズ系の焦点距離ｆ1 、ｆ3 に比し短
くなると，変倍比は増大するが、物像間距離が大きくな
ってしまう。このため、第２レンズ系の焦点距離（−ｆ
2 ）は第１及び第３レンズ系の焦点距離ｆ1 、ｆ3 の
（１／２．５）倍以上にするのが望ましい。これらのこ
とを総合すると、テレセントリック結像光学系が不等式 ｆ1 ／２．５＜−ｆ2 ＜２・ｆ1 、 ｆ3 ／２．５＜−ｆ2 ＜２・ｆ3 を満足するように構成することが実用的である。
が第１及び第３レンズ系の焦点距離ｆ1 、ｆ3 に比し短
くなると，変倍比は増大するが、物像間距離が大きくな
ってしまう。このため、第２レンズ系の焦点距離（−ｆ
2 ）は第１及び第３レンズ系の焦点距離ｆ1 、ｆ3 の
（１／２．５）倍以上にするのが望ましい。これらのこ
とを総合すると、テレセントリック結像光学系が不等式 ｆ1 ／２．５＜−ｆ2 ＜２・ｆ1 、 ｆ3 ／２．５＜−ｆ2 ＜２・ｆ3 を満足するように構成することが実用的である。
【００１５】なお、以上の説明では、第１及び第３レン
ズ系の焦点距離が等しいもの（ｆ1=ｆ3 ）として、基本
倍率を−１としたが，第１及び第３レンズの焦点距離ｆ
1 、ｆ3 を変えることによって基本倍率を−ｆ3 ／ｆ1
に設定することができることはいうまでもない。
ズ系の焦点距離が等しいもの（ｆ1=ｆ3 ）として、基本
倍率を−１としたが，第１及び第３レンズの焦点距離ｆ
1 、ｆ3 を変えることによって基本倍率を−ｆ3 ／ｆ1
に設定することができることはいうまでもない。
【００１６】請求項２の発明によれば、前記第２レンズ
系が複数のレンズで構成され、前記第２レンズ系が移動
されると同時に、前記第２レンズ系の焦点距離が変化す
る。そのため、第１及び第３レンズ系，物点ならびに像
点を固定しながら、結像倍率が変更される。
系が複数のレンズで構成され、前記第２レンズ系が移動
されると同時に、前記第２レンズ系の焦点距離が変化す
る。そのため、第１及び第３レンズ系，物点ならびに像
点を固定しながら、結像倍率が変更される。
【００１７】
Ａ．第１実施例 図１は、この発明にかかるテレセントリック結像光学系
の第１実施例を示す図である。このテレセントリック結
像光学系では、同図に示すように、第１ないし第３レン
ズ系１０，２０，３０が物体側（同図の左手）からこの
順序で配置されている。この第１レンズ系１０は２枚の
レンズ１１，１２を貼合わせたものであり、また第３レ
ンズ系３０も同様に２枚のレンズ３１，３２を貼合わせ
たものであり、両レンズ系１０，３０の焦点距離ｆ1 、
ｆ3 はともに１００である。一方、第２レンズ系２０は
３枚のレンズ２１〜２３を貼合わせたものであり、その
焦点距離ｆ2 は（−１００）である。
の第１実施例を示す図である。このテレセントリック結
像光学系では、同図に示すように、第１ないし第３レン
ズ系１０，２０，３０が物体側（同図の左手）からこの
順序で配置されている。この第１レンズ系１０は２枚の
レンズ１１，１２を貼合わせたものであり、また第３レ
ンズ系３０も同様に２枚のレンズ３１，３２を貼合わせ
たものであり、両レンズ系１０，３０の焦点距離ｆ1 、
ｆ3 はともに１００である。一方、第２レンズ系２０は
３枚のレンズ２１〜２３を貼合わせたものであり、その
焦点距離ｆ2 は（−１００）である。
【００１８】また、同図への図示が省略されているが、
このテレセントリック結像光学系にはレンズ駆動機構が
設けられており、このレンズ駆動機構によって光軸Ｚに
沿って第１ないし第３レンズ系１０，２０，３０が移動
されて、各レンズ系１０，２０，３０間のレンズ間隔が
調整される。この結果、この間隔調整により結像倍率の
変更が行われる。
このテレセントリック結像光学系にはレンズ駆動機構が
設けられており、このレンズ駆動機構によって光軸Ｚに
沿って第１ないし第３レンズ系１０，２０，３０が移動
されて、各レンズ系１０，２０，３０間のレンズ間隔が
調整される。この結果、この間隔調整により結像倍率の
変更が行われる。
【００１９】表２及び表３は、この第１実施例にかかる
テレセントリック結像光学系のレンズデータを示す表で
ある。
テレセントリック結像光学系のレンズデータを示す表で
ある。
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】これらの表（及び後で説明する表）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、 ｄi ・・・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Ｚ上のレンズ面間距離、 ｎd ・・・各レンズのｄ線に対する屈折率、 νd ・・・各レンズのアッベ数、 ＦNO・・・テレセントリック結像光学系の実効Ｆナンバ
ー、 ｈMAX ・・最大物高 を示すものである。なお、この第１実施例において、結
像倍率が（−１）のときの、開口数は０．０５であり、
物像間距離は５１３である。
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、 ｄi ・・・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Ｚ上のレンズ面間距離、 ｎd ・・・各レンズのｄ線に対する屈折率、 νd ・・・各レンズのアッベ数、 ＦNO・・・テレセントリック結像光学系の実効Ｆナンバ
ー、 ｈMAX ・・最大物高 を示すものである。なお、この第１実施例において、結
像倍率が（−１）のときの、開口数は０．０５であり、
物像間距離は５１３である。
【００２３】図２ないし図４は、それぞれ結像倍率が−
０．５倍，−１倍，−２．０倍であるときの第１実施例
にかかるテレセントリック結像光学系の諸収差を示す。
各図（及び後で説明する図６〜８、図１０〜１２、図１
４〜１６、図１８〜２０、図２２〜図２４、図２６〜図
２８）において、符号Ｃ，ｄ，Ｆは、それぞれＣ線（６
５６．２７ｎｍ），ｄ線（５８７．５６ｎｍ），Ｆ線
（４８６．１３ｎｍ）の結果を示している。また、非点
収差及び歪曲収差はｄ線に対する結果であり、非点収差
図において実線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。
０．５倍，−１倍，−２．０倍であるときの第１実施例
にかかるテレセントリック結像光学系の諸収差を示す。
各図（及び後で説明する図６〜８、図１０〜１２、図１
４〜１６、図１８〜２０、図２２〜図２４、図２６〜図
２８）において、符号Ｃ，ｄ，Ｆは、それぞれＣ線（６
５６．２７ｎｍ），ｄ線（５８７．５６ｎｍ），Ｆ線
（４８６．１３ｎｍ）の結果を示している。また、非点
収差及び歪曲収差はｄ線に対する結果であり、非点収差
図において実線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。
【００２４】Ｂ．第２実施例 図５は、この発明にかかるテレセントリック結像光学系
の第２実施例を示す図である。このテレセントリック結
像光学系の構成は第１実施例と同一であるため、その説
明は省略する。なお、この第２実施例において、結像倍
率が（−１）のときの、開口数は０．０５であり、物像
間距離は５１３である。
の第２実施例を示す図である。このテレセントリック結
像光学系の構成は第１実施例と同一であるため、その説
明は省略する。なお、この第２実施例において、結像倍
率が（−１）のときの、開口数は０．０５であり、物像
間距離は５１３である。
【００２５】表４及び表５は、この第２実施例にかかる
テレセントリック結像光学系のレンズデータを示す表で
ある。
テレセントリック結像光学系のレンズデータを示す表で
ある。
【００２６】
【表４】
【００２７】
【表５】
【００２８】なお、この実施例では、第１及び第３レン
ズ系１０，３０及び物体位置は固定される一方、第２レ
ンズ系２０がレンズ駆動機構（図示せず）によって光軸
Ｚに沿って微小量だけ移動されて、各レンズ系１０，２
０，３０間のレンズ間隔が調整される。したがって、像
点はわずかに移動するが，その量はレンズの収差と同程
度であり、このテレセントリック結像光学系の焦点深度
を考慮すれば，実用上固定しても支障はない。
ズ系１０，３０及び物体位置は固定される一方、第２レ
ンズ系２０がレンズ駆動機構（図示せず）によって光軸
Ｚに沿って微小量だけ移動されて、各レンズ系１０，２
０，３０間のレンズ間隔が調整される。したがって、像
点はわずかに移動するが，その量はレンズの収差と同程
度であり、このテレセントリック結像光学系の焦点深度
を考慮すれば，実用上固定しても支障はない。
【００２９】図６ないし図８は、それぞれ結像倍率が−
０．９倍，−１倍，−１．１倍であるときの第２実施例
にかかる結像倍率の諸収差を示す。
０．９倍，−１倍，−１．１倍であるときの第２実施例
にかかる結像倍率の諸収差を示す。
【００３０】Ｃ．第３実施例 図９は、この発明にかかるテレセントリック結像光学系
の第３実施例を示す図である。このテレセントリック結
像光学系が第１実施例と大きく相違する点は、第２レン
ズ系２０が２枚のレンズ２１，２２を貼合わせた貼合わ
せレンズＬ１と２枚のレンズ２３，２４を貼合わせた貼
合わせレンズＬ２とで構成されている点と、第２レンズ
系２０がレンズ駆動機構（図示せず）によって光軸Ｚに
沿って移動すると同時に、貼合わせレンズＬ１，Ｌ２間
の間隔ｄ6 が変化して第２レンズ系２０の焦点距離が変
更される点である。こうして、物像間距離が一定に保た
れ、物点、像点並びに第１，第３レンズ系１０，３０の
位置を固定することができる。なお、この第３実施例に
おいて、結像倍率が（−１）のときの、開口数は０．０
５であり、物像間距離は５１３である。
の第３実施例を示す図である。このテレセントリック結
像光学系が第１実施例と大きく相違する点は、第２レン
ズ系２０が２枚のレンズ２１，２２を貼合わせた貼合わ
せレンズＬ１と２枚のレンズ２３，２４を貼合わせた貼
合わせレンズＬ２とで構成されている点と、第２レンズ
系２０がレンズ駆動機構（図示せず）によって光軸Ｚに
沿って移動すると同時に、貼合わせレンズＬ１，Ｌ２間
の間隔ｄ6 が変化して第２レンズ系２０の焦点距離が変
更される点である。こうして、物像間距離が一定に保た
れ、物点、像点並びに第１，第３レンズ系１０，３０の
位置を固定することができる。なお、この第３実施例に
おいて、結像倍率が（−１）のときの、開口数は０．０
５であり、物像間距離は５１３である。
【００３１】表６及び表７は、この第３実施例にかかる
テレセントリック結像光学系のレンズデータを示す表で
ある。
テレセントリック結像光学系のレンズデータを示す表で
ある。
【００３２】
【表６】
【００３３】
【表７】
【００３４】図１０ないし図１２は、それぞれ結像倍率
が−０．８倍，−１倍，−１．２５倍であるときの第３
実施例にかかるテレセントリック結像光学系の諸収差を
示す。
が−０．８倍，−１倍，−１．２５倍であるときの第３
実施例にかかるテレセントリック結像光学系の諸収差を
示す。
【００３５】Ｄ．第４実施例 図１３は、この発明にかかるテレセントリック結像光学
系の第４実施例を示す図である。このテレセントリック
結像光学系が第１実施例（図１）と大きく相違する点
は、第１実施例では第１及び第３レンズ系１０，３０は
それぞれ２枚のレンズによって構成されているのに対
し、この第４実施例ではそれぞれ３枚のレンズで構成さ
れている点である。このように、正のパワーを有する第
１及び第３レンズ系１０，３０をそれぞれ３枚構成とす
ることによって、球面収差量を小さくして口径比を大き
くすることができる。なお、この第４実施例において、
結像倍率が（−１）のときの、開口数は０．０５５であ
り、物像間距離は５６４である。
系の第４実施例を示す図である。このテレセントリック
結像光学系が第１実施例（図１）と大きく相違する点
は、第１実施例では第１及び第３レンズ系１０，３０は
それぞれ２枚のレンズによって構成されているのに対
し、この第４実施例ではそれぞれ３枚のレンズで構成さ
れている点である。このように、正のパワーを有する第
１及び第３レンズ系１０，３０をそれぞれ３枚構成とす
ることによって、球面収差量を小さくして口径比を大き
くすることができる。なお、この第４実施例において、
結像倍率が（−１）のときの、開口数は０．０５５であ
り、物像間距離は５６４である。
【００３６】表８及び表９は、この第４実施例にかかる
テレセントリック結像光学系のレンズデータを示す表で
ある。
テレセントリック結像光学系のレンズデータを示す表で
ある。
【００３７】
【表８】
【００３８】
【表９】
【００３９】図１４ないし図１６は、それぞれ結像倍率
が−０．５倍，−１倍，−２倍であるときの第４実施例
にかかるテレセントリック結像光学系の諸収差を示す。
が−０．５倍，−１倍，−２倍であるときの第４実施例
にかかるテレセントリック結像光学系の諸収差を示す。
【００４０】Ｅ．第５実施例 図１７は、この発明にかかるテレセントリック結像光学
系の第５実施例を示す図である。このテレセントリック
結像光学系の特徴は、正のパワーを有する第１及び第３
レンズ系１０，３０がそれぞれダブレットＤ１及びＤ
２，Ｄ３及びＤ４の２群構成となっている点であり、画
面サイズが第１実施例に比べて大きくなっている。その
他の構成は第１実施例と同一である。なお、この第５実
施例において、結像倍率が（−１）のときの、開口数は
０．０６であり、物像間距離は５２２である。
系の第５実施例を示す図である。このテレセントリック
結像光学系の特徴は、正のパワーを有する第１及び第３
レンズ系１０，３０がそれぞれダブレットＤ１及びＤ
２，Ｄ３及びＤ４の２群構成となっている点であり、画
面サイズが第１実施例に比べて大きくなっている。その
他の構成は第１実施例と同一である。なお、この第５実
施例において、結像倍率が（−１）のときの、開口数は
０．０６であり、物像間距離は５２２である。
【００４１】表１０及び表１１は、この第５実施例にか
かるテレセントリック結像光学系のレンズデータを示す
表である。
かるテレセントリック結像光学系のレンズデータを示す
表である。
【００４２】
【表１０】
【００４３】
【表１１】
【００４４】図１８ないし図２０は、それぞれ結像倍率
が−０．５倍，−１倍，−２倍であるときの第５実施例
にかかるテレセントリック結像光学系の諸収差を示す。
が−０．５倍，−１倍，−２倍であるときの第５実施例
にかかるテレセントリック結像光学系の諸収差を示す。
【００４５】Ｆ．第６実施例 図２１は、この発明にかかるテレセントリック結像光学
系の第６実施例を示す図である。このテレセントリック
結像光学系のレンズ構成は第５実施例と同様であるが、
第２レンズ系２０の焦点距離ｆ2 が異なる。すなわち、
第５実施例では焦点距離ｆ2 は（−１００）であるのに
対し、第６実施例では（−１５０）となっている。その
ため、物像間距離が第５実施例より短くなっている。な
お、この第６実施例において、結像倍率が（−１）のと
きの、開口数は０．０６であり、物像間距離は４８５で
ある。
系の第６実施例を示す図である。このテレセントリック
結像光学系のレンズ構成は第５実施例と同様であるが、
第２レンズ系２０の焦点距離ｆ2 が異なる。すなわち、
第５実施例では焦点距離ｆ2 は（−１００）であるのに
対し、第６実施例では（−１５０）となっている。その
ため、物像間距離が第５実施例より短くなっている。な
お、この第６実施例において、結像倍率が（−１）のと
きの、開口数は０．０６であり、物像間距離は４８５で
ある。
【００４６】表１２及び表１３は、この第６実施例にか
かるテレセントリック結像光学系のレンズデータを示す
表である。
かるテレセントリック結像光学系のレンズデータを示す
表である。
【００４７】
【表１２】
【００４８】
【表１３】
【００４９】図２２ないし図２４は、それぞれ結像倍率
が−０．５倍，−１倍，−２倍であるときの第６実施例
にかかるテレセントリック結像光学系の諸収差を示す。
が−０．５倍，−１倍，−２倍であるときの第６実施例
にかかるテレセントリック結像光学系の諸収差を示す。
【００５０】Ｇ．第７実施例 図２５は、この発明にかかるテレセントリック結像光学
系の第７実施例を示す図である。このテレセントリック
結像光学系のレンズ構成は第１実施例と同様であるが、
第２レンズ系２０の焦点距離ｆ2 が異なる。すなわち、
第１実施例では焦点距離ｆ2 は（−１００）であるのに
対し、第７実施例では（−５０）となっている。そのた
め、変倍比が第１実施例より大きくなっている。なお、
この第７実施例において、結像倍率が（−１）のとき
の、開口数は０．０３５であり、物像間距離は６１８．
６である。
系の第７実施例を示す図である。このテレセントリック
結像光学系のレンズ構成は第１実施例と同様であるが、
第２レンズ系２０の焦点距離ｆ2 が異なる。すなわち、
第１実施例では焦点距離ｆ2 は（−１００）であるのに
対し、第７実施例では（−５０）となっている。そのた
め、変倍比が第１実施例より大きくなっている。なお、
この第７実施例において、結像倍率が（−１）のとき
の、開口数は０．０３５であり、物像間距離は６１８．
６である。
【００５１】表１４及び表１５は、この第７実施例にか
かるテレセントリック結像光学系のレンズデータを示す
表である。
かるテレセントリック結像光学系のレンズデータを示す
表である。
【００５２】
【表１４】
【００５３】
【表１５】
【００５４】図２６ないし図２８は、それぞれ結像倍率
が−０．２５倍，−１倍，−４倍であるときの第７実施
例にかかるテレセントリック結像光学系の諸収差を示
す。
が−０．２５倍，−１倍，−４倍であるときの第７実施
例にかかるテレセントリック結像光学系の諸収差を示
す。
【００５５】以上のように、この発明にかかるテレセン
トリック結像光学系によれば、変倍比を大きくすること
ができる。また、いずれの実施例においても、像面の平
坦性は良好であり、しかも画面サイズが大きくなってい
る。
トリック結像光学系によれば、変倍比を大きくすること
ができる。また、いずれの実施例においても、像面の平
坦性は良好であり、しかも画面サイズが大きくなってい
る。
【００５６】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、それぞれ正の焦点距離を有する第１及び第３レンズ
系の間に負の焦点距離を有する第２レンズ系が配置され
ている。そして、前記第１ないし第３レンズ系の焦点距
離をそれぞれｆ1 、ｆ2 、ｆ3 とするとき、次の不等式 ｆ1 ／２．５＜−ｆ2 ＜２・ｆ1 、 ｆ3 ／２．５＜−ｆ2 ＜２・ｆ3が満足されるととも
に、前記第１及び第２レンズ系の合成後側焦点と、前記
第３レンズ系の合成前側焦点とがほぼ一致しているの
で、大きな変倍比を有するテレセントリック結像光学系
が得られる。
ば、それぞれ正の焦点距離を有する第１及び第３レンズ
系の間に負の焦点距離を有する第２レンズ系が配置され
ている。そして、前記第１ないし第３レンズ系の焦点距
離をそれぞれｆ1 、ｆ2 、ｆ3 とするとき、次の不等式 ｆ1 ／２．５＜−ｆ2 ＜２・ｆ1 、 ｆ3 ／２．５＜−ｆ2 ＜２・ｆ3が満足されるととも
に、前記第１及び第２レンズ系の合成後側焦点と、前記
第３レンズ系の合成前側焦点とがほぼ一致しているの
で、大きな変倍比を有するテレセントリック結像光学系
が得られる。
【００５７】また、請求項２の発明によれば、前記第２
レンズ系が複数のレンズで構成されるとともに、前記第
２レンズ系を移動させると同時に、前記第２レンズ系の
焦点距離を変化させるようにしているので、物点、像点
並びに第１，第３レンズ系を移動させることなく、結像
倍率を変更することができる。
レンズ系が複数のレンズで構成されるとともに、前記第
２レンズ系を移動させると同時に、前記第２レンズ系の
焦点距離を変化させるようにしているので、物点、像点
並びに第１，第３レンズ系を移動させることなく、結像
倍率を変更することができる。
【図１】この発明に係るテレセントリック結像光学系の
第１実施例において、倍率が−１倍のときのレンズ構成
を示す構成図である。
第１実施例において、倍率が−１倍のときのレンズ構成
を示す構成図である。
【図２】第１実施例において結像倍率が−０．５倍のと
きの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
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実施例において結像倍率が−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。
球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
【図４】第１実施例において結像倍率が−２．０倍のと
きの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
きの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
【図５】この発明に係るテレセントリック結像光学系の
第２実施例において、倍率が−１倍のときのレンズ構成
を示す構成図である。
第２実施例において、倍率が−１倍のときのレンズ構成
を示す構成図である。
【図６】第２実施例において結像倍率が−０．９倍のと
きの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
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実施例において結像倍率が−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。
球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
【図８】第２実施例において結像倍率が−１．１倍のと
きの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
きの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
【図９】この発明に係るテレセントリック結像光学系の
第３実施例において、倍率が−１倍のときのレンズ構成
を示す構成図である。
第３実施例において、倍率が−１倍のときのレンズ構成
を示す構成図である。
【図１０】第３実施例において結像倍率が−０．８倍の
ときの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
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実施例において結像倍率が−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。
の球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
【図１２】第３実施例において結像倍率が−１．２５倍
のときの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図であ
る。
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】この発明に係るテレセントリック結像光学系
の第４実施例において、倍率が−１倍のときのレンズ構
成を示す構成図である。
の第４実施例において、倍率が−１倍のときのレンズ構
成を示す構成図である。
【図１４】第４実施例において結像倍率が−０．５倍の
ときの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
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実施例において結像倍率が−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。
の球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
【図１６】第４実施例において結像倍率が−２．０倍の
ときの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
ときの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
【図１７】この発明に係るテレセントリック結像光学系
の第５実施例において、倍率が−１倍のときのレンズ構
成を示す構成図である。
の第５実施例において、倍率が−１倍のときのレンズ構
成を示す構成図である。
【図１８】第５実施例において結像倍率が−０．５倍の
ときの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
ときの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
【図１９】第５実施例において結像倍率が−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。
の球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
【図２０】第５実施例において結像倍率が−２．０倍の
ときの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
ときの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
【図２１】この発明に係るテレセントリック結像光学系
の第６実施例において、倍率が−１倍のときのレンズ構
成を示す構成図である。
の第６実施例において、倍率が−１倍のときのレンズ構
成を示す構成図である。
【図２２】第６実施例において結像倍率が−０．５倍の
ときの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
ときの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
【図２３】第６実施例において結像倍率が−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。
の球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
【図２４】第６実施例において結像倍率が−２．０倍の
ときの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
ときの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
【図２５】この発明に係るテレセントリック結像光学系
の第７実施例において、倍率が−１倍のときのレンズ構
成を示す構成図である。
の第７実施例において、倍率が−１倍のときのレンズ構
成を示す構成図である。
【図２６】第７実施例において結像倍率が−０．２５倍
のときの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図であ
る。
のときの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図であ
る。
【図２７】第７実施例において結像倍率が−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。
の球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
【図２８】第７実施例において結像倍率が−４．０倍の
ときの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
ときの球面収差，非点収差，歪曲収差を示す図である。
１０ 第１レンズ系 ２０ 第２レンズ系 ３０ 第３レンズ系
Claims (2)
- 【請求項１】 それぞれ正の焦点距離を有する第１及び
第３レンズ系と、前記第１及び第３レンズ系の間に配置
された負の焦点距離を有する第２レンズ系とを備え、前
記第１及び第２レンズ系の間隔、並びに前記第２及び第
３レンズ系の間隔を変化させて結像倍率を変更するテレ
セントリック結像光学系であって、 前記第１ないし第３レンズ系の焦点距離をそれぞれｆ1
、ｆ2 、ｆ3 とするとき、次の不等式 ｆ1 ／２．５＜−ｆ2 ＜２・ｆ1 、 ｆ3 ／２．５＜−ｆ2 ＜２・ｆ3 を満足するとともに、 前記第１及び第２レンズ系の合成後側焦点と、前記第３
レンズ系の前側焦点とがほぼ一致することを特徴とする
テレセントリック結像光学系。 - 【請求項２】 前記第２レンズ系を複数のレンズで構成
するとともに、前記第２レンズ系を移動させると同時
に、前記第２レンズ系の焦点距離を変化させる機構を設
けた請求項１記載のテレセントリック結像光学系。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034280A JP2731481B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | テレセントリック結像光学系 |
| DE69300745T DE69300745T2 (de) | 1992-01-23 | 1993-01-21 | Telezentrisches optisches Abbildungssystem. |
| US08/007,329 US5414561A (en) | 1992-01-23 | 1993-01-21 | Telecentric imaging optical system |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034280A JP2731481B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | テレセントリック結像光学系 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05203874A JPH05203874A (ja) | 1993-08-13 |
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Family
ID=12409755
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|---|---|---|---|
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| JP3611146B2 (ja) * | 1995-12-27 | 2005-01-19 | 株式会社ニコン | 変倍テレセントリック光学系 |
| KR970048631A (ko) * | 1995-12-27 | 1997-07-29 | 쇼이찌로 요시다 | 변배(變倍) 텔레센트릭 광학계 |
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| JPH09288253A (ja) * | 1996-04-19 | 1997-11-04 | Nikon Corp | 双眼式立体シミュレータ |
| JPH09325273A (ja) * | 1996-06-06 | 1997-12-16 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡用ズーム撮像光学系 |
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| US6476962B1 (en) | 2001-04-24 | 2002-11-05 | Eastman Kodak Company | Multi-beam zoom lens for producing variable spot sizes for a laser printer |
| US7154676B2 (en) | 2002-03-01 | 2006-12-26 | Carl Zeiss Smt A.G. | Very-high aperture projection objective |
| JP2004012825A (ja) * | 2002-06-07 | 2004-01-15 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 投影光学系およびそれを用いた投影露光装置 |
| JP2004264714A (ja) * | 2003-03-04 | 2004-09-24 | Olympus Corp | 撮像光学系及び撮像光学系を用いた光学装置 |
| DE102004001481B4 (de) * | 2004-01-09 | 2006-12-28 | Hensoldt Ag | Zoom-Fernrohr |
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| CN113473900B (zh) | 2018-11-13 | 2024-09-24 | 恩斯派克特拉健康公司 | 用于生成深度剖面的方法和系统 |
| CN113484998B (zh) * | 2021-06-30 | 2023-03-24 | 江西晶浩光学有限公司 | 光学系统和具有其的取像模组、电子装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4637690A (en) * | 1981-04-06 | 1987-01-20 | Konishiroku Photo Industry Co., Ltd. | Telecentric zoom lens system |
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- 1993-01-21 DE DE69300745T patent/DE69300745T2/de not_active Expired - Fee Related
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