JP5349938B2 - ズームレンズ - Google Patents
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Description
本発明は、拡大側に負レンズ群を有するズームレンズに関する発明である。
液晶プロジェクター等の画像投射装置では、短距離で大きな画像を投射するために、広い画角を持つ光学系が求められている。その一方で、投影光学系の最終面と液晶パネル等の画像表示素子との間に色合成光学系（プリズム等）などを配置するために、比較的長いバックフォーカスを持つ光学系が求められている。
また、一眼レフカメラ用の交換レンズなどについても、広画角仕様で、且つレンズの後側（撮像素子側、フィルム面側）に、ミラーボックスなどを配置するスペースが必要なため、焦点距離に比して長いバック長が求められている。
そのため、このような光学系としては、拡大側に負、縮小側に正の屈折力を配置した所謂レトロフォーカスタイプの光学系が用いられており、その屈折力の配置が非対称であるために歪曲収差、倍率色収差などの補正が困難である。
近年、画像投射装置に用いられる画像表示素子や、一眼レフカメラに用いられる撮像素子の高画素化が急速に進んでいるため、光学系に対しても全変倍領域に渡って高い光学性能が要求されている。特に画像のゆがみである歪曲収差や、白色光源における色にじみや像の解像感に影響を与える色収差などを良好に補正することが重要になってきている。
そこで、特許文献１、２では負の屈折力を有するレンズ群が先行する所謂レトロフォーカス型光学系の第１負レンズ群の凹レンズに大きな異常分散性を持った素子を配置することで倍率色収差を低減した例が開示されている。
また、特許文献３では、負の屈折力を有するレンズ群が先行する所謂レトロフォーカス型の光学系の第１負レンズ群に、部分分散特性について標準線θ＝−０．００１６８２＊ｖｄ＋０．６４３８より上側の特性を有する凹レンズを配置した例が開示されている。
特開２００７−１６３９６４号公報
特開２００７−２６４６００号公報
特開２００７−１７８８９４号公報
特許文献１、２の構成では、大きな異常分散性を有する材料を小さい負の屈折力で作用させて、広角域周辺部のｇ線倍率色収差を補正している。しかしながら、デジタル撮像装置で得られた画像を大きく引き伸ばしたり、画像投射装置でスクリーン上に画像を大きく投射したりすることを考えれば、さらなる色収差の低減が求められる。そこで、色収差を補正するために、異常分散材料からなる素子の屈折力をあげて色収差を強く補正すると、素子形状が両凹形状になってしまうため、歪曲収差を良好に補正しにくくなってしまう。
また、特許文献３については、負レンズの異常分散特性およびその負レンズの屈折力が不足しているため２次の色収差の補正効果が十分に得られておらず、広角端画像周辺部のｇ線倍率色収差補正するには限界があった。
そこで、本発明の目的は、広画角なレトロフォーカスズームレンズにおいても、光学系が大型化することなく、広角域の歪曲および倍率色収差の両者を良好に低減することが可能なズームレンズ、及び光学機器を提供することである。
本発明のズームレンズは、拡大側から順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、複数のレンズ群を含み全体として正の屈折力を持つ後続レンズ群を有し、変倍に際して、複数のレンズ群が移動することにより、隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
前記第１レンズ群は負の屈折力を有する第１レンズを有しており、
前記第１レンズの拡大側および縮小側の曲率半径をそれぞれＲ１、Ｒ２、前記第１レンズのｇ線とＦ線における部分分散比をθｇＦＮＬ、前記第１レンズのアッベ数をｖｄＮＬ、前記第１レンズの焦点距離をｆＮＬ、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとし、
ΔθｇＦＮＬ＝θｇＦＮＬ−（−０．００１６８２＊ｖｄＮＬ＋０．６４３８）とするとき、
０．７９＜θｇＦＮＬ−（１．０＊１０−４＊ｖｄＮＬ ２−９．１＊１０−３＊ｖｄＮＬ）＜１．００
１．５＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜１０．０
０．０００５＜｜（ΔθｇＦＮＬ・ｆｗ）／（ｖｄＮＬ・ｆＮＬ）｜＜０．００２０
なる条件を満足することを特徴としている。
前記第１レンズ群は負の屈折力を有する第１レンズを有しており、
前記第１レンズの拡大側および縮小側の曲率半径をそれぞれＲ１、Ｒ２、前記第１レンズのｇ線とＦ線における部分分散比をθｇＦＮＬ、前記第１レンズのアッベ数をｖｄＮＬ、前記第１レンズの焦点距離をｆＮＬ、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとし、
ΔθｇＦＮＬ＝θｇＦＮＬ−（−０．００１６８２＊ｖｄＮＬ＋０．６４３８）とするとき、
０．７９＜θｇＦＮＬ−（１．０＊１０−４＊ｖｄＮＬ ２−９．１＊１０−３＊ｖｄＮＬ）＜１．００
１．５＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜１０．０
０．０００５＜｜（ΔθｇＦＮＬ・ｆｗ）／（ｖｄＮＬ・ｆＮＬ）｜＜０．００２０
なる条件を満足することを特徴としている。
本発明によれば、レトロフォーカスタイプの広い画角を持つ光学系においても、歪曲収差と倍率色収差の両者を良好に低減することができるズームレンズを提供することができる。
以下に、本発明のズームレンズ（撮像装置、画像投射装置等の光学機器）の好ましい実施の形態を、添付の図面を用いて詳細に説明する。
尚、ここで撮像装置とは、ＣＣＤ等のように被写体の像（光）を光電変換することによって電気信号に変換する撮像素子と、その撮像素子上（ＣＣＤ上）に被写体の像を結ぶためのズームレンズとを備える装置のことである。また、ここで画像投射装置とは、液晶パネルや微小ミラーを複数配置したマイクロミラーデバイス等の画像表示素子からの光（画像光）を、スクリーン等の被投射面に対して投射するズームレンズとを備える。つまり、ズームレンズは、画像表示素子と被投射面とを共役な関係（画像表示素子の像を被投射面上に結ぶ関係）にしている。
また、上述の撮像装置においては、縮小側（縮小共役側、共役長が短い側）とは、撮像素子側（ＣＣＤ側）であり、拡大側とは、被写体側（拡大共役側、共役長が長い側、物体側）のことである。また、画像投射装置においては、縮小側は画像表示素子側（液晶パネル側、ＬＣＤ側）であり、拡大側はスクリーン等の被投射面側（光を進行する方向）である。
また実施形態１〜３全てのズームレンズは、変倍時に少なくとも２以上のレンズ群を移動させることにより所望の変倍比を確保している。尚、広角端、望遠端とはズーミング用のレンズ群が機構上、光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
次に、本発明のズームレンズの好ましい実施形態について説明する。本発明のズームレンズは、拡大側から順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、複数のレンズ群を含み全体として正の屈折力を持つ後続レンズ群とを有する。ここで、後続レンズ群とは、後述する実施例１においては、第３レンズ群、第４レンズ群、第５レンズ群、６レンズ群を、第２、３実施例においては、第３レンズ群、４レンズ群を指す。また、これらのレンズ群の中の複数のレンズ群が、変倍時（ズーミング時）に光軸方向に移動する。また、最も拡大側（拡大共役側、物体側、被照明面側）に配置された負の屈折力の第１レンズ群は、変倍のためには移動せず、合焦のために移動する。
このようなズームレンズにおいて、第１レンズ群が、負の屈折力を有する第１レンズ（１枚でも複数でも構わない）を有しており、その第１レンズが以下の条件式（１）、（２）、（３）を満足する（固体材料から構成されている）ことが特徴である。
０．７９＜θｇＦＮＬ−（１．０＊１０−４＊ｖｄＮＬ ２−９．１＊１０−３＊ｖｄＮＬ）＜１．００・・・（１）
１．５＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜１０．０・・・（２）
０．０００５＜｜（ΔθｇＦＮＬ・ｆｗ）／（ｖｄＮＬ・ｆＮＬ）｜＜０．００２０・・・（３）
但し、ここでは、第１レンズのｇ線とＦ線における部分分散比をθｇＦＮＬ、第１レンズのアッベ数をｖｄＮＬ、第１レンズの屈折率をＮＮＬ、第１レンズの焦点距離をｆＮＬ 、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとしている。また、ΔθｇＦＮＬは、ΔθｇＦＮＬ＝θｇＦＮＬ−（−０．００１６８２＊ｖｄＮＬ＋０．６４３８）で定義するものとし、第１レンズの拡大側および縮小側の曲率半径をそれぞれＲ１、Ｒ２としている。
０．７９＜θｇＦＮＬ−（１．０＊１０−４＊ｖｄＮＬ ２−９．１＊１０−３＊ｖｄＮＬ）＜１．００・・・（１）
１．５＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜１０．０・・・（２）
０．０００５＜｜（ΔθｇＦＮＬ・ｆｗ）／（ｖｄＮＬ・ｆＮＬ）｜＜０．００２０・・・（３）
但し、ここでは、第１レンズのｇ線とＦ線における部分分散比をθｇＦＮＬ、第１レンズのアッベ数をｖｄＮＬ、第１レンズの屈折率をＮＮＬ、第１レンズの焦点距離をｆＮＬ 、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとしている。また、ΔθｇＦＮＬは、ΔθｇＦＮＬ＝θｇＦＮＬ−（−０．００１６８２＊ｖｄＮＬ＋０．６４３８）で定義するものとし、第１レンズの拡大側および縮小側の曲率半径をそれぞれＲ１、Ｒ２としている。
尚、第１レンズのアッベ数νｄ（ここではｖｄＮＬ）、θｇＦ（ここではθｇＦＮＬ）の定義は一般に用いられるものと同じであり、ｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線に対する屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとするとき、それぞれ次式で表される。
νｄ ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
また、本発明において固体材料とは、光学系を使用する状態で固体の材料を指し、製造時などの光学系を使用する前での状態を言及したものではない。例えば、製造時には液体材料であっても、それを硬化させて固体材料としたものは、本発明でいう固体材料に該当する。
νｄ ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
また、本発明において固体材料とは、光学系を使用する状態で固体の材料を指し、製造時などの光学系を使用する前での状態を言及したものではない。例えば、製造時には液体材料であっても、それを硬化させて固体材料としたものは、本発明でいう固体材料に該当する。
上述の条件式（１）は、第１レンズ（固体材料）のアッベ数と部分分散比との関係を規定したものであり、上限、下限のどちらを超えると、第１レンズの異常分散性が過剰或いは不足となってしまうため、２次の色収差の補正が困難になってしまう。
さらに望ましくは、以下の条件式（１ａ）を満足することで、短波長域の倍率色収差を良好に低減したズームレンズを実現できる。
０．７９＜θｇＦＮＬ−（１．０＊１０ −４ ＊ｖｄＮＬ ２−９．１＊１０ −３ ＊ｖｄＮＬ）＜０．９５・・・（１ａ）
また、条件式（２）は、第１レンズの形状を規定したものであって、下限を超えると拡大側面の曲率半径が小さくなって歪曲収差の補正が困難となる。逆に上限を超えると、固体材料に与えられる屈折力が小さくなってしまい、２次の色収差の補正力が低下してしまう。
０．７９＜θｇＦＮＬ−（１．０＊１０ −４ ＊ｖｄＮＬ ２−９．１＊１０ −３ ＊ｖｄＮＬ）＜０．９５・・・（１ａ）
また、条件式（２）は、第１レンズの形状を規定したものであって、下限を超えると拡大側面の曲率半径が小さくなって歪曲収差の補正が困難となる。逆に上限を超えると、固体材料に与えられる屈折力が小さくなってしまい、２次の色収差の補正力が低下してしまう。
ここで、さらに望ましくは、以下の条件式（２ａ）を満足すると、歪曲および２次の色収差が良好に低減されたズームレンズを実現できる。
２．６＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜７．０・・・（２ａ）
また、条件式（３）は、第１レンズが２次の色収差を低減する能力を規定した条件式である。ここでは、異常分散性だけではなく、高分散性、および第１レンズの屈折力の関係を規定している。この条件式（３）の下限を超えると、第１レンズによる２次の色収差の補正が不足してしまい、広角域周辺部の色にじみが残ってしまう。逆に上限を超えると、色収差に関して補正過剰となってしまうため好ましくない。
２．６＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜７．０・・・（２ａ）
また、条件式（３）は、第１レンズが２次の色収差を低減する能力を規定した条件式である。ここでは、異常分散性だけではなく、高分散性、および第１レンズの屈折力の関係を規定している。この条件式（３）の下限を超えると、第１レンズによる２次の色収差の補正が不足してしまい、広角域周辺部の色にじみが残ってしまう。逆に上限を超えると、色収差に関して補正過剰となってしまうため好ましくない。
ここで、さらに望ましくは、以下の条件式（３ａ）を満足すると、２次の色収差が良好に補正されたズームレンズを得ることができる。
０．０００５＜｜（ΔθｇＦＮＬ・ｆｗ）／（ｖｄＮＬ・ｆＮＬ）｜＜０．００１５・・・（３ａ）
更に、本発明のズームレンズにおいて、第１レンズのアッベ数ｖｄＮＬが、
１０．０＜ｖｄＮＬ＜２３．５・・・（４）
なる条件式を満足すると尚好ましい。
０．０００５＜｜（ΔθｇＦＮＬ・ｆｗ）／（ｖｄＮＬ・ｆＮＬ）｜＜０．００１５・・・（３ａ）
更に、本発明のズームレンズにおいて、第１レンズのアッベ数ｖｄＮＬが、
１０．０＜ｖｄＮＬ＜２３．５・・・（４）
なる条件式を満足すると尚好ましい。
この条件式（４）の下限を超えると、第１レンズ群による１次の色消しが困難になってしまう。逆に上限を超えると、広角域近辺の短波長域における倍率色収差の補正が困難になってしまう。
この第１レンズのアッベ数ｖｄＮＬは、さらに望ましくは、以下の条件式（４ａ）を満足すると、より良好な１次の色収差の補正を行うことができる。
１４．０＜ｖｄＮＬ＜２３．５・・・（４ａ）
更に、本発明のズームレンズにおいて、第１レンズに最も近接して配置される正レンズのアッベ数をｖｐとするとき、
１０．０＜ｖｐ＜３８．０・・・（５）
なる条件式を満足すると更に好ましい。
１４．０＜ｖｄＮＬ＜２３．５・・・（４ａ）
更に、本発明のズームレンズにおいて、第１レンズに最も近接して配置される正レンズのアッベ数をｖｐとするとき、
１０．０＜ｖｐ＜３８．０・・・（５）
なる条件式を満足すると更に好ましい。
この条件式（５）は、高分散固体材料によって発生する１次の色収差を良好に低減するための式であって、上限、下限のいずれかを超えると色収差を過剰に補正してしまったり、色収差の補正が不足してしまったりするため好ましくない。
ここで、正レンズのアッベ数ｖｐは、更に好ましくは、
１８．５＜ｖｐ＜３８．０・・・（５ａ）
を満足すると、更に良好な効果が得られる。
１８．５＜ｖｐ＜３８．０・・・（５ａ）
を満足すると、更に良好な効果が得られる。
また、このズームレンズにおいて、第１レンズの屈折率ＮＮＬが、
１．７０＜ＮＮＬ＜２．３０・・・（６）
なる条件式を満足することが望ましい。
１．７０＜ＮＮＬ＜２．３０・・・（６）
なる条件式を満足することが望ましい。
この条件式（６）は第１レンズの屈折率を規定したものであって、下限を超えると、強い屈折力を持つ第１レンズで発生する歪曲収差が大きくなってしまうだけではなく、倍率色収差が大きくなってしまう。逆に上限を超えると、ペッツバール和などが大きくなって像面湾曲の低減が難しくなる。
この第１レンズの屈折率ＮＮＬは、さらに望ましくは、
１．７５＜ＮＮＬ＜２．００・・・（６ａ）
を満足すると、歪曲収差を含めた諸収差を良好に低減したズームレンズを達成することができる。
１．７５＜ＮＮＬ＜２．００・・・（６ａ）
を満足すると、歪曲収差を含めた諸収差を良好に低減したズームレンズを達成することができる。
図１は、本発明の実施例１のズームレンズにかかわるレンズ断面図であり、詳細な光学データは以下に数値実施例１として記載した。この実施例１のズームレンズは、本発明のズームレンズを画像投射装置等に用いる投射光学系（投影光学系）に適用した例である（勿論、撮影光学系に適用しても構わない）。
実施例１のズームレンズは、拡大側より順に、負の屈折力の第１群（第１レンズ群）Ｌ１、正の屈折力の第２群Ｌ２、正の屈折力の第３群Ｌ３、負の屈折力の第４群Ｌ４、正の屈折力の第５群Ｌ５、正の屈折力の第６群Ｌ６から構成されている。ここで、第１〜６群は、１枚以上のレンズ（或いは回折格子や、曲率を持つミラー）を有していれば足りる。
ここで、このズームレンズは、広角端から望遠端への変倍に際し、第１、６群以外の第２、３、４、５レンズ群が拡大側に移動させることによって、約１．７倍の変倍比を確保している。また、このズームレンズは、投影距離が変化した際等に行う合焦動作（フォーカシング）を行う際は、第１群を移動させている。
本実施例では第１群（負の屈折力の第１レンズ群）の最も拡大側に配置される負レンズ（負の第１レンズ）に高分散材（分散の大きな固体材料）を使用している。このように負レンズを高分散材料で構成することによって発生する１次の色収差を、第１群の正レンズを高分散材料で構成し、かつその正レンズに適切な屈折力を持たせることによって低減している。
通常、負レンズ群中の負レンズは低分散材料で構成することが多いが、本実施例ではあえて高分散材料（ｖｄ＝２３．０）で構成している。レトロフォーカス型の光学系においてこのように構成することによって、広角域の短波長側の倍率色収差をアンダー側に戻す作用が得られる。
この負の第１レンズの材料として異常分散性が高い材料（θｇＦ＝０．６４５４）を採用し、更にこの第１レンズに強い屈折力を与えることにより、広角域周辺部の２次の倍率色収差、特にｇ線の曲がりを補正することが可能となっている。この負の第１レンズに強い屈折力を持たせることができるため、その材料の屈折率も高くする（Ｎｄ＝１．７７）ことができ、歪曲収差の発生量を低減することができる。更に、この負の第１レンズは、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズとして、主に歪曲収差が大きく発生しないような形状としている。
この負の第１レンズを配置する位置は、なるべく絞り位置から遠い拡大側位置に配置することが好ましい。このような配置にすれば、軸上光線高が低く、かつ軸外光線高が高い位置に配置することができるため、軸上色収差にはほとんど（悪い）影響を与えずに倍率色収差を大きく補正することができる。
以下、図２を参照して、本発明の実施例２のズームレンズについて説明する。本実施形態も画像投射装置の投射光学系（投影光学系）に適用した例であり、この実施例２のズームレンズの詳細な光学データは以下に数値実施例２として記載した。
この実施例２のズームレンズは、拡大側より順に、負の屈折力の第１群Ｌ１、正の屈折力の第２群Ｌ２、正の屈折力の第３群Ｌ３、正の屈折力の第４群Ｌ４から構成されている。
ここで、このズームレンズは、広角端から望遠端への変倍に際し、第１、４群は移動せず、第２群が縮小側に、そして第３群が拡大側に移動させることによって、約１．５倍の変倍比を確保している。また、このズームレンズは、合焦動作（フォーカシング）を行う際には、第１群を移動させて行っている。
本実施例では、第１レンズ群の最も拡大側に配置される負レンズ（負の第１レンズ）に関し、実施例１と比較して、さらに異常分散性が高い材料（θｇＦ＝０．７２００）を採用すると共に、この第１レンズに強い屈折力を与えている。これにより、広角域周辺部の倍率色収差、特にｇ線の曲がりを抑える（小さくする）ことが可能となっている。
その他の構成等については、実施例１と同じなので詳細説明は省略する。
以下、図３を参照して、本発明の実施例３のズームレンズについて説明する。本実施例は、一眼レフカメラの光学系に適用した例である。この実施例３のズームレンズの詳細な光学データは以下に数値実施例３として記載した。
この実施例３のズームレンズは、拡大側（被写体側）より順に、負の屈折力の第１群Ｌ１、正の屈折力の第２群Ｌ２、正の屈折力の第３群Ｌ３、正の屈折力の第４群Ｌ４から構成されている。
ここで、このズームレンズは、広角端から望遠端への変倍に際し、第１群は固定として、第２、３、４群を拡大側に移動させている。
この実施例３では、第１群の最も拡大側に配置される負レンズ（負の第１レンズ）の材料として、実施例１と比較して高分散材料（ｖｄ＝１７．４）を採用している。これにより、レトロフォーカス型の光学系において発生する広角域における短波長側の倍率色収差を良好に低減することができている。加えて、負の第１レンズの材料として異常分散性が高い材料（θｇＦ＝０．６７８０）を採用すると共に、この第１レンズに強い屈折力を与えることにより、広角域周辺部の倍率色収差、特にｇ線の曲がりを小さくする（低減する）ことが可能となっている。
また、実施例２と同様に、第１レンズが強い屈折力を持つため、第１レンズの材料として更に屈折率が高い材料（Ｎｄ＝１．９４）を使用することができるため、歪曲収差の発生を低減しやすくなる。更に、この第１レンズを、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状の凹レンズとして、主に歪曲収差が大きく発生しないような形状としている。
その他特に記載しない点については、実施例１と同様である。
以下に、実施例１、２、３のズームレンズの詳細な光学データを示す。ｉは物体側からの面の順序を示し、Ｒｉはレンズ面の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間のレンズ肉厚および空気間隔、Ｎｉ、νｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を表す。また、θｇＦｉは、ｇＦ線間の部分分散比を表している。
また、最も像側に配置されるガラスブロックＧＢは色合成プリズムなどに相当する。また、ｋ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは非球面係数である。
非球面形状は光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を、面頂点を基準にしてｘとするとき以下の式で定義される。
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２｝１／２］
＋Ａｈ４＋Ｂｈ６＋Ｃｈ８＋Ｄｈ１０＋Ｅｈ１２
但し、ここでＲは曲率半径である。
非球面形状は光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を、面頂点を基準にしてｘとするとき以下の式で定義される。
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２｝１／２］
＋Ａｈ４＋Ｂｈ６＋Ｃｈ８＋Ｄｈ１０＋Ｅｈ１２
但し、ここでＲは曲率半径である。
数値実施例１
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径 θgF
1 36.488 2.20 1.77071 23.0 39.95 0.6454
2 20.469 8.00 33.77
3* 115.181 3.15 1.52996 55.8 33.45
4* 34.800 13.50 31.52
5 -25.476 2.00 1.61800 63.3 30.21
6 562.594 1.06 33.03
7 -206.077 3.45 1.83400 37.2 33.13
8 -51.759 (可変) 33.71
9 182.413 4.50 1.83400 37.2 36.58
10 -78.126 (可変) 36.68
11 59.217 3.34 1.74400 44.8 32.67
12 551.067 10.01 32.29
13(絞り) ∞ (可変) 28.21
14 -38.926 1.40 1.78472 25.7 24.48
15 -96.081 (可変) 25.25
16 2335.057 1.50 1.83400 37.2 26.96
17 32.535 5.15 1.48749 70.2 27.77
18 -718.589 0.15 28.75
19 55.936 7.67 1.49700 81.5 30.77
20 -40.604 0.15 31.67
21* -107.080 3.30 1.52996 55.8 31.98
22* -65.137 (可変) 32.66
23 63.791 3.89 1.48749 70.2 33.49
24 -396.361 10.39 33.33
25 ∞ 21.00 1.80518 25.4 50.00
26 ∞ 0.00 50.00
27 ∞ 32.76 1.51633 64.1 50.00
28 ∞ 0.69 50.00
像面
非球面データ
第3面
K =-8.65288e-001 A 4= 1.28924e-005 A 6=-3.94860e-009 A 8=-7.22686e-011 A10= 3.69112e-013 A12=-4.71641e-016
第4面
K =-4.32910e+000 A 4= 1.43210e-005 A 6=-1.68708e-008 A 8=-1.95022e-010 A10= 9.25691e-013 A12=-1.57298e-015
第21面
K =-6.58661e+001 A 4=-1.24322e-005 A 6= 5.55313e-009 A 8= 4.47719e-011 A10=-1.98987e-013 A12= 4.07545e-016
第22面
K =-7.91329e+000 A 4=-6.99790e-006 A 6=-8.35022e-009 A 8= 7.83919e-011 A10=-2.47077e-013 A12= 4.10172e-016
各種データ
ズーム比 1.66
広角 中間 望遠
焦点距離 21.74 29.72 36.01
Fナンバー 1.85 2.25 2.45
画角 29.30 22.32 18.72
像高 12.20 12.20 12.20
レンズ全長 209.70 209.69 209.69
BF 0.69 0.69 0.69
d 8 6.79 2.23 1.49
d10 37.19 17.77 0.90
d13 19.40 28.74 31.61
d15 6.41 2.16 2.95
d22 0.65 19.54 33.48
入射瞳位置 31.22 28.17 24.83
射出瞳位置 -318.06 -1895.70 649.15
前側主点位置 51.48 57.42 62.84
後側主点位置 -21.05 -29.03 -35.32
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -23.00 33.37 10.06 -17.84
2 9 66.11 4.50 1.73 -0.74
3 11 88.92 13.34 -0.23 -12.14
4 14 -84.30 1.40 -0.54 -1.33
5 16 64.45 17.92 12.58 1.37
6 23 113.03 68.04 0.36 -45.89
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -64.34
2 3 -95.39
3 5 -39.39
4 7 82.04
5 9 66.11
6 11 88.92
7 14 -84.30
8 16 -39.57
9 17 63.99
10 19 48.62
11 21 305.46
12 23 113.03
13 25 0.00
14 27 0.00
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径 θgF
1 36.488 2.20 1.77071 23.0 39.95 0.6454
2 20.469 8.00 33.77
3* 115.181 3.15 1.52996 55.8 33.45
4* 34.800 13.50 31.52
5 -25.476 2.00 1.61800 63.3 30.21
6 562.594 1.06 33.03
7 -206.077 3.45 1.83400 37.2 33.13
8 -51.759 (可変) 33.71
9 182.413 4.50 1.83400 37.2 36.58
10 -78.126 (可変) 36.68
11 59.217 3.34 1.74400 44.8 32.67
12 551.067 10.01 32.29
13(絞り) ∞ (可変) 28.21
14 -38.926 1.40 1.78472 25.7 24.48
15 -96.081 (可変) 25.25
16 2335.057 1.50 1.83400 37.2 26.96
17 32.535 5.15 1.48749 70.2 27.77
18 -718.589 0.15 28.75
19 55.936 7.67 1.49700 81.5 30.77
20 -40.604 0.15 31.67
21* -107.080 3.30 1.52996 55.8 31.98
22* -65.137 (可変) 32.66
23 63.791 3.89 1.48749 70.2 33.49
24 -396.361 10.39 33.33
25 ∞ 21.00 1.80518 25.4 50.00
26 ∞ 0.00 50.00
27 ∞ 32.76 1.51633 64.1 50.00
28 ∞ 0.69 50.00
像面
非球面データ
第3面
K =-8.65288e-001 A 4= 1.28924e-005 A 6=-3.94860e-009 A 8=-7.22686e-011 A10= 3.69112e-013 A12=-4.71641e-016
第4面
K =-4.32910e+000 A 4= 1.43210e-005 A 6=-1.68708e-008 A 8=-1.95022e-010 A10= 9.25691e-013 A12=-1.57298e-015
第21面
K =-6.58661e+001 A 4=-1.24322e-005 A 6= 5.55313e-009 A 8= 4.47719e-011 A10=-1.98987e-013 A12= 4.07545e-016
第22面
K =-7.91329e+000 A 4=-6.99790e-006 A 6=-8.35022e-009 A 8= 7.83919e-011 A10=-2.47077e-013 A12= 4.10172e-016
各種データ
ズーム比 1.66
広角 中間 望遠
焦点距離 21.74 29.72 36.01
Fナンバー 1.85 2.25 2.45
画角 29.30 22.32 18.72
像高 12.20 12.20 12.20
レンズ全長 209.70 209.69 209.69
BF 0.69 0.69 0.69
d 8 6.79 2.23 1.49
d10 37.19 17.77 0.90
d13 19.40 28.74 31.61
d15 6.41 2.16 2.95
d22 0.65 19.54 33.48
入射瞳位置 31.22 28.17 24.83
射出瞳位置 -318.06 -1895.70 649.15
前側主点位置 51.48 57.42 62.84
後側主点位置 -21.05 -29.03 -35.32
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -23.00 33.37 10.06 -17.84
2 9 66.11 4.50 1.73 -0.74
3 11 88.92 13.34 -0.23 -12.14
4 14 -84.30 1.40 -0.54 -1.33
5 16 64.45 17.92 12.58 1.37
6 23 113.03 68.04 0.36 -45.89
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -64.34
2 3 -95.39
3 5 -39.39
4 7 82.04
5 9 66.11
6 11 88.92
7 14 -84.30
8 16 -39.57
9 17 63.99
10 19 48.62
11 21 305.46
12 23 113.03
13 25 0.00
14 27 0.00
数値実施例２
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径 θgF
1 26.106 1.60 1.77071 23.0 32.29 0.7200
2 18.657 2.36 28.31
3* 22.504 1.50 1.52996 55.8 27.39
4* 13.337 9.35 23.92
5 -36.875 1.15 1.69680 55.5 23.09
6 44.474 (可変) 22.69
7 54.145 3.38 1.67270 32.2 23.14
8 -65.330 (可変) 23.08
9 30.655 3.32 1.80610 40.9 21.59
10 -244.196 18.13 21.40
11 -15.663 1.10 1.84666 23.9 15.20
12 189.518 0.46 17.35
13 50.081 7.22 1.48749 70.4 19.27
14 -16.560 0.75 21.08
15* -259.291 3.22 1.52996 55.8 22.43
16* -49.189 (可変) 23.31
17 38.631 3.57 1.69680 55.5 25.12
18 -465.014 4.05 25.04
19 ∞ 29.20 1.51633 64.1 50.00
20 ∞ 3.25 50.00
像面
非球面データ
第3面
K = 7.99282e-001 A 4=-2.12019e-005 A 6= 6.81666e-008 A 8= 1.22725e-010 A10= 4.36044e-013 A12=-4.56313e-015
第4面
K =-2.82404e-001 A 4=-2.94353e-005 A 6= 8.47590e-008 A 8=-5.65294e-010 A10= 1.30095e-011 A12=-4.53884e-014
第15面
K = 4.34185e+002 A 4=-3.92966e-006 A 6=-1.66777e-008 A 8=-1.33969e-010 A10=-1.56911e-013
第16面
K =-1.62848e-001 A 4= 1.11034e-005 A 6= 1.48498e-008 A 8=-1.94007e-010 A10= 1.68346e-012 A12=-8.58317e-015
各種データ
ズーム比 1.48
広角 中間 望遠
焦点距離 14.07 17.14 20.89
Fナンバー 1.74 1.90 2.09
画角 36.74 31.49 26.69
像高 10.50 10.50 10.50
レンズ全長 124.88 124.87 124.88
BF 3.25 3.25 3.25
d 6 2.17 3.20 4.52
d 8 28.51 19.07 9.13
d16 0.60 9.01 17.62
入射瞳位置 22.26 20.73 18.73
射出瞳位置 -442.42 971.93 257.30
前側主点位置 35.88 38.18 41.34
後側主点位置 -10.82 -13.90 -17.64
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -14.39 15.96 9.46 -3.83
2 7 44.52 3.38 0.93 -1.12
3 9 44.48 34.20 12.80 -30.57
4 17 51.34 36.82 0.16 -25.25
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -93.59
2 3 -65.49
3 5 -28.77
4 7 44.52
5 9 33.97
6 11 -17.05
7 13 26.47
8 15 113.94
9 17 51.34
10 19 0.00
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径 θgF
1 26.106 1.60 1.77071 23.0 32.29 0.7200
2 18.657 2.36 28.31
3* 22.504 1.50 1.52996 55.8 27.39
4* 13.337 9.35 23.92
5 -36.875 1.15 1.69680 55.5 23.09
6 44.474 (可変) 22.69
7 54.145 3.38 1.67270 32.2 23.14
8 -65.330 (可変) 23.08
9 30.655 3.32 1.80610 40.9 21.59
10 -244.196 18.13 21.40
11 -15.663 1.10 1.84666 23.9 15.20
12 189.518 0.46 17.35
13 50.081 7.22 1.48749 70.4 19.27
14 -16.560 0.75 21.08
15* -259.291 3.22 1.52996 55.8 22.43
16* -49.189 (可変) 23.31
17 38.631 3.57 1.69680 55.5 25.12
18 -465.014 4.05 25.04
19 ∞ 29.20 1.51633 64.1 50.00
20 ∞ 3.25 50.00
像面
非球面データ
第3面
K = 7.99282e-001 A 4=-2.12019e-005 A 6= 6.81666e-008 A 8= 1.22725e-010 A10= 4.36044e-013 A12=-4.56313e-015
第4面
K =-2.82404e-001 A 4=-2.94353e-005 A 6= 8.47590e-008 A 8=-5.65294e-010 A10= 1.30095e-011 A12=-4.53884e-014
第15面
K = 4.34185e+002 A 4=-3.92966e-006 A 6=-1.66777e-008 A 8=-1.33969e-010 A10=-1.56911e-013
第16面
K =-1.62848e-001 A 4= 1.11034e-005 A 6= 1.48498e-008 A 8=-1.94007e-010 A10= 1.68346e-012 A12=-8.58317e-015
各種データ
ズーム比 1.48
広角 中間 望遠
焦点距離 14.07 17.14 20.89
Fナンバー 1.74 1.90 2.09
画角 36.74 31.49 26.69
像高 10.50 10.50 10.50
レンズ全長 124.88 124.87 124.88
BF 3.25 3.25 3.25
d 6 2.17 3.20 4.52
d 8 28.51 19.07 9.13
d16 0.60 9.01 17.62
入射瞳位置 22.26 20.73 18.73
射出瞳位置 -442.42 971.93 257.30
前側主点位置 35.88 38.18 41.34
後側主点位置 -10.82 -13.90 -17.64
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -14.39 15.96 9.46 -3.83
2 7 44.52 3.38 0.93 -1.12
3 9 44.48 34.20 12.80 -30.57
4 17 51.34 36.82 0.16 -25.25
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -93.59
2 3 -65.49
3 5 -28.77
4 7 44.52
5 9 33.97
6 11 -17.05
7 13 26.47
8 15 113.94
9 17 51.34
10 19 0.00
数値実施例３
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径 θgF
1 48.323 3.20 1.94087 17.4 61.96 0.6780
2 30.415 7.48 50.21
3 55.054 3.50 1.58313 59.4 49.85
4* 17.571 8.79 38.34
5 72.184 5.78 1.69895 30.1 37.29
6 -138.453 1.80 1.49700 81.5 35.34
7 19.237 (可変) 26.39
8 133.204 2.86 1.78472 25.7 22.41
9 -66.568 1.64 21.67
10 -30.338 1.20 1.60311 60.6 20.64
11 40.136 0.20 19.04
12 24.159 4.37 1.56732 42.8 18.83
13 -44.037 9.14 18.35
14(絞り) ∞ (可変) 12.06
15 -16.186 1.00 1.83481 42.7 12.40
16 -24.701 0.20 13.13
17 21.486 3.42 1.59270 35.3 15.93
18 -80.316 0.20 16.35
19 89.520 1.00 1.83400 37.2 16.68
20 14.391 8.01 1.49700 81.5 17.21
21 -20.310 (可変) 19.00
22 -16.472 1.20 1.83400 37.2 19.51
23 -188.001 0.15 22.95
24 99.654 8.11 1.49700 81.5 25.35
25 -23.654 0.15 27.77
26 -143.782 5.00 1.58313 59.4 30.12
27* -36.236 (可変) 31.58
像面 ∞
非球面データ
第4面
K =-5.97928e-001 A 4=-9.56083e-006 A 6=-5.27977e-009 A 8=-5.43339e-012 A10=-2.31023e-014
第27面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.29830e-005 A 6= 9.98410e-009 A 8= 2.65587e-011 A10=-3.51774e-014
各種データ
ズーム比 1.20
広角 中間 望遠
焦点距離 20.00 22.00 24.00
Fナンバー 4.03 4.21 4.39
画角 47.3 44.5 42.0
像高 30.50 30.50 30.50
レンズ全長 150.12 150.12 150.12
BF 52.82 56.39 59.56
d 7 9.90 7.01 4.86
d14 7.17 6.12 4.66
d21 1.82 2.18 2.62
d27 52.82 56.39 59.56
入射瞳位置 26.40 26.08 25.82
射出瞳位置 -69.55 -63.95 -57.09
前側主点位置 43.13 44.06 44.88
後側主点位置 32.82 34.39 35.57
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -17.81 30.55 14.32 -7.81
2 8 52.98 19.41 4.47 -11.93
3 15 34.79 13.84 7.70 -1.43
4 22 542.03 14.61 139.89 176.26
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -95.50
2 3 -45.83
3 5 68.66
4 6 -33.86
5 8 56.92
6 10 -28.47
7 12 28.15
8 15 -59.42
9 17 28.96
10 19 -20.69
11 20 18.35
12 22 -21.72
13 24 39.32
14 26 81.68
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径 θgF
1 48.323 3.20 1.94087 17.4 61.96 0.6780
2 30.415 7.48 50.21
3 55.054 3.50 1.58313 59.4 49.85
4* 17.571 8.79 38.34
5 72.184 5.78 1.69895 30.1 37.29
6 -138.453 1.80 1.49700 81.5 35.34
7 19.237 (可変) 26.39
8 133.204 2.86 1.78472 25.7 22.41
9 -66.568 1.64 21.67
10 -30.338 1.20 1.60311 60.6 20.64
11 40.136 0.20 19.04
12 24.159 4.37 1.56732 42.8 18.83
13 -44.037 9.14 18.35
14(絞り) ∞ (可変) 12.06
15 -16.186 1.00 1.83481 42.7 12.40
16 -24.701 0.20 13.13
17 21.486 3.42 1.59270 35.3 15.93
18 -80.316 0.20 16.35
19 89.520 1.00 1.83400 37.2 16.68
20 14.391 8.01 1.49700 81.5 17.21
21 -20.310 (可変) 19.00
22 -16.472 1.20 1.83400 37.2 19.51
23 -188.001 0.15 22.95
24 99.654 8.11 1.49700 81.5 25.35
25 -23.654 0.15 27.77
26 -143.782 5.00 1.58313 59.4 30.12
27* -36.236 (可変) 31.58
像面 ∞
非球面データ
第4面
K =-5.97928e-001 A 4=-9.56083e-006 A 6=-5.27977e-009 A 8=-5.43339e-012 A10=-2.31023e-014
第27面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.29830e-005 A 6= 9.98410e-009 A 8= 2.65587e-011 A10=-3.51774e-014
各種データ
ズーム比 1.20
広角 中間 望遠
焦点距離 20.00 22.00 24.00
Fナンバー 4.03 4.21 4.39
画角 47.3 44.5 42.0
像高 30.50 30.50 30.50
レンズ全長 150.12 150.12 150.12
BF 52.82 56.39 59.56
d 7 9.90 7.01 4.86
d14 7.17 6.12 4.66
d21 1.82 2.18 2.62
d27 52.82 56.39 59.56
入射瞳位置 26.40 26.08 25.82
射出瞳位置 -69.55 -63.95 -57.09
前側主点位置 43.13 44.06 44.88
後側主点位置 32.82 34.39 35.57
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -17.81 30.55 14.32 -7.81
2 8 52.98 19.41 4.47 -11.93
3 15 34.79 13.84 7.70 -1.43
4 22 542.03 14.61 139.89 176.26
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -95.50
2 3 -45.83
3 5 68.66
4 6 -33.86
5 8 56.92
6 10 -28.47
7 12 28.15
8 15 -59.42
9 17 28.96
10 19 -20.69
11 20 18.35
12 22 -21.72
13 24 39.32
14 26 81.68
実施例１、２、３のズームレンズに関して、条件式（１）〜（６）の計算を行った結果を以下の表１に示す。
以上、具体的な実施例１、２、３について詳細に述べてきたが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは無く、本発明の要旨の範囲で種々の変形及び変更が可能であることは言うまでもない。例えば、実施例１の第４レンズ群と第５レンズ群を一つのレンズ群として移動させる、すなわち拡大側から順に、負、正、正、正、正の屈折力を有する５つのレンズ群から構成されたズームレンズであっても構わない。
以上の実施例１、２、３においては、撮像装置や画像投射装置等の光学機器についての説明は詳細には行っていないが、上記の実施例１、２、３のズームレンズをこれらの光学機器に適用することが可能である。
例えば、本発明の画像投射装置は、画像表示素子としての液晶パネルと、その液晶パネルからの光（画像光）を投射するようなズームレンズ（実施例１、２、３のいずれのズームレンズでも良い）を有していれば良い。ここで、光源からの光で液晶パネルを照明する照明光学系を持っていても良いし、更に、液晶パネルが複数ある場合においては、色分解合成光学系と持っていても良い。
また、本発明の撮像装置は、ＣＣＤ等の撮像素子（光電変換素子）と、その撮像素子の光入射面（光入射面上）に被写体の像を結ぶズームレンズ（実施例１、２、３のいずれのズームレンズでも良い）を有していれば良い。
Ｌ１ 第１群
Ｌ２ 第２群
Ｌ３ 第３群
Ｌ４ 第４群
Ｌ５ 第５群
Ｌ６ 第６群
ＩＰ 像面
ＳＰ 開口絞り
ＧＢ 硝子ブロック
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面
Ｌ２ 第２群
Ｌ３ 第３群
Ｌ４ 第４群
Ｌ５ 第５群
Ｌ６ 第６群
ＩＰ 像面
ＳＰ 開口絞り
ＧＢ 硝子ブロック
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面
Claims (10)
- 拡大側から順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、複数のレンズ群を含み全体として正の屈折力を持つ後続レンズ群を有し、変倍に際して、複数のレンズ群が移動することにより、隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
前記第１レンズ群は負の屈折力を有する第１レンズを有しており、
前記第１レンズの拡大側および縮小側の曲率半径をそれぞれＲ１、Ｒ２、前記第１レンズのｇ線とＦ線における部分分散比をθｇＦＮＬ、前記第１レンズのアッベ数をｖｄＮＬ、前記第１レンズの焦点距離をｆＮＬ、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離をｆｗとし、
ΔθｇＦＮＬ＝θｇＦＮＬ−（−０．００１６８２＊ｖｄＮＬ＋０．６４３８）
とするとき、
０．７９＜θｇＦＮＬ−（１．０＊１０−４＊ｖｄＮＬ ２−９．１＊１０−３＊ｖｄＮＬ）＜１．００
１．５＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜１０．０
０．０００５＜｜（ΔθｇＦＮＬ・ｆｗ）／（ｖｄＮＬ・ｆＮＬ）｜＜０．００２０
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - １０．０＜ｖｄＮＬ＜２３．５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。 - 前記第１レンズに最も近接して配置される正レンズのアッベ数をｖｐとしたとき、
１０．０＜ｖｐ＜３８．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。 - 前記第１レンズの屈折率をＮＮＬとするとき、
１．７０＜ＮＮＬ＜２．３０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のズームレンズ。 - 前記第１レンズは、前記ズームレンズを構成する複数のレンズの中で、最も拡大側に配置されたレンズであることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のズームレンズ。
- 前記後続レンズ群は、拡大側から順に配置された、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群より構成されることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載のズームレンズ。
- 前記後続レンズ群は、拡大側から順に配置された、正の屈折力の第３レンズ群と、負の屈折力の第４レンズ群と、正の屈折力の第５レンズ群と、正の屈折力の第６レンズ群より構成されることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載のズームレンズ。
- 撮像素子の光入射面に被写体の像を形成することを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載のズームレンズ。
- 画像表示素子からの光を被投射面に投射することを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載のズームレンズ。
- 請求項１乃至９いずれかに記載のズームレンズを備えることを特徴とする光学機器。
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