JP2008052174A - ズームレンズ - Google Patents

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Abstract

【課題】構成が簡単で高画質・高性能なズームレンズを提供する。
【解決手段】表示素子を拡大投影する拡大側から順に第1群から第6群とする6つの群からなるズームレンズにおいて、負の屈折力の第1群と、正の屈折力で変倍時に移動する第2群と、正の屈折力で変倍時に移動する第5群と、正の屈折力の第6群と、を備え、更に、正又は負の屈折力で変倍時に移動する第3群と絞りを有する負の屈折力の第4群と、又は、絞りを有し負の屈折力の第3群と正又は負の屈折力で変倍時に移動する第4群と、の何れかを備え、前記第6群は1枚の正レンズからなる。
【選択図】図1

Description

本発明は、ズームレンズに関する。
最近、会議でのプレゼンテーション、家庭でのデジタル放送、ホームシアター等で、DMD(Digital Micro−Mirror Device)や液晶デバイスを表示素子とした小型で高性能なプロジェクタが急速に普及しつつある。表示素子の小型化・高解像度化が進むに伴い、投影用ズームレンズ(以下、ズームレンズと称する。)にも小型化・高性能化が求められ、小型でありながら諸収差(倍率色収差等)が十分に補正されている必要があり、更に狭い室内で大画面を映し出すことができるように広角化が要求される場合もある。
例えば、DMDのミラーに反射した光をズームレンズを通してスクリーンなどの被投写体に拡大表示するDLP(Digital Light Processing)プロジェクタにおいて、プロジェクタの仕様等によって一概に言えないが、倍率色収差は少なくても1画素程度以内とすることを求められることが多く、現在の最も小さい画素は、約10μm程度である。また、DMD一枚を投影する所謂単板式DLPプロジェクタの場合は、軸上色収差を小さくすることが求められる。複数のDMDからの光を色合成して投影する、例えば、RGBの各色に対応するDMDを有する所謂3板式プロジェクタの場合、軸上色収差は各色に対応するDMDの位置を調整することによってある程度調整することができる。しかしながら、単板式の場合は、DMDの位置が決まっているため、ズームレンズの軸上色収差を小さくする必要がある。光学系のFナンバーにもよるが、F2.5のズームレンズでは、例えば、少なくとも40μm程度以下とすることが望まれている。
倍率色収差、軸上色収差以外の収差についても、DMDの小型化により、より高い性能がズームレンズに要求されている。
上記の様な要望に対して、以下のズームレンズがある。
まず、拡大側から順に、負の屈折力の第1群と、正の屈折力の第2群と、正の屈折力の第3群と、負の屈折力の第4群と、正又は負の屈折力の第5群と、正の屈折力の第6群と、の6成分を有する縮小側に略テレセントリックなズームレンズであって、望遠端から広角端への変倍時に第3群と第5群が拡大側から縮小側へ移動し、第4群に絞りを有するズームレンズがある(特許文献1参照)。
また、少なくとも6つの光学成分によって全系が構成され、光学成分のうち少なくとも4つが変倍の際に移動し、最も拡大側に近い光学成分が負の光学的パワーを有するズームレンズがある(特許文献2参照)。
特開2002−350727号公報 特開2001−235679号公報
表示素子にDMDを用いるズームレンズでは、DMDのON画素(光源からDMDに入射した光をズームレンズから射出してスクリーンに到達するように向きを変えたマイクロミラー)から出射した光(投影光)の一部が、DMDに近いレンズ群に配置されているレンズ面で反射され、この反射光がDMDのOFF画素(光源からDMDに入射した光をズームレンズから射出しない方向に向きを変えたマイクロミラー)で再び反射される場合がある。この様子を図37に示す。
図37(a)において、50は、表示素子であるDMD、52はDMD50の中のON画素、53はDMD50の中のOFF画素、55はプリズム、57はDMDからの光を反射するレンズ面、60はON画素からスクリーンに向かう光線、62はOFF画素からスクリーンに向かう光線を示している。プリズム55を介して表示素子50に入射する光は省略している。ON画素52に入射する光は、反射されスクリーン側に進む。この時、例えば、レンズ面57へ入射する光の一部が反射され、OFF画素53に入射し、再度反射され再びスクリーンに向かって進む。
図37で示す様に、OFF画素53からの反射光は、その反射角度によって、スクリーン上に画像を形成する本来の投影光に混ざってスクリーン上に到達することになる。従って、本来OFF画素に相当する位置であるので光が到達しないスクリーン上の位置に再反射した光が到達することが生じる(以下、この現象をON/OFFゴーストと称する。)。このON/OFFゴーストの発生は、本来スクリーン上の暗い場所が明るくなるため、スクリーン上の画像を観察している観察者にとっては好ましい画質とならない。特に、スクリーン上に投影される画像が暗いシーンの場合、ON/OFFゴーストはより視認しやすくなり好ましい画質とならない。
ON画素52より反射される光束がレンズ面57で反射されOFF画素に入射する様子を詳細に図37(b)に示す。図37(b)に示す70は、ON画素52の反射面とレンズ面57を介して共役の関係にある位置を示す。この共役関係にある位置70が画素、特にOFF画素53の反射面とが近い状態又は一致すると、OFF画素53に小さくて明るい光スポットが形成されることになる。この光スポットが明るい程、上述のON/OFFゴーストは、スクリーンを観察する観察者が容易に認識できるようになるため、スクリーン上の画像を形成する上で好ましくない。
しかしながら、特許文献1に記載のズームレンズは、DMDを搭載した単板式プロジェクタに好適なズームレンズとあるが、上述のON/OFFゴーストに対して考慮がされていない。ON/OFFゴーストを発生し難くする方法として、バックフォーカスBf(ズームレンズの縮小側のレンズ最終面の中心から光軸に対して垂直に配置される表示素子面までの光軸上の距離)を長くする方法があるが、レンズ群や第6群の縮小側に配置するTIR(全内部反射:Total Internal Reflection)型等のプリズムを大きくする必要があるため、ズームレンズを小型化することが困難となり、このズームレンズを有する投影装置であるプロジェクタも小型化することが困難となる。
特許文献2に記載のズームレンズは、6群構成のうち、4群を移動させる構成となっているが、上述のON/OFFゴーストに関する記述がない。また、移動群が多いため、構造が複雑で構造部品が多いため組み立てが容易でなくコストが増加する。
また、近年ホームシアターを用途とするズームレンズでは、画像状況に応じて絞り径を変化させる複雑な機構が必須となっており、これに対応するためには、絞りを備えているレンズ群が変倍動作によって動かない構成とすることが望まれている。
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、構成が簡単で高画質・高性能なズームレンズを提供することである。
上記の課題は、以下の構成により解決される。
1. 表示素子を拡大投影する拡大側から順に第1群から第6群とする6つの群からなるズームレンズにおいて、
負の屈折力の第1群と、正の屈折力で変倍時に移動する第2群と、正の屈折力で変倍時に移動する第5群と、正の屈折力の第6群と、を備え、
更に、正又は負の屈折力で変倍時に移動する第3群と絞りを有する負の屈折力の第4群と、又は、絞りを有し負の屈折力の第3群と正又は負の屈折力で変倍時に移動する第4群と、の何れかを備え、
前記第6群は1枚の正レンズからなり、以下の条件式を満たし、
1.35≦Bf/CR1×F≦2.00
但し、
Bf:第6群の正レンズの縮小側のレンズ面の中心から光軸に対して垂直に配置される表示素子面までの光軸上の距離
CR1:第6群の正レンズの拡大側の曲率半径
F:ズームレンズの最小F値
前記第3群が負の屈折力と絞りを有し且つ前記第4群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合は前記第4群及び前記第5群を構成する正レンズのうち少なくとも1枚が、前記第4群が負の屈折力と絞りを有し且つ前記第3群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合は前記第5群を構成する正レンズのうち少なくとも1枚が、以下の条件式を満たす材料からなり、
nd>1.58
νd>59
但し、
nd:d線(波長587.56nm)に対する屈折率
νd:d線(波長587.56nm)に対するアッベ数
更に、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
1.70≦fxw/fw≦4.80
但し、
fxw:第3群が負の屈折力と絞りを有し且つ第4群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合はズームレンズを広角端とした際の第4群及び第5群からなる合成の焦点距離、第4群が負の屈折力と絞りを有し且つ第3群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合は第5群の焦点距離
fw:ズームレンズを広角端とした場合の焦点距離
2. 以下の条件式を満足することを特徴とする1に記載のズームレンズ。
1.70≦fxt/ft≦3.70
但し、
fxt:第3群が負の屈折力と絞りを有し且つ第4群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合はズームレンズを望遠端とした際の第4群及び第5群からなる合成の焦点距離、第4群が負の屈折力と絞りを有し且つ第3群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合は第5群の焦点距離
ft:ズームレンズを望遠端とした場合の焦点距離
3. 前記第6群の正レンズは、以下の条件式を満たす材料からなることを特徴とする1又は2に記載のズームレンズ。
nd>1.60
但し、
nd:d線(波長587.56nm)に対する屈折率
4. 前記第6群の正レンズは、以下の条件式を満たす材料からなることを特徴とする1又は2に記載のズームレンズ。
nd>1.68
但し、
nd:d線(波長587.56nm)に対する屈折率
5. 前記第6群の正レンズは、以下の条件式を満たすことを特徴とする1乃至4のいずれか一項に記載のズームレンズ。
−1/3≦CR1/CR2≦1/3
但し、
CR1:第6群の正レンズの拡大側の曲率半径
CR2:第6群の正レンズの表示素子側の曲率半径
6. 前記第6群の正レンズは、以下の条件式を満たすことを特徴とする1乃至5のいずれか一項に記載のズームレンズ。
0.75≦Bf/f6×F≦1.60
但し、
Bf:第6群の正レンズの縮小側のレンズ面の中心から光軸に対して垂直に配置される表示素子面までの光軸上の距離
f6:第6群の焦点距離
F:ズームレンズの最小F値
7. 前記表示素子はDMDであることを特徴とする1乃至6のいずれか一項に記載のズームレンズ。
本発明によれば、ズームレンズは、以下となる。
(1)絞りを備えていない3つのレンズ群が変倍時に移動される6つのレンズ群からなり、第6群は1枚の正レンズから構成され、その正レンズの曲率半径が適切に定められている。
(2)第3群が負の屈折力と絞りを有し且つ第4群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合は第4群及び第5群を構成する正レンズのうち少なくとも1枚が、第4群が負の屈折力と絞りを有し且つ第3群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合は第5群を構成する正レンズのうち少なくとも1枚が適切な屈折率、アッベ数に定められる。
(3)第3群が負の屈折力と絞りを有し且つ第4群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合は第4群及び第5群からなる合成の広角端の焦点距離、若しくは、第4群が負の屈折力と絞りを有し且つ第3群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合第5群の焦点距離とズームレンズの広角端の焦点距離との関係を適切に定められる。
上記(1)から(3)によって、絞りを備えたレンズ群は移動することがなく、バックフォーカスを長くすることなくON/OFFゴーストが抑えられ、像面湾曲、軸上色収差、倍率色収差が良好であり、表示素子に対するテレセントリック性が確保される。
従って、構成が簡単で高画質・高性能なズームレンズを提供することができる。
本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。なお、以下に説明する各実施の形態は、表示素子を備えた投影装置(特に表示素子としてDMDを搭載した単板式プロジェクタ)用の投影光学系(つまり拡大系)として好適なズームレンズであるが、表示素子に代わり撮像素子を備えた撮像装置(例えばビデオカメラ、デジタルカメラ、デジタルビデオユニット等)用の撮像光学系(つまり縮小系)としても勿論使用可能である。
本発明に係わるズームレンズは6群で構成され、拡大側(DLPプロジェクタではスクリーン側)より第1群Gr1とし、最も縮小側(DLPプロジェクタでは表示素子側)を第6群とする。
拡大側のスクリーン面と縮小側の表示素子であるDMDとは共役関係にあり、一般にはスクリーン面は距離の長い方の共役点(拡大共役側)に、DMDは距離の短い方の共役点(縮小共役側)に相当している。
ズームレンズは、第1群Gr1は負の屈折力、第2群Gr2は正の屈折力、第5群Gr5は正の屈折力、第6群Gr5は正の屈折力を備えている。ズームレンズの6群の屈折力の構成を拡大側から屈折力を表す「正」又は「負」で並べて示すと、負・正・x・負・y・正・正となる。ここで、x、yは、屈折力が正または負のいずれとすることが可能なレンズ群であり、x、yのどちらか一方を設けると他方は存在しない。すなわち、レンズ群が備える屈折力は、拡大側から順に、負・正・x・負・正・正、又は、負・正・負・y・正・正のいずれかの構成であり、便宜的に前者を第1のズームレンズ、後者を第2のズームレンズとする。
負・正・x・負・正・正の第1のズームレンズの構成は次の通りになる。最も拡大側の第1群Gr1(負)は、フォーカス機能を備えているため、フォーカス時に移動される。第2群Gr2(正)及び第3群Gr3(x)の合成の屈折力は正であり、第3群Gr3(x)の屈折力は、変倍効果を優先する場合は正とし、収差を整える効果を優先する場合は負とする。また、第2群Gr2(正)及び第3群Gr3(x)は変倍機能を備えているため変倍時に移動される。第4群Gr4(負)は絞りSTを備えている。第5群Gr5(正)は変倍機能を備えているため変倍時に移動される。そして、最も縮小側に第6群Gr6(正)がある。
また、負・正・負・y・正の第2のズームレンズの構成は次の通りになる。第1群Gr1(負)はフォーカス機能を備えているため、フォーカス時に移動される。第2群Gr2(正)は変倍機能を備えているため変倍時に移動される。第3群Gr3(負)は絞りSTを備えている。第4群Gr4(y)及び第5群Gr5(正)の合成の屈折力は正であり、第4群Gr4の屈折力は、変倍効果を優先する場合は正とし、収差を整える効果を優先する場合は負とする。第4群Gr4(y)及び第5群Gr5(正)は変倍機能を備えているため変倍時に移動される。そして、最も縮小側に第6群Gr6(正)がある。
上述の第1のズームレンズ及び第2のズームレンズのどちらの構成のズームレンズにおいても、第1群Gr1を負の屈折力とすることで、ズーム比(望遠端における焦点距離/広角端における焦点距離を示し、変倍比とも称す。)が1.3倍程度と小さいズームレンズにおいては、繰り出し量が小さい構成とすることができるのでズームレンズを小型化する上で好ましい。また、第6群Gr6を正の屈折力とすることで、縮小側にあるDMD側に略テレセントリック性を備えたズームレンズとすることができ、投影される画像の周辺部の光量低下を抑えることができる。
また、絞りSTを備える第1のズームレンズの第4群Gr4及び第2のズームレンズの第3群Gr3が変倍時に移動せず固定されていることで、駆動を伴う絞り機構を移動させることが不要となる。このため、レンズ保持機構が簡素化されることはもちろんのこと、例えば、絞りを駆動するパルスモーター等のアクチュエータを固定することができるため、駆動用アクチュエータへの電力供給を行う配線を絞りの移動に伴い移動させる必要がなくなる。このため、絞り機構やレンズ保持機構等の構造を容易とすることができると伴に断線により絞りが動作しないと言った不具合が生じることがなくなり、ズームレンズの信頼性を高くすることができる。特に、近年、DLPプロジェクタにおいて、変倍にともなう投影される画像の改善のため絞り径を変化させることが必須となってきているので、絞り機構が固定されていることは、高い品質の投影される画像を高い信頼性で提供することに好適である。
また、第6群Gr6の縮小側には、プリズムP1と平行平板P2が配置されている。プリズムP1は、光束分離用のTIRプリズムに相当し、平行平板P2は表示素子であるDMDのカバーガラスに相当する。なお、各実施の形態のズームレンズを3板式プロジェクタに使用する場合には、色分解・色合成光学系(クロスダイクロプリズム等)もプリズムP1に含まれる。
最もDMDに近い第6群Gr6を正レンズ1枚で構成し適切な面形状とすることは、DMDとレンズ面との反射で発生するON/OFFゴーストを低減することが出来るので好ましい。
ON/OFFゴーストは、投影される画像をなす光束を出射するDMDのミラー(ON画素)面と拡大側に配置されるレンズ群、特にDMDに近いレンズ群、のレンズ面を介して共役関係となる位置とDMDのミラー面とを出来るだけ遠ざけることにより抑えることが出来る。これは、共役関係となる位置とDMDのミラー面とを遠ざけることで、共役関係となる位置を通過しDMDのミラー面に到達する光のスポット径が大きく、暗くなるためである。この共役関係となる位置とDMDのミラー面とは、おおよそ15mm以上離れていることが好ましい。
よって、DMDに近い反射面となる面を少なくするために、第6群を正の1枚レンズとし、更に、この正の1枚レンズの面形状を上述の共役関係になり難いように適切に規定するため、以下の条件式(1)を満たすことが望ましい。
1.35≦Bf/CR1×F≦2.00 (1)
但し、
Bf:第6群の正レンズの縮小側のレンズ面の中心から光軸に対して垂直に配置される表示素子面までの光軸上の距離(バックフォーカス)
CR1:第6群の正レンズの拡大側の曲率半径
F:ズームレンズの最小F値
である。
また、第6群は、以下の条件式(2)、(3)を満足することがより望ましい。
−1/3≦CR1/CR2≦1/3 (2)
但し、
CR1:第6群の正レンズの拡大側の曲率半径
CR2:第6群の正レンズの縮小側の曲率半径
0.75≦Bf/f6×F≦1.60 (3)
但し、
Bf:第6群の正レンズの縮小側のレンズ面の中心から光軸に対して垂直に配置される表示素子面までの光軸上の距離
f6:第6群の焦点距離
F:ズームレンズの最小F値
である。
条件式(1)、(3)について、下限を超えると、共役位置がDMDに近づくため、ON/OFFゴーストが増加するので好ましくない。また、上限を超えると、像面湾曲が良好とならない。また、条件式(2)について、CR1が大きくて下限を超える場合、共役位置がDMDに近づくため、ON/OFFゴーストが増加し好ましくなく、CR2が小さくて下限を超える場合、像面湾曲が良好とならない。更に上限を超える場合、共役位置がDMDに近づくため、ON/OFFゴーストが増加するので好ましくない。
第6群Gr6を固定されている1枚の正レンズからなる簡単な構成として、上述の様に条件式(1)、(2)、(3)に適合することで、バックフォーカスを長くしてレンズ群やプリズムを大きくすることなく、ON/OFFゴーストを抑えることが出来る。
第3群が負の屈折力と絞りを有し且つ第4群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合は第4群及び第5群を構成する正レンズのうち少なくとも1枚の正レンズが、第4群が負の屈折力と絞りを有し且つ第3群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合は第5群を構成する正レンズのうち少なくとも1枚の正レンズが、以下の条件式(4)、(5)を満たす材料でなることが望ましい。
nd>1.58 (4)
νd>59 (5)
但し、
nd:d線(波長587.56nm)に対する屈折率
νd:d線(波長587.56nm)に対するアッベ数
である。尚、νdは、次式(5a)で定義できる。
νd=(ndー1)/(nF−nC) (5a)
但し、
F:F線(波長:486.13nm)に対する屈折率
C:C線(波長:656.28nm)に対する屈折率
である。
条件式(4)、(5)を満たすと、像面湾曲、軸上色収差、倍率色収差と良好に抑えることが出来る。また、軸上色収差、倍率色収差を良好に抑えるために有効なνd>80の高価なガラス材料の使用を抑えることが出来る。条件式(4)を満たさないと、屈折率が十分に大きくないため像面湾曲が良好とすることができない。また、条件式(5)を満たさないと、軸上色収差、倍率色収差が良好とすることが出来ない。条件式(5)を満たさないフリント又は重フリント系ガラスを用いた場合、倍率色収差は良好とすることが出来るが、軸上色収差を良好とすることが出来ない。
第3群が絞りを有する場合は、第4群及び第5群からなる群の焦点距離、第4群が絞りを有する場合は第5群の焦点距離は、以下の条件式(6)を満たすことが好ましい。
1.70≦fxw/fw≦4.80 (6)
但し、
fxw:第3群が負の屈折力と絞りを有し且つ第4群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合はズームレンズを広角端とした際の第4群及び第5群からなる合成の焦点距離、第4群が負の屈折力と絞りを有し且つ第3群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合は第5群の焦点距離
fw:ズームレンズを広角端とした場合の焦点距離
である。
条件式(6)の下限を超えると、倍率色収差が過剰に補正されてしまうので好ましくなく、また、DMDに収束する光束に対するテレセントリック性を確保することが困難となる問題が生じる。条件式(6)の上限を超えると、倍率色収差、像面湾曲を共に良好とすることが出来ないので好ましくない。
第3群が負の屈折力と絞りを有し且つ第4群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合は、第4群及び第5群からなる群の焦点距離、第4群が負の屈折力と絞りを有し且つ第3群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合第5群の焦点距離は、以下の条件式(7)を満たすことがより好ましい。
1.70≦fxt/ft≦3.70 (7)
但し、
fxt:第3群が負の屈折力と絞りを有し且つ第4群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合はズームレンズを望遠端とした際の第4群及び第5群からなる合成の焦点距離、第4群が負の屈折力と絞りを有し且つ第3群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合は第5群の焦点距離
ft:ズームレンズを望遠端とした場合の焦点距離
である。
条件式(7)の下限を超えると、倍率色収差が過剰に補正されてしまうので好ましくなく、また、表示素子に収束する光束に対するテレセントリック性を確保することが困難となる問題が生じる。条件式(7)の上限を超えると、倍率色収差、像面湾曲を共に良好とすることが出来ないので好ましくない。
第6群の正レンズは、以下の条件式(8)を満足する材料からなることが望ましく、条件式(9)を満足することがより望ましい。
nd>1.60 (8)
nd>1.68 (9)
但し、
nd:d線(波長587.56nm)に対する屈折率
である。
条件式(8)、更に望ましくは条件式(9)を満足することで、像面湾曲を良好にすることが出来き、また、後述する実施例において、高価なフリントガラス、重フリントガラス
を使用する数を少なくすることが出来るため低コストに対応することができる。
第1の実施の形態(図1)では、望遠端(T)から広角端(W)へのズーミングにおいて、第2群(Gr2)及び第5群(Gr5)が拡大側から縮小側へいずれも拡大側にゆるい凸を描くように移動する。第3群(Gr3)は直線的に拡大側から縮小側へ移動しする。
図1から図12において、望遠端(T)から広角端(W)へのズーミングにおけるレンズ群の移動の様子は示す際に、レンズ群が固定されている場合は破線、移動する場合は実線で示す。また、第1群Gr1はズーミング時は移動せず、フォーカシング時に移動することを示すため、一点鎖線で示す。
第2の実施の形態(図2)では、望遠端(T)から広角端(W)へのズーミングにおいて、第2群(Gr2)及び第5群(Gr5)が拡大側から縮小側へいずれも拡大側にゆるい凸を描くように移動する。第3群(Gr3)は直線的に拡大側から縮小側へ移動する。
第3の実施の形態(図3)では、望遠端(T)から広角端(W)へのズーミングにおいて、第2群(Gr2)及び第5群(Gr5)が拡大側から縮小側へいずれも拡大側にゆるい凸を描くように移動する。第3群(Gr3)は直線的に拡大側から縮小側へ移動する。
第4の実施の形態(図4)では、望遠端(T)から広角端(W)へのズーミングにおいて、第2群(Gr2)及び第5群(Gr5)が拡大側から縮小側へいずれも拡大側にゆるい凸を描くように移動する。第3群(Gr3)は直線的に拡大側から縮小側へ移動する。
第5の実施の形態(図5)では、望遠端(T)から広角端(W)へのズーミングにおいて、第2群(Gr2)及び第5群(Gr5)が拡大側から縮小側へいずれも拡大側にゆるい凸を描くように移動する。第3群(Gr3)は直線的に拡大側から縮小側へ移動する。
第6の実施の形態(図6)では、望遠端(T)から広角端(W)へのズーミングにおいて、第2群(Gr2)及び第5群(Gr5)が拡大側から縮小側へいずれも拡大側にゆるい凸を描くように移動する。第3群(Gr3)は直線的に拡大側から縮小側へ移動する。
第7の実施の形態(図7)では、望遠端(T)から広角端(W)へのズーミングにおいて、第2群(Gr2)及び第5群(Gr5)が拡大側から縮小側へいずれも拡大側にゆるい凸を描くように移動する。第3群(Gr3)は直線的に拡大側から縮小側へ移動する。
第8の実施の形態(図8)では、望遠端(T)から広角端(W)へのズーミングにおいて、第2群(Gr2)及び第5群(Gr5)が拡大側から縮小側へいずれも拡大側にゆるい凸を描くように移動する。第3群(Gr3)は直線的に拡大側から縮小側へ移動する。
第9の実施の形態(図9)では、望遠端(T)から広角端(W)へのズーミングにおいて、第2群(Gr2)及び第5群(Gr5)が拡大側から縮小側へいずれも拡大側にゆるい凸を描くように移動する。第4群(Gr4)は直線的に拡大側から縮小側へ移動する。
第10の実施の形態(図10)では、望遠端(T)から広角端(W)へのズーミングにおいて、第2群(Gr2)及び第5群(Gr5)が拡大側から縮小側へいずれも拡大側にゆるい凸を描くように移動する。第4群(Gr4)は直線的に拡大側から縮小側へ移動する。
第11の実施の形態(図11)では、望遠端(T)から広角端(W)へのズーミングにおいて、第2群(Gr2)は直線的に拡大側から縮小側へ移動し、第3群(Gr3)は一旦縮小側に移動後再び拡大側にUの字を描くように移動し、第5群(Gr5)はやや拡大側に凸を描くように拡大側から縮小側へ移動する。
第12の実施の形態(図12)では、望遠端(T)から広角端(W)へのズーミングにおいて、第2群(Gr2)、第3群(Gr3)及び第5群(Gr5)が拡大側から縮小側へ移動する。この時、第2群(Gr2)及び第5群(Gr5)は拡大側にゆるい凸を描くように移動する。第3群(Gr3)は直進的に拡大側から縮小側へ移動する。
以下、本発明に係るズームレンズをコンストラクションデータ等により更に具体的に説明する。なお、ここで例として挙げる実施例1〜12は、前述した第1〜第12の実施の形態にそれぞれ対応しており、第1〜第12の実施の形態を表すレンズ構成図(図1〜図12)は、対応する実施例1〜12のレンズ構成をそれぞれ示している。
各実施例のコンストラクションデータにおいて、ri(i=1、2、3、...)は拡大側から数えてi番目の面の曲率半径(mm)、di(i=1、2、3、...)は拡大側から数えてi番目の軸上面間隔(mm)を示しており、Ni(i=1、2、3、...)、νi(i=1、2、3、...)は拡大側から数えてi番目の光学要素のd線に対する屈折率(Nd)、アッベ数(νd)を示している。曲率半径riに*印が付された面は、非球面で構成された面であることを示し、非球面の面形状を表わす以下の式(AS)で定義されるものとする。各実施例のコンストラクションデータにおける最終riは、表示素子であるDMDにおけるミラー面を示しており、各レンズ構成図においては、複数あるミラーの一つを例として示している。
また、コンストラクションデータ中、ズーミングにおいて変化する軸上面間隔は、望遠端(長焦点距離端、T)〜ミドル(中間焦点距離状態、M)〜広角端(短焦点距離端、W)での可変空気間隔である。各焦点距離状態(T)、(M)、(W)での全系の焦点距離(f、mm)、焦点距離状態(T)及び(W)でのFナンバー(FNO)、並びに非球面データを他のデータと併せて示している。なお、すべての実施例について投影距離=∞である。また、各実施例におけるFナンバーは、長焦点距離端(T)から短焦点距離端(W)まで単調に変化する。
X(H)=C・H2/{1+(1−ε×C2×H21/2}+ΣAi×Hi・・・・・・・・・(AS)
但し、
X(H):高さHの位置での光軸(AX)方向の変位量(面頂点基準)
H:光軸(AX)に対して垂直な方向の高さ
C:近軸曲率(=1/曲率半径)
ε:2次曲面パラメータ
Ai:i次の非球面係数(i=4、6、8、10)
である。
図13〜図36は実施例1〜実施例12にそれぞれ対応する収差図であり、(T)は望遠端、(W)は広角端における無限遠物体に対する縮小側での諸収差{球面収差等(mm)、非点収差(mm)、歪曲収差(%)、倍率色収差(mm);H:入射高さ(mm)、Y’:像高(mm)}を示している。球面収差図において、実線はe線、一点鎖線はg線、二点鎖線はC線に対する球面収差をそれぞれ表しており、破線は正弦条件(SC)を表している。非点収差図において、実線、一点鎖線、二点鎖線はサジタル面(DS)でのe線、g線、C線に対する非点収差をそれぞれ表しており、各破線は(短いものから順に)タンジェンシャル面(DT)でのe線、g線、C線に対する非点収差をそれぞれ表している。また倍率色収差図において、実線はg線、破線はC線に対する倍率色収差をそれぞれ表している。
なお、各実施例のズームレンズを投影装置(例えばDMDを搭載したプロジェクタ)に用いる場合には、本来はスクリーン面(被投影面)が像面であり表示素子面(例えばDMDミラー面)が物体面であるが、各実施例では光学設計上それぞれ縮小系とし、スクリーン面を物体面とみなして表示素子面で光学性能を評価している。
各実施例の諸値を表1、表2に示す。また、各実施例における条件式(1)から(9)に対応する数値を表3から表8に示す。ON/OFFゴーストに関する数値を表9に示す。表9に示す共役距離は、最も影響の大きい代表的な像高での共役位置とDMDミラー面との距離を示している。共役位置は、光学設計上、スクリーン面からズームレンズに入射する光が集光するDMDミラー(OFF画素)面と第6群のレンズ面を介して共役関係となる位置を求めている。表9に示す共役距離は、共役関係となる位置とDMDミラー面との間隔としており、この数値が大きい方が好ましい。この共役関係の位置を通過して再度DMDミラーに到達する光のスポット径を表9に併せて載せている。このスポット径が大きい程好ましく、ON/OFFゴーストが確認し難くなる。
(実施例1)
f=52.4(T) 〜 45.7(M) 〜 39.0(W)
FNO.=2.71(T) 〜 2.50(W)
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(Nd) アッベ数(νd)
r1 96.459
d1 5.868 N1 1.51680 ν1 64.20
r2 -171.002
d2 0.200
r3 59.527
d3 2.001 N2 1.56883 ν2 56.04
r4 28.618
d4 12.055
r5 -44.367
d5 1.600 N3 1.67270 ν3 32.17
r6 69.628
d6 7.226〜9.583〜12.999
r7 -186.445
d7 1.700 N4 1.61293 ν4 36.96
r8 98.478
d8 0.010 N5 1.55000 ν5 47.00
r9 98.478
d9 5.266 N6 1.83400 ν6 37.34
r10 -55.541
d10 0.673〜1.580〜1.625
r11 37.376
d11 4.708 N7 1.83400 ν7 37.34
r12 553.009
d12 12.910〜9.647〜6.186
r13 -103.349
d13 1.201 N8 1.62299 ν8 58.12
r14 38.208
d14 6.813
r15 0.000
d15 3.000〜7.321〜12.288
r16 51.280
d16 4.548 N9 1.49700 ν9 81.61
r17 -51.280
d17 0.200
r18 34.622
d18 6.474 N10 1.61800 ν10 63.33
r19 -34.622
d19 0.010 N11 1.55000 ν11 47.00
r20 -34.622
d20 1.429 N12 1.64769 ν12 33.84
r21 23.734
d21 10.811
r22 -19.030
d22 1.600 N13 1.80610 ν13 33.27
r23 1925.113
d23 0.010 N14 1.55000 ν14 47.00
r24 1925.113
d24 6.654 N15 1.61800 ν15 63.33
r25 -26.601
d25 0.228
r26 -84.229
d26 4.469 N16 1.49700 ν16 81.61
r27 -32.153
d27 9.588〜5.267〜0.300
r28 55.250
d28 6.079 N17 1.69895 ν17 30.05
r29 -194.723
d29 10.250
r30 0.000
d30 25.000 N18 1.51680 ν18 64.20
r31 0.000
d31 5.000
r32 0.000
d32 3.000 N19 1.50847 ν19 61.19
r33 0.000
d33 0.500
r34 0.000 。
(実施例2)
f=66.7(T) 〜 55.6(M) 〜 44.5(W)
FNO.=2.75(T) 〜 2.50(W)
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(Nd) アッベ数(νd)
r1 154.304
d1 5.261 N1 1.51680 ν1 64.20
r2 -154.30
d2 0.200
r3 137.613
d3 3.691 N2 1.58913 ν2 61.25
r4 40.332
d4 11.074
r5 -48.547
d5 1.900 N3 1.61293 ν3 36.96
r6 98.654
d6 7.963〜11.492〜17.320
r7 -426.334
d7 2.100 N4 1.61293 ν4 36.96
r8 101.878
d8 0.010 N5 1.55000 ν5 47.00
r9 101.878
d9 6.615 N6 1.83400 ν6 37.34
r10 -65.292
d10 8.087〜12.045〜14.524
r11 49.641
d11 5.157 N7 1.67790 ν7 55.52
r12 0.000
d12 20.845〜23.358〜5.051
r13 -75.374
d13 1.400 N8 1.54814 ν8 45.82
r14 32.366
d14 0.010 N9 1.55000 ν9 47.00
r15 32.366
d15 3.190 N10 1.78472 ν10 25.72
r16 47.276
d16 4.549
r17 0.000
d17 3.000〜9.004〜16.269
r18 50.148
d18 5.046 N11 1.49700 ν11 81.61
r19 -68.076
d19 6.942
r20 65.645
d20 5.892 N12 1.61800 ν12 63.33
r21 -65.645
d21 0.010 N13 1.55000 ν13 47.00
r22 -65.645
d22 1.500 N14 1.67270 ν14 32.17
r23 36.517
d23 10.163
r24 -23.485
d24 1.800 N15 1.80610 ν15 33.27
r25 71.004
d25 0.010 N16 1.55000 ν16 47.00
r26 71.004
d26 8.121 N17 1.61800 ν17 63.33
r27 -36.324
d27 0.200
r28 0.000
d28 6.191 N18 1.49700 ν18 81.61
r29 -41.685
d29 13.570〜7.565〜0.301
r30 76.030
d30 5.505 N19 1.78472 ν19 25.72
r31 -291.206
d31 22.000
r32 0.000
d32 26.000 N20 1.51680 ν20 64.20
r33 0.000
d33 5.000
r34 0.000
d34 3.000 N21 1.50847 ν21 61.19
r35 0.000
d35 0.500
r36 0.000 。
(実施例3)
f=37.7(T) 〜 33.0(M) 〜 28.3(W)
FNO.=2.69(T) 〜 2.50(W)
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(Nd) アッベ数(νd)
r1 115.951
d1 4.500 N1 1.58913 ν1 61.25
r2 36.951
d2 9.201
r3 91.365
d3 4.500 N2 1.52510 ν2 56.38
r4 36.999
d4 22.034
r5 -36.504
d5 3.500 N3 1.58913 ν3 61.25
r6 -58.023
d6 4.115〜6.192〜9.642
r7 -6109.482
d7 2.507 N4 1.67270 ν4 32.17
r8 58.632
d8 0.010 N5 1.55000 ν5 47.00
r9 58.632
d9 14.223 N6 1.74400 ν6 44.90
r10 -73.764
d10 7.353〜17.103〜26.878
r11 100.576
d11 4.482 N7 1.74400 ν7 44.90
r12 -6244.536
d12 46.138〜34.311〜21.086
r13 -55.431
d13 2.000 N8 1.74950 ν8 35.04
r14 27.224
d14 0.010 N9 1.55000 ν9 47.00
r15 27.224
d15 5.391 N10 1.75520 ν10 27.53
r16 -123.179
d16 5.700
r17 0.000
d17 2.000〜7.471〜13.643
r18 62.756
d18 5.549 N11 1.49700 ν11 81.61
r19 -71.396
d19 0.200
r20 45.307
d20 7.435 N12 1.61800 ν12 63.33
r21 -46.184
d21 0.010 N13 1.55000 ν13 47.00
r22 -46.184
d22 2.114 N14 1.64769 ν14 33.84
r23 29.544
d23 11.267
r24 -28.229
d24 2.000 N15 1.80610 ν15 33.27
r25 95.920
d25 0.010 N16 1.55000 ν16 47.00
r26 95.920
d26 8.413 N17 1.61800 ν17 63.33
r27 -37.909
d27 0.200
r28 -530.659
d28 5.142 N18 1.49700 ν18 81.61
r29 -52.448
d29 13.642〜8.172〜2.000
r30 60.606
d30 6.355 N19 1.71736 ν19 29.50
r31 -453.009
d31 12.980
r32 0.000
d32 31.000 N20 1.51680 ν20 64.20
r33 0.000
d33 5.000
r34 0.000
d34 3.000 N21 1.50847 ν21 61.19
r35 0.000
d35 0.500
r36 0.000
第3面(r3)の非球面データを以下に示す。
ε=1.0000、A4=0.29647×10-5,A6=0.16687×10-9、A8=0.95627×10-12、A10=−0.36131×10-15
(実施例4)
f=50.0(T) 〜 43.9(M) 〜 37.7(W)
FNO.=2.70(T) 〜 2.50(W)
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(Nd) アッベ数(νd)
r1 50.963
d1 4.500 N1 1.58913 ν1 61.25
r2 35.312
d2 6.346
r3 42.576
d3 4.500 N2 1.52510 ν2 56.38
r4 32.831
d4 17.448
r5 -59.501
d5 2.512 N3 1.64769 ν3 33.84
r6 110.107
d6 11.832〜14.304〜17.974
r7 831.857
d7 7.037 N4 1.80610 ν4 33.27
r8 -65.633
d8 9.643〜12.833〜15.277
r9 54.520
d9 6.097 N5 1.67790 ν5 55.52
r10 -715.052
d10 20.532〜14.870〜8.756
r11 -74.810
d11 2.399 N6 1.51680 ν6 64.20
r12 73.258
d12 8.301
r13 0.000
d13 2.889〜7.944〜13.799
r14 52.187
d14 6.637 N7 1.49700 ν7 81.61
r15 -64.502
d15 5.000
r16 50.138
d16 5.467 N8 1.61800 ν8 63.33
r17 -60.529
d17 0.010 N9 1.55000 ν9 47.00
r18 -60.529
d18 2.071 N10 1.67270 ν10 32.17
r19 31.395
d19 10.437
r20 -23.261
d20 2.052 N11 1.80610 ν11 33.27
r21 76.667
d21 0.010 N12 1.55000 ν12 47.00
r22 76.667
d22 8.660 N13 1.61800 ν13 63.33
r23 -35.782
d23 0.200
r24 -1651.609
d24 6.979 N14 1.49700 ν14 81.61
r25 -42.384
d25 12.572〜7.517〜1.662
r26 60.606
d26 5.866 N15 1.78472 ν15 25.72
r27 -1940.579
d27 12.980
r28 0.000
d28 31.000 N16 1.51680 ν16 64.20
r29 0.000
d29 5.000
r30 0.000
d30 3.000 N17 1.50847 ν17 61.19
r31 0.000
d31 0.500
r32 0.000
第3面(r3)の非球面データを以下に示す。
ε=1.0000、A4=0.14645×10-5,A6=0.13269×10-8、A8=−0.41001×10-12、A10=0.17606×10-14
(実施例5)
f=31.3(T) 〜 28.5(M) 〜 25.6(W)
FNO.=1.95(T) 〜 1.80(W)
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(Nd) アッベ数(νd)
r1 96.641
d1 6.186 N1 1.51680 ν1 64.20
r2 1315.859
d2 1.168
r3 67.325
d3 2.700 N2 1.58913 ν2 61.25
r4 30.324
d4 11.554
r5 219.346
d5 2.200 N3 1.72342 ν3 37.99
r6 40.538
d6 11.822
r7 -145.593
d7 2.000 N4 1.58913 ν4 61.25
r8 136.525
d8 20.094〜23.139〜27.162
r9 236.316
d9 4.081 N5 1.83400 ν5 37.34
r10 -98.282
d10 3.212〜2.209〜0.300
r11 47.425
d11 5.241 N6 1.80610 ν6 33.27
r12 871.862
d12 12.129〜10.088〜7.973
r13 -137.761
d13 1.700 N7 1.58144 ν7 40.89
r14 38.568
d14 12.706
r15 0.000
d15 0.500〜5.221〜10.316
r16 54.702
d16 6.601 N8 1.49700 ν8 81.61
r17 -48.277
d17 0.200
r18 62.253
d18 5.973 N9 1.58913 ν9 61.25
r19 -34.498
d19 0.010 N10 1.55000 ν10 47.00
r20 -34.498
d20 1.500 N11 1.80610 ν11 33.27
r21 37.624
d21 9.920
r22 -23.372
d22 1.817 N12 1.80610 ν12 33.27
r23 424.074
d23 0.010 N13 1.55000 ν13 47.00
r24 424.074
d24 6.031 N14 1.58913 ν14 61.25
r25 -37.597
d25 0.200
r26 -183.507
d26 6.035 N15 1.49700 ν15 81.61
r27 -36.544
d27 0.572
r28 159.851
d28 7.819 N16 1.49700 ν16 81.61
r29 -57.230
d29 10.638〜5.918〜0.823
r30 58.480
d30 4.861 N17 1.78472 ν17 25.72
r31 178.118
d31 21.317
r32 0.000
d32 25.310 N18 1.51680 ν18 64.20
r33 0.000
d33 5.000
r34 0.000
d34 3.000 N19 1.50847 ν19 61.19
r35 0.000
d35 0.500
r36 0.000 。
(実施例6)
f=44.3(T) 〜 38.4(M) 〜 32.7(W)
FNO.=2.57(T) 〜 2.50(W)
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(Nd) アッベ数(νd)
r1 121.683
d1 3.882 N1 1.51680 ν1 64.20
r2 -98.579
d2 0.200
r3 70.840
d3 1.522 N2 1.51680 ν2 64.20
r4 24.089
d4 9.509
r5 -29.146
d5 1.196 N3 1.58144 ν3 40.89
r6 68.001
d6 2.976〜5.328〜8.685
r7 483.575
d7 3.229 N4 1.74400 ν4 44.90
r8 -36.480
d8 0.827〜1.376〜0.948
r9 26.719
d9 3.459 N5 1.83400 ν5 37.34
r10 265.659
d10 9.261〜6.360〜3.431
r11 -84.063
d11 0.902 N6 1.53172 ν6 48.84
r12 26.533
d12 2.009
r13 0.000
d13 2.000〜6.110〜10.628
r14 26.126
d14 4.057 N7 1.49700 ν7 81.61
r15 -36.940
d15 0.207
r16 213.019
d16 1.094 N8 1.74077 ν8 27.76
r17 24.583
d17 7.245
r18 -14.339
d18 0.934 N9 1.80610 ν9 33.27
r19 43.394
d19 0.010 N10 1.55000 ν10 47.00
r20 43.394
d20 7.657 N11 1.61800 ν11 63.33
r21 -20.895
d21 0.200
r22 139.239
d22 5.613 N12 1.49700 ν12 81.61
r23 -33.958
d23 8.928〜4.818〜0.300
r24 49.836
d24 4.419 N13 1.74077 ν13 27.76
r25 -486.183
d25 10.250
r26 0.000
d26 25.000 N14 1.51680 ν14 64.20
r27 0.000
d27 5.000
r28 0.000
d28 3.000 N15 1.50847 ν15 61.19
r29 0.000
d29 0.500
r30 0.000 。
(実施例7)
f=44.3(T) 〜 38.4(M) 〜 32.7(W)
FNO.=2.72(T) 〜 2.50(W)
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(Nd) アッベ数(νd)
r1 99.389
d1 4.837 N1 1.51680 ν1 64.20
r2 -108.920
d2 0.200
r3 62.477
d3 3.320 N2 1.58913 ν2 61.25
r4 23.789
d4 11.024
r5 -24.642
d5 1.192 N3 1.58144 ν3 40.89
r6 56.281
d6 2.600〜4.285〜6.649
r7 98.551
d7 4.142 N4 1.71300 ν4 53.94
r8 -33.015
d8 0.300〜0.646〜0.380
r9 23.677
d9 3.929 N5 1.83400 ν5 37.34
r10 124.078
d10 8.061〜6.029〜3.932
r11 0.000
d11 1.351 N6 1.60342 ν6 38.01
r12 -71.858
d12 0.797
r13 20.191
d13 4.347〜8.841〜14.000
r14 -100.000
d14 3.254 N7 1.49700 ν7 81.61
r15 -19.599
d15 4.642
r16 -16.187
d16 1.392 N8 1.80610 ν8 33.27
r17 51.941
d17 0.010 N9 1.55000 ν9 47.00
r18 51.941
d18 5.944 N10 1.61800 ν10 63.33
r19 -32.860
d19 0.200
r20 -13605.442
d20 6.186 N11 1.49700 ν11 81.61
r21 -24.730
d21 9.954〜5.460〜0.300
r22 42.922
d22 4.939 N12 1.62004 ν12 36.29
r23 -318.497
d23 8.959
r24 0.000
d24 25.000 N13 1.51680 ν13 64.20
r25 0.000
d25 5.000
r26 0.000
d26 3.000 N14 1.50847 ν14 61.19
r27 0.000
d27 0.500
r28 0.000 。
(実施例8)
f=44.3(T) 〜 38.4(M) 〜 32.7(W)
FNO.=2.73(T) 〜 2.50(W)
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(Nd) アッベ数(νd)
r1 133.330
d1 1.835 N1 1.58913 ν1 61.25
r2 24.861
d2 4.007
r3 34.882
d3 3.000 N2 1.52510 ν2 56.38
r4 28.817
d4 6.161〜9.985〜15.154
r5 75.592
d5 3.528 N3 1.71300 ν3 53.94
r6 -122.379
d6 5.042〜3.338〜0.300
r7 26.021
d7 4.486 N4 1.74400 ν4 44.90
r8 145.306
d8 13.023〜10.903〜8.772
r9 0.000
d9 2.713
r10 -104.783
d10 0.740 N5 1.68893 ν5 31.16
r11 22.607
d11 3.736〜8.342〜13.389
r12 -100.255
d12 3.210 N6 1.49700 ν6 81.61
r13 -20.382
d13 3.390
r14 -16.022
d14 2.034 N7 1.71736 ν7 29.50
r15 41.072
d15 0.010 N8 1.55000 ν8 47.00
r16 41.072
d16 7.153 N9 1.61800 ν9 63.33
r17 -38.051
d17 0.200
r18 440.729
d18 6.766 N10 1.49700 ν10 81.61
r19 -28.186
d19 9.953〜5.347〜0.300
r20 49.016
d20 4.586 N11 1.80518 ν11 25.46
r21 -932.053
d21 9.025
r22 0.000
d22 25.000 N12 1.51680 ν12 64.20
r23 0.000
d23 5.000
r24 0.000
d24 3.000 N13 1.50847 ν13 61.19
r25 0.000
d25 0.500
r26 0.000
第3面(r3)の非球面データを以下に示す。
ε=1.0000、A4=0.70519×10-5,A6=0.78411×10-8、A8=0.14303×10-11、A10=0.19146×10-13
(実施例9)
f=31.3(T) 〜 28.5(M) 〜 25.6(W)
FNO.=1.96(T) 〜 1.80(W)
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(Nd) アッベ数(νd)
r1 90.791
d1 6.498 N1 1.51680 ν1 64.20
r2 1210.771
d2 0.899
r3 63.891
d3 2.700 N2 1.58913 ν2 61.25
r4 30.174
d4 12.368
r5 458.682
d5 2.200 N3 1.74400 ν3 44.90
r6 44.476
d6 11.134
r7 -172.959
d7 2.000 N4 1.71736 ν4 29.50
r8 120.815
d8 16.881〜19.314〜22.454
r9 383.954
d9 5.741 N5 1.83400 ν5 37.34
r10 -88.745
d10 1.672
r11 54.199
d11 5.261 N6 1.80610 ν6 33.27
r12 -1187.536
d12 15.628〜13.196〜10.056
r13 -95.206
d13 1.500 N7 1.51680 ν7 64.20
r14 45.769
d14 15.306
r15 0.000
d15 0.560〜5.162〜9.627
r16 64.724
d16 6.757 N8 1.49700 ν8 81.61
r17 -51.533
d17 1.071〜0.300〜0.336
r18 72.563
d18 5.876 N9 1.61800 ν9 63.33
r19 -36.227
d19 0.010 N10 1.55000 ν10 47.00
r20 -36.227
d20 1.500 N11 1.74077 ν11 27.76
r21 40.168
d21 9.305
r22 -25.400
d22 1.800 N12 1.80610 ν12 40.72
r23 112.895
d23 0.010 N13 1.55000 ν13 47.00
r24 112.895
d24 6.654 N14 1.58913 ν14 61.25
r25 -43.133
d25 0.200
r26 -319.516
d26 5.826 N15 1.49700 ν15 81.61
r27 -40.566
d27 0.200
r28 130.811
d28 6.771 N16 1.49700 ν16 81.61
r29 -60.981
d29 8.634〜4.803〜0.302
r30 58.480
d30 4.843 N17 1.78472 ν17 25.72
r31 175.441
d31 21.336
r32 0.000
d32 25.310 N18 1.51680 ν18 64.20
r33 0.000
d33 5.000
r34 0.000
d34 3.000 N19 1.50847 ν19 61.19
r35 0.000
d35 0.500
r36 0.000 。
(実施例10)
f=31.3(T) 〜 28.5(M) 〜 25.6(W)
FNO.=1.99(T) 〜 1.80(W)
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(Nd) アッベ数(νd)
r1 85.963
d1 5.889 N1 1.71300 ν1 53.94
r2 377.387
d2 0.200
r3 84.360
d3 2.700 N2 1.62299 ν2 58.12
r4 31.618
d4 10.612
r5 195.181
d5 2.200 N3 1.67790 ν3 55.52
r6 42.551
d6 9.499
r7 -130.189
d7 2.000 N4 1.53172 ν4 48.84
r8 133.796
d8 21.060〜23.446〜26.124
r9 -2119.542
d9 3.799 N5 1.83400 ν5 37.34
r10 -91.142
d10 11.390
r11 50.274
d11 5.213 N6 1.83400 ν6 37.34
r12 861.854
d12 16.493〜14.107〜11.429
r13 -120.671
d13 1.500 N7 1.54072 ν7 47.20
r14 43.724
d14 9.386
r15 0.000
d15 1.089〜5.910〜10.111
r16 49.944
d16 7.154 N8 1.49700 ν8 81.61
r17 -55.057
d17 0.200
r18 48.493
d18 4.715 N9 1.61800 ν9 63.33
r19 -62.701
d19 0.010 N10 1.55000 ν10 47.00
r20 -62.701
d20 1.500 N11 1.80610 ν11 33.27
r21 34.670
d21 9.092
r22 -22.951
d22 1.800 N12 1.80610 ν12 33.27
r23 107.656
d23 0.010 N13 1.55000 ν13 47.00
r24 107.656
d24 5.551 N14 1.61800 ν14 63.33
r25 -46.782
d25 0.300〜0.406〜0.866
r26 -109.315
d26 5.152 N15 1.49700 ν15 81.61
r27 -33.094
d27 0.200
r28 165.469
d28 6.605 N16 1.49700 ν16 81.61
r29 -57.985
d29 9.888〜4.961〜0.300
r30 58.480
d30 6.310 N17 1.78472 ν17 25.72
r31 442.267
d31 19.867
r32 0.000
d32 25.310 N18 1.51680 ν18 64.20
r33 0.000
d33 5.000
r34 0.000
d34 3.000 N19 1.50847 ν19 61.19
r35 0.000
d35 0.500
r36 0.000 。
(実施例11)
f=31.3(T) 〜 28.5(M) 〜 25.6(W)
FNO.=2.32(T) 〜 2.20(W)
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(Nd) アッベ数(νd)
r1 99.657
d1 5.466 N1 1.51680 ν1 64.20
r2 3043.121
d2 0.200
r3 62.016
d3 2.600 N2 1.58913 ν2 61.25
r4 29.085
d4 9.399
r5 126.640
d5 2.100 N3 1.67790 ν3 55.52
r6 37.907
d6 15.755
r7 -188.797
d7 1.800 N4 1.71736 ν4 29.50
r8 83.478
d8 16.687〜19.151〜22.096
r9 147.765
d9 4.072 N5 1.80610 ν5 33.27
r10 -92.190
d10 0.200
r11 50.283
d11 4.237 N6 1.83400 ν6 37.34
r12 1970.676
d12 7.129〜3.781〜1.518
r13 240.051
d13 3.178 N7 1.51823 ν7 58.96
r14 -61.492
d14 0.010 N8 1.55000 ν8 47.00
r15 -61.492
d15 1.700 N9 1.72000 ν9 50.34
r16 191.828
d16 3.299〜4.184〜3.501
r17 476.272
d17 1.400 N10 1.48749 ν10 70.44
r18 36.801
d18 4.537
r19 0.000
d19 10.524〜14.460〜19.234
r20 113.477
d20 3.750 N11 1.49700 ν11 81.61
r21 -37.465
d21 0.200
r22 42.707
d22 5.834 N12 1.60300 ν12 65.44
r23 -26.747
d23 0.010 N13 1.55000 ν13 47.00
r24 -26.747
d24 1.200 N14 1.80610 ν14 33.27
r25 31.023
d25 8.875
r26 -19.421
d26 1.700 N15 1.80610 ν15 33.27
r27 0.000
d27 0.010 N16 1.55000 ν16 47.00
r28 0.000
d28 6.629 N17 1.62041 ν17 60.34
r29 -25.574
d29 0.200
r30 240.441
d30 8.089 N18 1.49700 ν18 81.61
r31 -32.094
d31 9.009〜5.074〜0.300
r32 58.480
d32 5.400 N19 1.78472 ν19 25.72
r33 345.249
d33 21.000
r34 0.000
d34 25.310 N20 1.51680 ν20 64.20
r35 0.000
d35 5.000
r36 0.000
d36 3.000 N21 1.50847 ν21 61.19
r37 0.000
d37 0.500
r38 0.000 。
(実施例12)
f=31.3(T) 〜 28.5(M) 〜 25.6(W)
FNO.=1.94(T) 〜 1.80(W)
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(Nd) アッベ数(νd)
r1 91.207
d1 6.542 N1 1.51680 ν1 64.20
r2 1572.921
d2 1.081
r3 66.381
d3 3.607 N2 1.62299 ν2 58.12
r4 31.112
d4 11.190
r5 0.000
d5 2.000 N3 1.67790 ν3 55.52
r6 42.841
d6 11.712
r7 -127.012
d7 1.900 N4 1.67790 ν4 55.52
r8 101.222
d8 11.312〜12.882〜15.137
r9 400.835
d9 5.814 N5 1.83400 ν5 37.34
r10 -75.755
d10 8.049〜9.363〜10.189
r11 51.668
d11 5.476 N6 1.74400 ν6 44.90
r12 -259.678
d12 12.102〜9.218〜6.138
r13 -102.235
d13 1.500 N7 1.51742 ν7 52.15
r14 46.641
d14 11.317
r15 0.000
d15 6.838〜11.488〜16.722
r16 49.900
d16 6.748 N8 1.49700 ν8 81.61
r17 -67.894
d17 1.973
r18 57.334
d18 4.512 N9 1.61800 ν9 63.39
r19 -71.453
d19 0.010 N10 1.55000 ν10 47.00
r20 -71.453
d20 1.400 N11 1.80610 ν11 33.27
r21 36.488
d21 9.464
r22 -23.516
d22 1.700 N12 1.80610 ν12 33.27
r23 141.020
d23 0.010 N13 1.55000 ν13 47.00
r24 141.020
d24 6.174 N14 1.61800 ν14 63.39
r25 -39.171
d25 0.200
r26 -215.827
d26 5.651 N15 1.49700 ν15 81.61
r27 -38.232
d27 0.200
r28 399.485
d28 5.951 N16 1.49700 ν16 81.61
r29 -59.720
d29 10.484〜5.834〜0.600
r30 58.480
d30 5.400 N17 1.78472 ν17 25.72
r31 345.249
d31 20.778
r32 0.000
d32 25.310 N18 1.51680 ν18 64.20
r33 0.000
d33 5.000
r34 0.000
d34 3.000 N19 1.50847 ν19 61.19
r35 0.000
d35 0.500
r36 0.000 。
各実施例における諸数値を以下に示す。
Figure 2008052174
Figure 2008052174
条件式(1)から(9)の対応データ及び関連データを以下に示す。
Figure 2008052174
Figure 2008052174
Figure 2008052174
Figure 2008052174
Figure 2008052174
Figure 2008052174
各実施例における共役距離及び関連するデータを以下に示す。
Figure 2008052174
第1の実施の形態のズームレンズの構成を示す断面図である。 第2の実施の形態のズームレンズの構成を示す断面図である。 第3の実施の形態のズームレンズの構成を示す断面図である。 第4の実施の形態のズームレンズの構成を示す断面図である。 第5の実施の形態のズームレンズの構成を示す断面図である。 第6の実施の形態のズームレンズの構成を示す断面図である。 第7の実施の形態のズームレンズの構成を示す断面図である。 第8の実施の形態のズームレンズの構成を示す断面図である。 第9の実施の形態のズームレンズの構成を示す断面図である。 第10の実施の形態のズームレンズの構成を示す断面図である。 第11の実施の形態のズームレンズの構成を示す断面図である。 第12の実施の形態のズームレンズの構成を示す断面図である。 実施例1の望遠端での収差図である。 実施例1の広角端での収差図である。 実施例2の望遠端での収差図である。 実施例2の広角端での収差図である。 実施例3の望遠端での収差図である。 実施例3の広角端での収差図である。 実施例4の望遠端での収差図である。 実施例4の広角端での収差図である。 実施例5の望遠端での収差図である。 実施例5の広角端での収差図である。 実施例6の望遠端での収差図である。 実施例6の広角端での収差図である。 実施例7の望遠端での収差図である。 実施例7の広角端での収差図である。 実施例8の望遠端での収差図である。 実施例8の広角端での収差図である。 実施例9の望遠端での収差図である。 実施例9の広角端での収差図である。 実施例10の望遠端での収差図である。 実施例10の広角端での収差図である。 実施例11の望遠端での収差図である。 実施例11の広角端での収差図である。 実施例12の望遠端での収差図である。 実施例12の広角端での収差図である。 ON/OFFゴーストを説明する図である。
符号の説明
AX 光軸
Gr1 第1群
Gr2 第2群
Gr3 第3群
Gr4 第4群
Gr5 第5群
Gr6 第6群
ST 絞り
P1 プリズム
P2 平行平板
50 DMD(表示素子)

Claims (7)

  1. 表示素子を拡大投影する拡大側から順に第1群から第6群とする6つの群からなるズームレンズにおいて、
    負の屈折力の第1群と、正の屈折力で変倍時に移動する第2群と、正の屈折力で変倍時に移動する第5群と、正の屈折力の第6群と、を備え、
    更に、正又は負の屈折力で変倍時に移動する第3群と絞りを有する負の屈折力の第4群と、又は、絞りを有し負の屈折力の第3群と正又は負の屈折力で変倍時に移動する第4群と、の何れかを備え、
    前記第6群は1枚の正レンズからなり、以下の条件式を満たし、
    1.35≦Bf/CR1×F≦2.00
    但し、
    Bf:第6群の正レンズの縮小側のレンズ面の中心から光軸に対して垂直に配置される表示素子面までの光軸上の距離
    CR1:第6群の正レンズの拡大側の曲率半径
    F:ズームレンズの最小F値
    前記第3群が負の屈折力と絞りを有し且つ前記第4群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合は前記第4群及び前記第5群を構成する正レンズのうち少なくとも1枚が、前記第4群が負の屈折力と絞りを有し且つ前記第3群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合は前記第5群を構成する正レンズのうち少なくとも1枚が、以下の条件式を満たす材料からなり、
    nd>1.58
    νd>59
    但し、
    nd:d線(波長587.56nm)に対する屈折率
    νd:d線(波長587.56nm)に対するアッベ数
    更に、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
    1.70≦fxw/fw≦4.80
    但し、
    fxw:第3群が負の屈折力と絞りを有し且つ第4群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合はズームレンズを広角端とした際の第4群及び第5群からなる合成の焦点距離、第4群が負の屈折力と絞りを有し且つ第3群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合は第5群の焦点距離
    fw:ズームレンズを広角端とした場合の焦点距離
  2. 以下の条件式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。
    1.70≦fxt/ft≦3.70
    但し、
    fxt:第3群が負の屈折力と絞りを有し且つ第4群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合はズームレンズを望遠端とした際の第4群及び第5群からなる合成の焦点距離、第4群が負の屈折力と絞りを有し且つ第3群が正又は負の屈折力で変倍時に移動する場合は第5群の焦点距離
    ft:ズームレンズを望遠端とした場合の焦点距離
  3. 前記第6群の正レンズは、以下の条件式を満たす材料からな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。
    nd>1.60
    但し、
    nd:d線(波長587.56nm)に対する屈折率
  4. 前記第6群の正レンズは、以下の条件式を満たす材料からな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。
    nd>1.68
    但し、
    nd:d線(波長587.56nm)に対する屈折率
  5. 前記第6群の正レンズは、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のズームレンズ。
    −1/3≦CR1/CR2≦1/3
    但し、
    CR1:第6群の正レンズの拡大側の曲率半径
    CR2:第6群の正レンズの表示素子側の曲率半径
  6. 前記第6群の正レンズは、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のズームレンズ。
    0.75≦Bf/f6×F≦1.60
    但し、
    Bf:第6群の正レンズの縮小側のレンズ面の中心から光軸に対して垂直に配置される表示素子面までの光軸上の距離
    f6:第6群の焦点距離
    F:ズームレンズの最小F値
  7. 前記表示素子はDMDであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のズームレンズ。
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