JP2012108244A - ズームレンズおよび光学機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】フォーカシングによる収差変動やゴーストの発生を低減することが可能な正リード型のズームレンズを提供すること
【解決手段】正の屈折力の第１レンズユニット１０Ａを有し、第１レンズユニットを固定して第１レンズユニットより縮小共役側に位置する変倍群の移動によって変倍を行うズームレンズは、第１レンズユニットが拡大共役側から光路に沿って順に正の屈折力の第１レンズサブユニット１１Ａと正の屈折力の第２レンズサブユニット１１Ｂを有する。無限遠から至近へのフォーカシングの際には１１Ａレンズサブユニットと１１Ｂレンズサブユニットが間隔を縮めながら移動し、第１レンズサブユニットは正レンズＧ１を含み、第２レンズサブユニットにおいて最も拡大共役側の面１３は拡大共役側に凹形状を有する。
【選択図】図１
【解決手段】正の屈折力の第１レンズユニット１０Ａを有し、第１レンズユニットを固定して第１レンズユニットより縮小共役側に位置する変倍群の移動によって変倍を行うズームレンズは、第１レンズユニットが拡大共役側から光路に沿って順に正の屈折力の第１レンズサブユニット１１Ａと正の屈折力の第２レンズサブユニット１１Ｂを有する。無限遠から至近へのフォーカシングの際には１１Ａレンズサブユニットと１１Ｂレンズサブユニットが間隔を縮めながら移動し、第１レンズサブユニットは正レンズＧ１を含み、第２レンズサブユニットにおいて最も拡大共役側の面１３は拡大共役側に凹形状を有する。
【選択図】図１
Description
本発明は、第１レンズユニットが正の屈折力を有する、いわゆる正リード（ポジティブリード）型のズームレンズおよび光学機器に関する。
正リード型のズームレンズにおいて第１レンズユニット全体の繰り出しによるフォーカスシングを行う場合、単独のレンズユニットで合焦と収差補正を行うためにフォーカス移動量が大きくなる至近側での収差補正が不十分となるおそれがある。そこで、特許文献１および２は、第１レンズユニットを拡大共役側から順に正の屈折力のＦ１１サブユニットと正の屈折力のＦ１２サブユニットに分割し、Ｆ１２サブユニットを拡大共役側に移動することでフォーカシングを行っている。各サブユニットのパワーを調節することによって物体距離遠方から至近までフォーカシングに伴う像性能の劣化を低減している。
しかしながら、特許文献１〜２において提案された方法は、遠方から至近へのフォーカシングの際にＦ１２サブユニット内での軸外主光線の高さの変化が大きくなるため、収差変動の抑制が十分ではない。
また、最近になって縮小共役面における素子の反射光がレンズ内の任意の面で反射して、再度縮小共役面に到達するゴーストが問題になっている。これは縮小共役面側に用いられる素子が、例えば、反射型プロジェクタであれば反射型液晶（ＬＣＯＳ）、デジタルカメラであればＣＣＤやＣＭＯＳなど表面反射率が高い素子が用いられる場合が増えてきているためである。従来は、このゴーストが正リード型のズームレンズの第１レンズユニットにおいて発生してしまうという問題があった。
そこで、本発明の例示的な目的は、フォーカシングによる収差変動やゴーストの発生を低減することが可能な正リード型のズームレンズを提供することである。
本発明のズームレンズは、拡大共役側から順に、変倍のためには不動で正の屈折力の第１レンズユニット、変倍のために移動する変倍ユニットを有し、前記第１レンズユニットは拡大共役側から順に、合焦のために移動する正の屈折力の第１レンズサブユニットと、合焦のために移動する正の屈折力の第２レンズサブユニットを有し、無限遠から至近への合焦のために、前記第１レンズサブユニットと前記第２レンズサブユニットは互いの間隔を縮めながら移動し、前記第２レンズサブユニットの最も拡大共役側の面は拡大共役側に凹形状を有することを特徴とする。
本発明によれば、フォーカシングによる収差変動やゴーストの発生を低減することが可能な正リード型のズームレンズを提供することができる。
以下、図７を参照して、軸上光を例として結像ゴーストの原理について簡単に説明する。図７は縮小共役面とレンズ面の関係を概略的に示したものである。任意のレンズ面を軸上像高の光線が通過する際に、図７（ａ）に示すように、レンズ面の曲率中心Ｂとゴースト光の物点Ｃが一致するときは、レンズ面の反射光は同じ光路を通って縮小側共役面に到達する。そのため縮小共役面で強いピーク強度を持つゴースト光が発生する。
わずかに光軸からズレた輝点が縮小共役面に結像している場合、その反射光によるゴースト光は光軸を中心としてほぼ対称の位置に結像する。この結像ゴーストを低減するためには図７（ｂ）、（ｃ）に示すようにレンズ面の曲率を変化させて、レンズ面の曲率中心Ｂとゴースト光の物点Ｃをずらすことが必要である。この場合、ゴースト像は拡散するためにゴーストのピーク強度が減り、目立たなくなる。
更にゴースト光のピントを大きくずらすと、レンズ面からの反射光の一部が、絞りや鏡筒で蹴られてゴースト光そのものを暗くできる。ゴースト光低減の観点から、このようにゴースト光を遮光して暗くすることの方が効果的かつ効率的である。
ここで、図７（ｂ）と図７（ｃ）を比較する。図７（ｂ）はレンズ面で反射したゴースト光のピントをアンダーにした場合で、図７（ｃ）はレンズ面で反射したゴースト光のピントをオーバーにした場合である。これらを比較すると図７（ｂ）に比べ、図７（ｃ）の方が絞りやレンズアパーチャー側に光線を逃がすため、少ないピント変化でゴースト光をカットでき、ゴースト光低減に対して有利である。
即ち、正リードの第１レンズユニットにおいてゴースト光を減じるためには、空気と接触するレンズ境界面において、レンズの曲率が拡大共役側に凹の面のほうが効率がよい。加えて第１レンズユニットが正屈折力の所謂正リードでは第１レンズユニットにおいて軸外の光線高さが高くなるために、色収差や歪曲収差などの収差を十分に補正できる形状としなければならない。
従来の正リード型レンズの第１レンズユニットは主に望遠端の球面収差などを発生しにくいように、拡大共役側に凸面を配置する場合が比較的多く、ゴースト光が発生しやすかった。これに対して、本実施例では、図８のＧ２の拡大共役側の面を拡大共役側に凹の形状にしている。
本実施例によれば、第１レンズユニット全体として拡大共役側に凹形状の面を増やすことができる。また、この構成をとると第１レンズユニット中に強い負のパワー面によって、球面収差がオーバーとなり、第１レンズユニット中の正レンズのパワーを比較的強くできる。これによってゴースト光のピントをアンダーにすることで回避せざるを得ないＧ１の拡大共役側の面やＧ４の拡大共役側の面などの曲率半径を十分小さくできる。従って、本実施例の構成をとることで従来の正リード型のズームレンズに比べ、大幅にゴースト光を低減することができる。ここで、オーバーとは光学面に対する入射高の高い光線の結像位置が、入射高の低い光線の結像位置よりも縮小共役側であるということである。また、アンダーとは、入射高の高い光線の結像位置が、入射高の低い光線の結像位置よりも拡大共役側であるということである。
また、本実施例の形状は収差補正についても効果を発揮する。負パワー面を第１レンズユニットのなかでも軸外光線高さが高い位置に配置したことで歪曲収差や倍率色収差の軸外光線高さが高い位置での高次収差の発生を抑制でき、効率的に補正することが可能となる。特に、負レンズＧ２に高分散性のガラスを用いることで青側の色収差を軸外光線高さが高い位置でアンダーに戻す効果がある。
図８に示すように、第１レンズユニットを１Ａレンズサブユニット、１Ｂレンズサブユニットに分割すると、レンズＧ２の拡大共役側の負パワー面の効果で１Ｂサブユニットの間で軸外主光線の光軸に対する角度を比較的小さくすることができる。そのため、距離変動やズーミングに対する軸外主光線の高さ変化が１Ｂサブユニットにおいて従来よりも小さくなり、１Ｂレンズサブユニットをフォーカシングに用いることでフォーカシングによる収差変動を抑制できる。
以上、本実施例の第１レンズユニットは、ゴーストを大幅に低減すると同時に諸性能を改善することができる。
また、１Ａ、１Ｂ群をフォーカシングに際して同時に移動させる、所謂フローティングを適用すると、各レンズサブユニットで倍率色収差や像面湾曲を補正し合うように移動させることができ、フォーカシングによる収差変動をさらに低減できる。
更に、以下の条件式を満たすことが好ましい。
但し、ｆ１Ａは前記第１Ａレンズサブユニットの焦点距離であり、ｆ１Ｂは前記第１Ｂレンズサブユニットの焦点距離である。数式１は１Ａレンズサブユニットにおけるパワーバランスを規定する。下限を超えると１Ａレンズサブユニットにおいてパワーが弱くなり、例えば、図８中のＧ１で拡大共役側のレンズ面に対して光軸近傍の光線の入射角が垂直に近くなることで結像ゴーストを発生しやすくなり好ましくない。上限を超えると１Ｂレンズサブユニットのパワーが弱くなり、フォーカシングの際の移動量が大きくなり収差変動につながるため好ましくない。
ｆ１Ａ、ｆ１Ｂは以下を満足すると更に好ましい。
また、以下の条件式を更に満たすことが好ましい。
但し、ＲＧ２１は１Ｂレンズサブユニットの内、最も拡大共役側の屈折面の曲率半径であり、ＮＧ２は１Ｂレンズサブユニットの内、最も拡大共役側のレンズの屈折率である。
数式３はＧ２の負パワー面の形状を規定し、上限を超えると１Ｂレンズサブユニットの色消しが不十分となる上に、非点収差などが過剰に発生するために好ましくない。下限を超えると１Ｂレンズサブユニットのパワーが弱くなりフォーカシングの移動量が増大するか、または１Ｂ群においてレンズ枚数の増加につながり、特に、必要以上にレンズ枚数が増加するとゴースト発生面の増加を招くため好ましくない。
ｆ１Ａ、ＲＧ２１、ＮＧ２は以下を満足すると更に好ましい。
以下の条件式を更に満たすことが好ましい。
但し、ＮＧＲはＧ２とＧ３からなる貼り合わせレンズのうち縮小共役側のレンズの屈折率であり、ＮＧＦは前記貼り合わせレンズのうち拡大共役側のレンズの屈折率である。
数式５は、図８におけるＧ２、Ｇ３の貼り合わせレンズの屈折率が近いことを規定するもので、屈折率の近いガラス同士の貼り合わせ面では反射光が少ないため、ゴースト光低減のためには数式５を満たすことが好ましい。
ＮＧＲ、ＮＧＦは以下を満足すると更に好ましい。
以下の条件式を更に満たすことが好ましい。
但し、νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）、θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
Ｎｄ，ＮＦ，ＮＣ，Ｎｇは、それぞれ、ｄ線，Ｆ線，Ｃ線，ｇ線における屈折率である。
Ｎｄ，ＮＦ，ＮＣ，Ｎｇは、それぞれ、ｄ線，Ｆ線，Ｃ線，ｇ線における屈折率である。
数式７は、図８中でＧ２のレンズの異常分散性を規定し、これを満たすとＧ２において青側の高次の倍率色収差を効率よく補正できる。また、上限値を超えると安価に材料を入手することが困難でかつ、樹脂材料を始めとする加工困難な材料に限られるため、生産性を考慮した場合に要望される光学性能を安定して供給することができない。下限値を超えると高次の色収差の補正が不十分となる。
νｄ、θｇＦは以下を満足すると更に好ましい。
第１レンズユニットが拡大共役側より正レンズ、負レンズと正レンズの貼り合わせレンズ、正レンズによって構成されるとき、以下の条件式を更に満たすことが望ましい。
但し、各単レンズまたはレンズユニットの拡大共役側の面の曲率半径をＲＦ、縮小共役側の面の曲率半径をＲＲとして、ＳＦ（シェイプファクター）＝（ＲＦ＋ＲＲ）／（ＲＲ−ＲＦ）と定義する。
数式９に関して、ＳＦ１は第１レンズユニット内の最も拡大共役側の正レンズ（正レンズＢ）のＳＦである。上記定義式より、ＲＦ１は第１レンズユニット内の最も拡大共役側の正レンズの拡大共役側の面の曲率半径、ＲＲ１はその正レンズの縮小共役側の面の曲率半径とするとき、ＳＦ１＝（ＲＦ１＋ＲＲ１）／（ＲＲ１−ＲＦ１）となる。
同様に数式１０に関して、ＳＦ４は第１レンズユニット内で最も縮小共役側の正レンズ（正レンズＡ）のＳＦである。ＲＦ４はその正レンズの拡大共役側の面の曲率半径、ＲＲ４はその正レンズの縮小共役側の曲率半径とするとき、ＳＦ４＝（ＲＦ４＋ＲＲ４）／（ＲＲ４−ＲＦ４）となる。
同様に数式１１に関して、ＳＦ２３は第２レンズと第３レンズの貼り合わせレンズを一つのレンズとみなしたときのＳＦである。ＲＦ２３は貼り合わせレンズの最も拡大共役側の曲率半径、ＲＲ２３は貼り合わせレンズの最も縮小共役側の面の曲率半径とするとき、ＳＦ２３＝（ＲＦ２３＋ＲＲ２３）／（ＲＲ２３−ＲＦ２３）となる。
ＳＦは単レンズのシェイプファクターを表し、｜ＳＦ｜＞１の時には正レンズ、負レンズともに所謂メニスカス形状になる。今、結像ゴーストの回避のみを考えると、第１レンズユニット内の正レンズ、負レンズ共に拡大共役側に凹の面のメニスカスレンズであることが好ましいが第１レンズユニットの正のパワーが得がたい。
そのため、最も拡大共役側の正レンズにおいては数式９のように、拡大共役側のレンズ面が強いパワーを持つ形状とするのが好ましい。最も縮小共役側の正レンズは光線が縮小共役面に対して収束光となるため、数式１０のように数式９よりも高いＳＦであることが望ましい。負レンズは数式１１のような拡大共役側に凹の面のメニスカス形状を有するのが好ましいが、本実施例では図８に示すように両凹の負レンズＧ２と両凸の正レンズの貼り合わせとすることで軸上色収差や倍率色収差の補正効果を高めている。
数式９の上限を超えると縮小共役側のレンズ面において軸上近傍の光線がレンズ面に対して垂直に近くなるために結像ゴーストが発生しやすくなり好ましくない。下限を超えると拡大共役側のレンズ面の結像ゴーストを回避するために、正レンズのパワーが必要以上に強くなり、球面収差などが悪化するため好ましくない。
数式１０の上限を超えると結像ゴーストが発生しやすくなり、好ましくない。下限を超えると球面収差などが悪化するため好ましくない。
数式１１の上限を超えると負レンズの内、拡大共役側の面の曲率が小となり過ぎ、軸外光線に起因する収差（例えば、倍率色収差や非点収差など）に高次収差が大きく発生してしまい、好ましくない。下限を超えると縮小共役側の面にてレンズ面が拡大共役側に凸の形状となり、結像ゴーストが発生しやすくなるために好ましくない。
ＳＦ１、ＳＦ４、ＳＦ２３は以下を満足すると更に好ましい。
数式１〜１４の構成は少なくとも１つ、好ましくは全てが満足されればよい。
図１は、実施例１のズームレンズの広角端での光路図である。本実施例のズームレンズは、拡大共役側（以下、単に、「拡大側」ともいう。）から縮小共役側（以下、単に、「縮小側」ともいう。）に順に第１〜第６レンズユニット１０Ａ〜６０Ａを有する。第１〜第６レンズユニット１０Ａ〜６０Ａは、全部で１７枚のレンズエレメントによって構成されている。７０Ａは偏向ビームスプリッタである。ＩＥは液晶表示素子である。第１〜第６レンズユニット１０Ａ〜６０Ａはそれぞれ、正、負、負、負、正、正の屈折力（光学的パワー）を有する。
変倍（ズーミング）の際には第２、第３、第４、第５レンズユニット２０Ａ〜５０Ａが光軸方向に移動する。第１レンズユニット１０Ａと第６レンズユニット６０Ａは固定（不動）であり、変倍に寄与しない。第２〜第５レンズユニット２０Ａ〜５０Ａが変倍レンズユニット（変倍ユニット）である。
第１レンズユニット１０Ａは、拡大共役側に配置された正の屈折力を有する第１レンズサブユニット１１Ａと、縮小共役側に配置された正の屈折力を有する第２レンズサブユニット１１Ｂによって構成されている。第１、第２レンズサブユニット１１Ａ、１１Ｂは、無限遠から至近への合焦（フォーカシング）に際しては、それらの間隔を縮めながら共に拡大共役側に移動する。第１レンズサブユニット１１Ａは図８の１Ａレンズサブユニットに対応し、第２レンズサブユニット１１Ｂは図８の１Ｂレンズサブユニットに対応する。
第１レンズサブユニット１１Ａは、図１では（図８に示すレンズＧ１に対応する）一つの正レンズを有するが、少なくとも一つの正レンズを有すればよい。
第２レンズサブユニット１１Ｂは最も拡大共役側の面１３（図８に示すレンズＧ２の拡大共役側の面に対応）は拡大共役側に凹形状を有する。第２レンズサブユニットは拡大共役側から光路に沿って両凹の負レンズと両凸の正レンズの貼り合わせと１枚の正レンズで構成されているが、この構成に限定されない。
図２は、本実施例のズームレンズの３．７７ｍの投射距離での広角端と望遠端の収差図であり、左から順に球面収差、非点収差、歪曲収差を表している。点線、実線、一点鎖線はｄ線、ｅ線、Ｆ線などの各波長の光線を表している。球面収差図は横軸が光軸方向の距離、縦軸が光線が入射瞳に入る高さを示している。非点収差図は横軸が主光線と像面が交わる位置、縦軸が光線の像高であり、破線Ｔはメリジオナル面、実線Ｓはサジタル面における収差を示している。歪曲収差図は横軸が主光線と像面が交わる位置、縦軸が光線の像高を示している。
図３は、本実施例のズームレンズの広角端と望遠端の倍率色収差図である。横軸は瞳座量、縦軸は倍率色収差量を示している。点線、実線、一点鎖線はｄ線、ｅ線、Ｆ線などの各波長の光線を表している。
また、本実施例の数値実施例を以下に示す。（Ａ）の数値実施例において、ｉは拡大共役側より順に第ｉ番目の光学面の順序を示す。（Ｂ）のｄｉはｉ番目の光学面とｉ＋１番目の光学面との空気間隔の変化を示している。また、（Ｃ）には上記条件式（数式１、３、５、７、９、１０、１１）の値を示す。
（数値実施例１）
f 38.28~72.06
Fno 2.03~2.46
ω 18.76°~9.57°
（Ａ）
面番号 曲率半径r(mm) 軸上面間隔d(mm) 屈折率(Nd) アッヘ゛数(νd)
OBJ 無限 3770.000
1 155.973 11.000 1.73800 32.26
2 -511.343 7.992
3 -165.973 3.800 1.80810 22.76
4 129.781 9.000 1.78800 47.37
5 -340.727 0.500
6 72.574 8.750 1.83400 37.16
7 2703.477 可変
8 224.758 2.000 1.78800 47.37
9 29.127 14.750
10 -65.750 2.500 1.48749 70.24
11 34.368 4.750 1.80518 25.43
12 141.719 可変
13 -44.041 2.900 1.51633 64.14
14 -52.790 可変
STO 無限 4.600
16 -25.898 1.400 1.72047 34.71
17 37.112 9.000 1.72916 54.68
18 -37.109 可変
19 45.994 6.500 1.80810 22.76
20 -116.537 5.400
21 -118.331 2.500 1.72047 34.71
22 28.677 8.700 1.48749 70.24
23 -74.880 4.800
24 -32.629 2.500 1.80518 25.43
25 73.049 7.700 1.48749 70.24
26 -37.543 0.500
27 1126.723 4.000 1.80518 25.43
28 -83.199 可変
29 69.884 5.800 1.77250 49.60
30 1783.192 4.100
32 無限 44.020 1.51633 64.14
35 無限 21.000 1.80518 25.43
36 無限
（Ｂ）
d7 d12 d14 d18 d28
広角 3.330 5.470 35.711 5.262 6.731
中間 6.026 12.188 7.967 3.803 26.520
望遠 8.720 6.683 0.500 0.800 39.801
（Ｃ）
数式１＝ １．４５６
数式３＝ −０．７８
数式５＝ ０．９８５
数式７＝ ０．０２５
数式９＝ ０．５３
数式１０＝ １．０６
数式１１＝ ２．９０
（数値実施例１）
f 38.28~72.06
Fno 2.03~2.46
ω 18.76°~9.57°
（Ａ）
面番号 曲率半径r(mm) 軸上面間隔d(mm) 屈折率(Nd) アッヘ゛数(νd)
OBJ 無限 3770.000
1 155.973 11.000 1.73800 32.26
2 -511.343 7.992
3 -165.973 3.800 1.80810 22.76
4 129.781 9.000 1.78800 47.37
5 -340.727 0.500
6 72.574 8.750 1.83400 37.16
7 2703.477 可変
8 224.758 2.000 1.78800 47.37
9 29.127 14.750
10 -65.750 2.500 1.48749 70.24
11 34.368 4.750 1.80518 25.43
12 141.719 可変
13 -44.041 2.900 1.51633 64.14
14 -52.790 可変
STO 無限 4.600
16 -25.898 1.400 1.72047 34.71
17 37.112 9.000 1.72916 54.68
18 -37.109 可変
19 45.994 6.500 1.80810 22.76
20 -116.537 5.400
21 -118.331 2.500 1.72047 34.71
22 28.677 8.700 1.48749 70.24
23 -74.880 4.800
24 -32.629 2.500 1.80518 25.43
25 73.049 7.700 1.48749 70.24
26 -37.543 0.500
27 1126.723 4.000 1.80518 25.43
28 -83.199 可変
29 69.884 5.800 1.77250 49.60
30 1783.192 4.100
32 無限 44.020 1.51633 64.14
35 無限 21.000 1.80518 25.43
36 無限
（Ｂ）
d7 d12 d14 d18 d28
広角 3.330 5.470 35.711 5.262 6.731
中間 6.026 12.188 7.967 3.803 26.520
望遠 8.720 6.683 0.500 0.800 39.801
（Ｃ）
数式１＝ １．４５６
数式３＝ −０．７８
数式５＝ ０．９８５
数式７＝ ０．０２５
数式９＝ ０．５３
数式１０＝ １．０６
数式１１＝ ２．９０
図４は、実施例２のズームレンズ（投射レンズ）の広角端での光路図である。本実施例のズームレンズは、拡大共役側から縮小共役側に順に第１〜第６レンズユニット１０Ｂ〜６０Ｂを有する。第１〜第６レンズユニット１０Ｂ〜６０Ｂは、全部で１７枚のレンズエレメントによって構成されている。７０Ｂは偏向ビームスプリッタである。ＩＥは液晶表示素子である。第１〜第６レンズユニット１０Ｂ〜６０Ｂはそれぞれ、正、負、負、正、正、正の屈折力（光学的パワー）を有する。
変倍（ズーミング）の際には第２、第３、第４、第５レンズユニット２０Ｂ〜５０Ｂが光軸方向に移動する。第１レンズユニット１０Ｂと第６レンズユニット６０Ｂは固定（不動）であり、変倍に寄与しない。第２〜第５レンズユニット２０Ｂ〜５０Ｂが変倍レンズユニット（変倍ユニット）である。
第１レンズユニット１０Ｂは拡大共役側に配置された正の屈折力を有する第１レンズサブユニット１２Ａと、縮小共役側に配置された正屈折力を有する第２レンズサブユニット１２Ｂによって構成されている。第１、第２レンズサブユニット１２Ａ、１２Ｂは、無限遠から至近への合焦（フォーカシング）に際しては、第１レンズサブユニット１２Ａは固定され、第２レンズサブユニット１２Ｂが拡大共役側に移動してそれらの間隔を縮める。第１レンズサブユニット１２Ａは図８の１Ａレンズサブユニットに対応し、第２レンズサブユニット１２Ｂは図８の１Ｂレンズサブユニットに対応する。
第１レンズサブユニット１２Ａをフォーカス時に固定されるので鏡筒構造の簡単にすることができる。また、繰出しがなく完全なインナーフォーカスにすることができるため、前玉径が大となるのを防ぐと共に、レンズ全長の短縮化を図れる。更に、前群が固定であるため、対衝撃性などユーザビリティの向上が期待できるなどのメリットを有する。
第１レンズサブユニット１２Ａは、図４では（図８に示すレンズＧ１に対応する）一つの正レンズを有するが、少なくとも一つの正レンズを有すればよい。
第２レンズサブユニット１２Ｂは最も拡大共役側の面１４（図８に示すレンズＧ２の拡大共役側の面に対応）は拡大共役側に凹形状を有する。第２レンズサブユニットは拡大共役側から光路に沿って両凹の負レンズと両凸の正レンズの貼り合わせと１枚の正レンズを有するが、この構成に限定されない。
図５は、本実施例のズームレンズの３．７７ｍの投射距離での広角端と望遠端の収差図であり、記載方法は図２と同様である。図６は、本実施例のズームレンズの倍率色収差図であり、記載方法は図３と同様である。また、本実施例の数値実施例を以下に示す。
（数値実施例２）
f 38.77~72.81
Fno 2.04~2.84
ω 18.68°~10.04°
（Ａ）
面番号 曲率半径r(mm) 軸上面間隔d(mm) 屈折率(Nd) アッヘ゛数(νd)
OBJ 無限 3770.000
1 134.200 10.500 1.65160 58.55
2 -988.981 7.630
3 -215.183 3.800 1.80810 22.76
4 141.556 8.000 1.83481 42.71
5 -426.696 0.500
6 56.551 10.000 1.78590 44.20
7 347.052 可変
8 113.923 2.300 1.75700 47.82
9 26.858 12.300
10 -78.262 7.500 1.62004 36.26
11 94.557 4.500
12 -41.096 5.000 1.48749 70.24
13 63.246 4.800 1.80810 22.76
14 -72.647 可変
15 -29.730 1.400 1.72151 29.23
16 -118.388 1.600
17 -102.793 4.000 1.77250 49.60
STO -43.482 可変
19 69.375 4.000 1.80810 22.76
20 -551.160 可変
21 122.422 1.600 1.80610 33.27
22 32.035 8.500 1.48749 70.24
23 -79.796 4.000
24 -33.992 1.800 1.68893 31.08
25 130.940 1.000
26 111.010 10.000 1.49700 81.55
27 -37.683 0.500
28 -601.293 5.500 1.49700 81.55
29 -71.942 可変
30 64.434 9.000 1.69680 55.53
31 552.449 4.000
32 無限 36.020 1.51633 64.14
33 無限 8.000 1.51633 64.14
34 無限 21.000 1.80518 25.43
35 無限
（Ｂ）
d7 d14 d18 d20 d29
広角 3.235 16.061 23.229 15.755 1.009
中間 6.781 8.535 11.426 17.750 14.798
望遠 9.567 3.087 2.089 19.554 24.992
（Ｃ）
数式１＝ １．９１
数式３＝ −０．６７
数式５＝ ０．９８５
数式７＝ ０．０２５
数式９＝ ０．７６
数式１０＝ １．３９
数式１１＝ ３．０３
実施例１、２のズームレンズは光学機器に適用可能である。例えば、近年の反射型プロジェクタ（画像投射装置）では可変レンズシフトが標準搭載になりつつあるが、５０％シフト（パネルの５０％分のシフト）に対して０％シフトでは軸上ゴーストが画面内に入るため、ゴーストの低減が問題となる。実施例１、２のズームレンズはＧ２の凹面によってゴーストを低減することができるので、ゴーストが問題となり得る可変レンズシフト機能を備えたプロジェクタに好適である。もちろん、デジタルカメラなどの撮像装置など他の光学機器にも適用可能である。
（数値実施例２）
f 38.77~72.81
Fno 2.04~2.84
ω 18.68°~10.04°
（Ａ）
面番号 曲率半径r(mm) 軸上面間隔d(mm) 屈折率(Nd) アッヘ゛数(νd)
OBJ 無限 3770.000
1 134.200 10.500 1.65160 58.55
2 -988.981 7.630
3 -215.183 3.800 1.80810 22.76
4 141.556 8.000 1.83481 42.71
5 -426.696 0.500
6 56.551 10.000 1.78590 44.20
7 347.052 可変
8 113.923 2.300 1.75700 47.82
9 26.858 12.300
10 -78.262 7.500 1.62004 36.26
11 94.557 4.500
12 -41.096 5.000 1.48749 70.24
13 63.246 4.800 1.80810 22.76
14 -72.647 可変
15 -29.730 1.400 1.72151 29.23
16 -118.388 1.600
17 -102.793 4.000 1.77250 49.60
STO -43.482 可変
19 69.375 4.000 1.80810 22.76
20 -551.160 可変
21 122.422 1.600 1.80610 33.27
22 32.035 8.500 1.48749 70.24
23 -79.796 4.000
24 -33.992 1.800 1.68893 31.08
25 130.940 1.000
26 111.010 10.000 1.49700 81.55
27 -37.683 0.500
28 -601.293 5.500 1.49700 81.55
29 -71.942 可変
30 64.434 9.000 1.69680 55.53
31 552.449 4.000
32 無限 36.020 1.51633 64.14
33 無限 8.000 1.51633 64.14
34 無限 21.000 1.80518 25.43
35 無限
（Ｂ）
d7 d14 d18 d20 d29
広角 3.235 16.061 23.229 15.755 1.009
中間 6.781 8.535 11.426 17.750 14.798
望遠 9.567 3.087 2.089 19.554 24.992
（Ｃ）
数式１＝ １．９１
数式３＝ −０．６７
数式５＝ ０．９８５
数式７＝ ０．０２５
数式９＝ ０．７６
数式１０＝ １．３９
数式１１＝ ３．０３
実施例１、２のズームレンズは光学機器に適用可能である。例えば、近年の反射型プロジェクタ（画像投射装置）では可変レンズシフトが標準搭載になりつつあるが、５０％シフト（パネルの５０％分のシフト）に対して０％シフトでは軸上ゴーストが画面内に入るため、ゴーストの低減が問題となる。実施例１、２のズームレンズはＧ２の凹面によってゴーストを低減することができるので、ゴーストが問題となり得る可変レンズシフト機能を備えたプロジェクタに好適である。もちろん、デジタルカメラなどの撮像装置など他の光学機器にも適用可能である。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。本発明は正負負負正正と正負負正正正の６群に限られず、正負負正正等の５群であってもよいし、何群でも適用することができる。
本実施例のズームレンズは光学機器（プロジェクタなどの画像投射装置やデジタルカメラなどの撮像装置）に適用することができる。
１０Ａ、１０Ｂ 第１レンズユニット
１Ａ、１１Ａ、１２Ａ 第１レンズサブユニット
１Ｂ、１１Ｂ、１２Ｂ 第２レンズサブユニット
１Ａ、１１Ａ、１２Ａ 第１レンズサブユニット
１Ｂ、１１Ｂ、１２Ｂ 第２レンズサブユニット
本発明の一側面としてのズームレンズは、拡大共役側から順に、変倍のためには不動で正の屈折力の第１レンズユニット、変倍のために移動する変倍ユニットを有し、前記第１レンズユニットは拡大共役側から順に、合焦のために移動する正の屈折力の第１レンズサブユニットと、合焦のために移動する正の屈折力の第２レンズサブユニットを有し、無限遠から至近への合焦のために、前記第１レンズサブユニットと前記第２レンズサブユニットは互いの間隔を縮めながら移動し、前記第２レンズサブユニットの最も拡大共役側の面は拡大共役側に凹形状を有することを特徴とする。
また、本発明の他の側面としてのズームレンズは、拡大共役側から順に、変倍のためには不動で正の屈折力の第１レンズユニット、変倍のために移動する変倍ユニットを有し、前記第１レンズユニットは拡大共役側から順に、合焦のためには不動の正の屈折力の第１レンズサブユニットと、合焦のために移動する正の屈折力の第２レンズサブユニットを有し、無限遠から至近への合焦のために、前記第１レンズサブユニットと前記第２レンズサブユニットは互いの間隔を縮めながら移動し、前記第２レンズサブユニットの最も拡大共役側の面は拡大共役側に凹形状を有することを特徴とする。
また、本発明の他の側面としてのズームレンズは、拡大共役側から順に、変倍のためには不動で正の屈折力の第１レンズユニット、変倍のために移動する変倍ユニットを有し、前記第１レンズユニットは拡大共役側から順に、合焦のためには不動の正の屈折力の第１レンズサブユニットと、合焦のために移動する正の屈折力の第２レンズサブユニットを有し、無限遠から至近への合焦のために、前記第１レンズサブユニットと前記第２レンズサブユニットは互いの間隔を縮めながら移動し、前記第２レンズサブユニットの最も拡大共役側の面は拡大共役側に凹形状を有することを特徴とする。
Claims (11)
- 拡大共役側から順に、
変倍のためには不動で正の屈折力の第１レンズユニット、
変倍のために移動する変倍ユニットを有し、
前記第１レンズユニットは拡大共役側から順に、
合焦のために移動する正の屈折力の第１レンズサブユニットと、
合焦のために移動する正の屈折力の第２レンズサブユニットを有し、
無限遠から至近への合焦のために、前記第１レンズサブユニットと前記第２レンズサブユニットは互いの間隔を縮めながら移動し、
前記第２レンズサブユニットの最も拡大共役側の面は拡大共役側に凹形状を有することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第２レンズサブユニットは、両凹の負レンズと両凸の正レンズからなる貼り合わせレンズを有し、
前記両凹の負レンズは前記両凸の正レンズよりも拡大共役側に配置されることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ。
０．９５＜ ＮＧＲ／ＮＧＦ ＜１．０５
但し、ＮＧＲは前記貼り合わせレンズの前記両凸の正レンズの屈折率であり、ＮＧＦは前記貼り合わせレンズの前記両凹の負レンズの屈折率である。 - ＲＦ２３は前記貼り合わせレンズの最も拡大共役側の面の曲率半径、ＲＲ２３は前記貼り合わせレンズの最も縮小共役側の面の曲率半径とすると、
１＜（ＲＦ２３＋ＲＲ２３）／（ＲＲ２３−ＲＦ２３）＜１０
を満たすことを特徴とする請求項２または３に記載のズームレンズ。 - 前記第２レンズサブユニットは、光路に沿って前記貼り合わせレンズの縮小共役側に正レンズＡを有し、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項２乃至４いずれか１項に記載のズームレンズ。
０．５＜（ＲＦ４＋ＲＲ４）／（ＲＲ４−ＲＦ４）＜７
但し、ＲＦ４は前記正レンズＡの拡大共役側の面の曲率半径、ＲＲ４は前記正レンズＡの縮小共役側の面の曲率半径である。 - 前記第１レンズサブユニットは合焦のためには不動であることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載のズームレンズ。
- 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載のズームレンズ。
１．０＜ ｆ１Ｂ／ｆ１Ａ ＜３．０
但し、ｆ１Ａは前記第１レンズサブユニットの焦点距離、ｆ１Ｂは前記第２レンズサブユニットの焦点距離である。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載のズームレンズ。
−１．０＜ ｆ１Ａ／（ＲＧ２１／（ＮＧ２−１）） ＜−０．５
但し、ｆ１Ａは前記第１レンズサブユニットの焦点距離、ＲＧ２１は前記第２レンズサブユニットのうち最も拡大共役側の面の曲率半径であり、ＮＧ２は前記第２レンズサブユニットのうち最も拡大共役側のレンズの屈折率である。 - 前記凹形状の面を有するレンズが以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項に記載のズームレンズ。
０．０２＜θｇＦ−（０．６４３８−０．００１６８２×νｄ）＜０．０８
但し、νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）、θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）、
Ｎｄ，ＮＦ，ＮＣ，Ｎｇは、それぞれ、ｄ線，Ｆ線，Ｃ線，ｇ線における屈折率である。 - 前記第１レンズサブユニットが１枚の正レンズＢからなり、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項に記載のズームレンズ。
０＜（ＲＦ１＋ＲＲ１）／（ＲＲ１−ＲＦ１）＜４
但し、ＲＦ１は前記正レンズＢの拡大共役側の面の曲率半径、ＲＲ１は前記正レンズＢの縮小共役側の面の曲率半径である。 - 請求項１乃至１０いずれか１項に記載のズームレンズを有することを特徴とする光学機器。
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