JP2023050534A - レンズ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バックフォーカスを最適な長さに設定し、十分な光学性能を確保しつつ、高いズーム比、更には広画角化を実現する。【解決手段】 前レンズ群Ｇｆを、全体に負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１，全体に正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２，及び第３レンズ群Ｇ３により構成するとともに、後レンズ群Ｇｒを、全体に正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４，少なくとも二枚の正レンズＬ１０…を有する第５レンズ群Ｇ５，及び全体に正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６により構成し、ズーミング調整時に、Ｇ１及びＧ６を不動とし、Ｇ２群乃至Ｇ５を独立して光軸Ｄｃ方向へ移動させ、フォーカシング調整時に、Ｇ２を光軸Ｄｃ方向へ移動させる光学調整系１００を備えるとともに、ｂｆをバックフォーカスとし、ｆｗを広角側における全系Ｇ１０の焦点距離としたとき、２．３＜〔ｂｆ／ｆｗ〕＜３．８の［条件式］を満たす。【選択図】 図１

Description

本発明は、プロジェクタ等に備える投射光学系に用いて好適なレンズ装置に関する。

従来、プロジェクタからスクリーン等に投射する際に発生する像面湾曲を補正することを目的としたレンズ装置は知られており、この種のレンズ装置は、投射光学系として、特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載される投射光学系は、簡易な構成で、適切な像面湾曲を調整可能な投射光学系の提供を目的としたものであり、具体的には、投射光学系を構成するに際し、光軸上のパワーと最周辺部の子午断面のパワーとが互いに異なる第１レンズと、第１レンズに隣接する第２レンズと、軸外主光線と光軸とが交わる位置に配置された絞りとを有し、第１レンズと第２レンズとの光軸方向における間隔の変化により、投射像の像面湾曲を調整することが可能に構成するとともに、さらに、所定の条件式を満たすように構成したものである。

特開２０１７－１２６０３６号公報

しかし、上述した特許文献１に開示される従来のレンズ装置は、次のような課題も存在した。

第一に、プロジェクタ等の投射光学系は、投射装置本体側の光学系にプリズムを備えるため、この種の投射装置に用いるレンズ装置（交換レンズ）では、広角側における全系の焦点距離が短い場合、バックフォーカスを長くとることが困難になり、プリズムの配設スペースを確保できなくなる。一方、プリズムの配設スペースを確保するため、バックフォーカスを長くとった場合には、レンズ装置側における後玉レンズの大径化を招くとともに、光学性能の低下を招く虞れがあり、このような用途におけるレンズ装置では、十分な光学性能を確保しつつ、高いズーム比を実現し、かつ広画角化を実現することが容易でない難点があった。

第二に、投射光学系の前レンズ群に、非球面レンズにより構成した光軸方向に移動する像面補正レンズを配設するとともに、フォーカシング調整機構、即ち、光軸方向へ移動させるフォーカスレンズ又はフォーカスレンズ群を配設して構成するため、レンズ間の干渉により、像面補正が悪影響を受ける問題が発生する。具体的には、フォーカシング調整時に、像面湾曲が変動し、像面補正レンズの移動によっては像面湾曲に対する補正を十分に行うことができず、結果的に、投射画像全体の画像品質の低下を招く難点があった。しかも、光学系の配設スペースが限られる場合、フォーカシング調整機構と像面補正機構がより近接した位置に配設されることになり、レンズ装置における機構上の煩雑化を招くとともに、レンズ装置全体の小型化、更には低コスト化を図る上でのネックになるなど、更なる解決すべき課題も存在した。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したレンズ装置の提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、前レンズ群Ｇｆ，後レンズ群Ｇｒを備えるレンズ装置１を構成するに際して、前レンズ群Ｇｆを、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、全体に負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１，全体に正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２，及び第３レンズ群Ｇ３により構成するとともに、後レンズ群Ｇｒを、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、全体に正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４，少なくとも二枚の正レンズＬ１０…を有する第５レンズ群Ｇ５，及び全体に正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６により構成し、ズーミング調整時に、第１レンズ群Ｇ１及び第６レンズ群Ｇ６を不動とし、第２レンズＧ２群乃至第５レンズ群Ｇ５を独立して光軸Ｄｃ方向へ移動させ、フォーカシング調整時に、第２レンズ群Ｇ２を光軸Ｄｃ方向へ移動させる光学調整系１００を備えるとともに、ｂｆをバックフォーカスとし、ｆｗを広角側における全系Ｇ１０の焦点距離としたとき、２．３＜〔ｂｆ／ｆｗ〕＜３．８の［条件式］を満たす光学系Ｇを備えることを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、第１レンズ群Ｇ１には、最も物体ＯＢＪ側に、光軸Ｄｃ方向へ移動させて像面補正を行う像面補正レンズＬｓを設けることができるとともに、この像面補正レンズＬｓには、非球面レンズを用いることができる。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、単レンズを用いた正レンズＬ４，単レンズを用いた負レンズＬ５，及び単レンズを用いた正レンズＬ６により構成するとともに、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆｇ２を８０〔ｍｍ〕未満に設定することができる。一方、第５レンズ群Ｇ５には、最も物体ＯＢＪ側に、物体ＯＢＪ側に位置する負レンズＬｎ９（Ｌｎ１０）と像ＩＭＧ側に位置する正レンズＬｐ９（Ｌｐ１０）を接合した接合レンズＪ９（Ｊ１０）を設けることができ、この際、負レンズＬｎ９（Ｌｎ１０）におけるｄ線に対する屈折率を１．８５以上に設定するとともに、第５レンズ群Ｇ５における少なくとも二枚の正レンズＬ１０…におけるｄ線に対するアッベ数を７０以上に設定することが望ましい。なお、光学系Ｇは、ズーム比を１．４倍以上とし、かつ広角側における全画角を７０゜以上に設定するとともに、投射光学系に適用することが望ましい。

このような構成を有する本発明に係るレンズ装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 前レンズ群Ｇｆを、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、全体に負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１，全体に正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２，及び第３レンズ群Ｇ３により構成するとともに、後レンズ群Ｇｒを、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、全体に正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４，少なくとも二枚の正レンズＬ１０，Ｌ１２を有する第５レンズ群Ｇ５，及び全体に正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６により構成し、ズーミング調整時に、第１レンズ群Ｇ１及び第６レンズ群Ｇ６を不動とし、第２レンズＧ２群乃至第５レンズ群Ｇ５を独立して光軸Ｄｃ方向へ移動させ、フォーカシング調整時に、第２レンズ群Ｇ２を光軸Ｄｃ方向へ移動させる光学調整系１００を備えるとともに、ｂｆをバックフォーカスとし、ｆｗを広角側における全系Ｇ１０の焦点距離としたとき、２．３＜〔ｂｆ／ｆｗ〕＜３．８の［条件式］を満たす光学系Ｇを備えるため、バックフォーカスを最適な長さに設定することができる。これにより、十分な光学性能を確保しつつ、高いズーム比（１．４倍以上）、更には広画角化（全画角７０゜以上）を実現することができる。

（２） 好適な態様により、第１レンズ群Ｇ１に、最も物体ＯＢＪ側に、光軸Ｄｃ方向へ移動させて像面補正を行う像面補正レンズＬｓを設ければ、フォーカシング調整時に移動する第２レンズ群Ｇ２と像面補正レンズＬｓは、光学的及び機構的に干渉が抑制されるため、特に、フォーカシング調整時に発生する像面湾曲を有効に解消できるなど、十分な像面補正を行うことができ、画像全体の品質向上を図ることができる。加えて、フォーカシング調整機構と像面補正機構の設計自由度を高めることができるため、レンズ装置１における機構上の簡略化、レンズ装置１全体の小型コンパクト化、更には低コスト化を実現することができる。

（３） 好適な態様により、像面補正レンズＬｓに、非球面レンズを用いれば、非球面レンズにおける光軸Ｄｃ上のパワーと最周辺のパワーのパワー比率を良好な範囲に設定可能になるため、パワー比率を最適化することにより像面湾曲を良好に解消することができる。

（４） 好適な態様により、第２レンズ群Ｇ２を構成するに際し、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、単レンズを用いた正レンズＬ４，単レンズを用いた負レンズＬ５，及び単レンズを用いた正レンズＬ６により構成するとともに、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離を８０〔ｍｍ〕未満に設定すれば、コマ収差，非点収差，像面湾曲等の諸収差をバランス良く補正できるとともに、特に、フォーカシング調整時のレンズ群の移動量を少なくすることができるため、レンズ装置１の全長をより短くすることができる。

（５） 好適な態様により、第５レンズ群Ｇ５を構成するに際し、最も物体ＯＢＪ側に、物体ＯＢＪ側に位置する負レンズＬｎ９（Ｌｎ１０）と像ＩＭＧ側に位置する正レンズＬｐ９（Ｌｐ１０）を接合した接合レンズＪ９（Ｊ１０）を設ければ、最適な光学特性を得る観点から、第５レンズ群Ｇ５を含む光学系Ｇ全体の望ましいレンズ構成を構築することができる。

（６） 好適な態様により、第５レンズ群Ｇ５における接合レンズＪ９の負レンズＬｎ９のｄ線に対する屈折率を１．８５以上に設定すれば、球面収差，コマ収差及び非点収差を良好に補正することができるとともに、加えて、軸上色収差及び倍率色収差を補正することができる。

（７） 好適な態様により、第５レンズ群Ｇ５における少なくとも二枚の正レンズＬ１０…のｄ線に対するアッベ数を７０以上に設定すれば、特に、軸上色収差及び倍率色収差を良好に補正することができる。

（８） 好適な態様により、光学系Ｇとして、投射光学系に適用すれば、特に、スクリーンに投射するプロジェクタ等の十分な光学性能を確保しつつ、高いズーム比、更には広画角化を実現できるとともに、フォーカシングにより発生する像面湾曲を有効に解消することができる。

本発明の好適実施形態に係る実施例１のレンズ装置のレンズ構成図、 同実施例１のレンズ装置における光学調整系の機能説明図、 同実施例１のレンズ装置の光路図、 同実施例１のレンズ装置のワイド側における基準距離時の縦収差図、 同実施例１のレンズ装置のテレ側における基準距離時の縦収差図、 同実施例１のレンズ装置のワイド側における近距離時の縦収差図、 同実施例１のレンズ装置のテレ側における近距離時の縦収差図、 同実施例１のレンズ装置のワイド側における遠距離時の縦収差図、 同実施例１のレンズ装置のテレ側における遠距離時の縦収差図、 同実施例２のレンズ装置のレンズ構成図、 同実施例２のレンズ装置における光学調整系の機能説明図、 同実施例２のレンズ装置の光路図、 同実施例２のレンズ装置のワイド側における基準距離時の縦収差図、 同実施例２のレンズ装置のテレ側における基準距離時の縦収差図、 同実施例２のレンズ装置のワイド側における近距離時の縦収差図、 同実施例２のレンズ装置のテレ側における近距離時の縦収差図、 同実施例２のレンズ装置のワイド側における遠距離時の縦収差図、 同実施例２のレンズ装置のテレ側における遠距離時の縦収差図、 同レンズ装置における各条件及び条件式の一覧表、

次に、本発明に係る好適実施形態である実施例１，２を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る実施例１のレンズ装置１について、図１－図９及び図１９を参照して具体的に説明する。

最初に、図１を参照して、本実施形態（実施例１）に係るレンズ装置１について説明する。なお、このレンズ装置１は、プロジェクタに用いる投射レンズ（ズームレンズ）、即ち、光学系Ｇとして、投射光学系、特に、投射ズーム光学系に適用することを想定している。このように、光学系Ｇとして、投射光学系（投射ズーム光学系）に適用すれば、特に、スクリーンに投射するプロジェクタ等の十分な光学性能を確保しつつ、高いズーム比、更には広画角化を実現できるとともに、フォーカシングにより発生する像面湾曲を有効に解消することができる。図１中、ＯＢＪはスクリーン等の物体を示し、ＩＭＧは液晶パネル等の画像表示素子となる像を示している。したがって、物体ＯＢＪ側が光軸Ｄｃ方向の前方となり、像ＩＭＧ側が光軸Ｄｃ方向の後方となる。なお、図１中、Ｐｂは模式的に描いたプリズムを示す。

実施例１に係るレンズ装置１は、図１に示すように、光学系Ｇを備え、Ｇ１０は光学系Ｇにおける全系を示す。この全系Ｇ１０は、基本的な構成として、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、前レンズ群Ｇｆ，後レンズ群Ｇｒを備える。そして、前レンズ群Ｇｆは、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、全体に負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１，全体に正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２，及び第３レンズ群Ｇ３により構成する。

この場合、第１レンズ群Ｇ１は、三枚の単レンズにより構成し、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、第１レンズＬ１，第２レンズＬ２，第３レンズＬ３を備える。

最も物体ＯＢＪ側に配する第１レンズＬ１は、光軸Ｄｃ方向に移動することにより像面補正を行う像面補正レンズＬｓとして機能し、この像面補正レンズＬｓには、物体ＯＢＪ側に凸面を有する非球面のメニスカスレンズを用いる。

このように、第１レンズ群Ｇ１における最も物体ＯＢＪ側に、光軸Ｄｃ方向へ移動させて像面補正を行う像面補正レンズＬｓを設ければ、フォーカシング調整時に移動する後述の第２レンズ群Ｇ２との光学的及び機構的に干渉が抑制されるため、特に、フォーカシング調整時に発生する像面湾曲を有効に解消できるなど、十分な像面補正を行うことができ、画像全体の品質向上を図ることができる。加えて、フォーカシング調整機構と像面補正機構の設計自由度を高めることができるため、レンズ装置１における機構上の簡略化、レンズ装置１全体の小型コンパクト化、更には低コスト化を実現することができる。さらに、像面補正レンズＬｓに、非球面レンズを用いれば、非球面レンズにおける光軸Ｄｃ上のパワーと最周辺のパワーのパワー比率を良好な範囲に設定可能になるため、パワー比率を最適化することにより像面湾曲を良好に解消することができる。

また、第２レンズＬ２には、物体ＯＢＪ側に凸面を有する負メニスカスレンズを使用するとともに、第３レンズＬ３には、両凹レンズを使用する。これにより、第１レンズ群Ｇ１は、全体として負の屈折力を有する。

一方、第２レンズ群Ｇ２は、三枚の単レンズにより構成し、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、両凸レンズを用いた正レンズＬ４，両凹レンズを用いた負レンズＬ５，及び両凸レンズを用いた正レンズＬ６を備え、これにより、第２レンズ群Ｇ２は、全体として、正の屈折力を有する。また、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離は８０〔ｍｍ〕未満に設定する。このような条件に設定することにより、コマ収差，非点収差，像面湾曲等の諸収差をバランス良く補正できるとともに、特に、フォーカシング調整時のレンズ群の移動量を少なくすることができるため、レンズ装置１の全長をより短くすることができる。

さらに、第３レンズ群Ｇ３は、物体ＯＢＪ側の両凸レンズと像ＩＭＧ側の両凹レンズを接合した接合レンズＪ７を用いて構成する。これにより、第３レンズ群Ｇ３は、全体として、負の屈折力を有するように構成する。

他方、後レンズ群Ｇｒは、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、全体に正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４，少なくとも二枚の正レンズ（実施例１は三枚の正レンズＬｐ９，Ｌ１０，Ｌ１２）を有する第５レンズ群Ｇ５，及び全体に正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６により構成する。

この場合、第４レンズ群Ｇ４は、物体ＯＢＪ側に位置する物体ＯＢＪ側に凸面を有する負メニスカスレンズと像ＩＭＧ側に位置する両凸レンズを接合した接合レンズＪ８を用いて構成し、全体として正の屈折力を有する。

また、第５レンズ群Ｇ５は、一つの接合レンズＪ９と四枚の単レンズにより構成する。第５レンズ群Ｇ５は、最も物体ＯＢＪ側に、物体ＯＢＪ側に位置する負メニスカスレンズを用いた負レンズＬｎ９と像ＩＭＧ側に位置する両凸レンズを用いた正レンズＬｐ９を接合した接合レンズＪ９を備える。このような接合レンズＪ９を設ければ、最適な光学特性を得る観点から、第５レンズ群Ｇ５を含む光学系Ｇ全体の望ましいレンズ構成を構築することができる。

この接合レンズＪ９は、負レンズＬｎ９におけるｄ線に対する屈折率を１．８５以上に設定する。このような条件に設定すれば、球面収差，コマ収差及び非点収差を良好に補正できるとともに、加えて、軸上色収差及び倍率色収差を補正できる利点がある。また、第５レンズ群Ｇ５における少なくとも二枚（実施例１は三枚）の正レンズＬｐ９，Ｌ１０及びＬ１２のｄ線に対するアッベ数を７０以上に設定する。このように設定すれば、特に、軸上色収差及び倍率色収差を良好に補正することができる。

一方、この接合レンズＪ９に対して、像ＩＭＧ側には、両凸レンズを用いた正レンズＬ１０，像ＩＭＧ側に凸面を有する負メニスカスレンズＬ１１，像ＩＭＧ側に凸面を有する正メニスカスレンズを用いた正レンズＬ１２，像ＩＭＧ側に凸面を有する負メニスカスレンズＬ１３を順次配して構成する。これにより、少なくとも二枚の正レンズ（実施例１は三枚の正レンズＬｐ９，Ｌ１０，Ｌ１２）を有する第５レンズ群Ｇ５が構成され、第５レンズ群Ｇ５は、全体として正の屈折力を有する。

さらに、第６レンズ群Ｇ６は、一枚の単レンズによる両凸レンズを用いた正レンズＬ１４により構成する。

また、ｂｆをバックフォーカスとし、ｆｗを広角側における全系Ｇ１０の焦点距離としたとき、次の条件式を満たすように設定する。
２．３＜〔ｂｆ／ｆｗ〕＜３．８ … ［条件式］
これにより、最適なバックフォーカスの長さを設定することができる。この場合、〔ｂｆ／ｆｗ〕が２．３を下回れば、バックフォーカスが短かすぎてしまい、投射装置本体側におけるプリズムの配設スペースを確保できなくなるとともに、〔ｂｆ／ｆｗ〕が３．８を上回れば、バックフォーカスが長すぎてしまい、後玉のレンズ外径が大きくなり性能面での低下を招いてしまう。

一方、図２は、光学調整系１００の機能説明図、即ち、光学系Ｇのズーミング調整時及びフォーカシング調整時に光軸Ｄｃ方向へ移動するレンズ及びレンズ群を説明するための機能説明図を示す。光学調整系１００は、像面補正機能，ズーミング調整機能，及びフォーカス調整機能を備える。この場合、第１レンズ群Ｇ１における最も物体ＯＢＪ側に配した像面補正レンズＬｓは、不図示の像面補正リングを回し操作することにより光軸Ｄｃ方向へ移動させて像面補正を行うことができる。また、ズーミング調整時には、不図示のレンズ鏡筒に配したズーム調整リングを回し操作することにより、第１レンズ群Ｇ１及び第６レンズ群Ｇ６が不動となり、第２レンズ群Ｇ２，第３レンズ群Ｇ３，第４レンズ群Ｇ４，第５レンズ群Ｇ５をそれぞれ独立して光軸Ｄｃ方向へ移動させることができる。さらに、フォーカシング調整時には、不図示のレンズ鏡筒に配したフォーカス調整リングを回し操作することにより、第２レンズ群Ｇ２を光軸Ｄｃ方向へ移動させることができ、他のレンズ群Ｇ１，Ｇ３－Ｇ６は不動となる。

したがって、前述したように、像面補正レンズＬｓは、第１レンズ群Ｇ１における最も物体ＯＢＪ側に配したため、フォーカシング調整時に移動する第２レンズ群Ｇ２と像面補正レンズＬｓ間の光学的及び機構的な干渉は抑制される。この結果、特に、フォーカシング調整時に発生する像面湾曲を有効に解消できるなど、十分な像面補正を行うことができ、画像全体の品質向上を図ることができる。また、フォーカシング調整機構と像面補正機構の設計自由度を高めることができるため、レンズ装置１における機構上の簡略化、レンズ装置１全体の小型コンパクト化、更には低コスト化を実現することができる。なお、図３には、実施例１におけるレンズ装置１の光線図を示す。

さらに、表１ａ，表１ｂは実施例１のレンズ装置１におけるレンズ全系のレンズデータを示し、表１ａは面データ、表１ｂは像面補正レンズＬｓの非球面データ（非球面係数）をそれぞれ示す。基準距離における投射時のレンズ全系は、ズーム比：１．４０６，ワイド側のＦナンバ：１．８６，テレ側のＦナンバ：２．２０，ワイド側の全画角：９０．４〔゜〕，像高：１１．８０〔ｍｍ〕である。

表１ａの面データは、物体ＯＢＪ側から数えたレンズ面の面番号をｉで示し、この面番号ｉは、図１に示した符号（数字）に一致する。これに対応して、レンズ面の曲率半径Ｒ（ｉ）、軸上面間隔Ｄ（ｉ）、レンズの屈折率ｎｄ（ｉ）、レンズのアッベ数νｄ（ｉ）、レンズ面の有効半径Ｒｅ（ｉ）をそれぞれ示す。ｎｄ（ｉ）及びνｄ（ｉ）はｄ線（５８７．５６〔ｎｍ〕）に対する数値である。軸上面間隔Ｄ（ｉ）は相対向する面と面間のレンズ厚或いは空気空間を示す。なお、曲率半径Ｒ（ｉ）と面間隔Ｄ（ｉ）の単位は〔ｍｍ〕である。面番号のＯＢＪは物体、ＩＭＧは像の位置を示す。曲率半径Ｒ（ｉ）のＩＮＦＩＮＩＴＹは平面である。屈折率ｎｄ（ｉ）とアッベ数νｄ（ｉ）の空欄は空気であることを示す。

表１ｂにおいて、非球面係数は、面の中心を原点とし、光軸Ｄｃ方向をＺとした直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において、Ｓ１（ｉ＝１），Ｓ２（ｉ＝２）を非球面の面番号としたとき、Ｚは数１により表される。数１において、Ｒは中心曲率半径、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２，Ａ１４は、それぞれ４次，６次，８次，１０次，１２次，１４次の非球面係数、Ｈは光軸上の原点からの距離である。なお、表１ｂにおいて、「Ｅ」は「１０のべき乗」を意味する。

図１９に示すように、実施例１のレンズ装置１において、バックフォーカスｂｆは、４０．５８〔ｍｍ〕，広角側における全系Ｇ１０の焦点距離ｆｗは、１１．７６〔ｍｍ〕であるため、ｂｆ／ｆｗは「３．４５」となり、［条件式］の「２．３＜〔ｂｆ／ｆｗ〕＜３．８」を満たしている。

また、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆｇ２は７２．２９〔ｍｍ〕であり、８０〔ｍｍ〕未満を満たし、第５レンズ群Ｇ５の最も物体ＯＢＪ側に位置する接合レンズＪ９における負レンズＬｎ９のｄ線の屈折率ｎｄは１．９５３７５であり、１．８５以上を満たし、第５レンズ群Ｇ５を構成する少なくとも二枚以上（実施例１は三枚）の正レンズＬｐ９，Ｌ１０及びＬ１２のｄ線に対するアッベ数νｄは、それぞれ「８１．７３０」，「８１，７３０」，「９５．１０３６」であり、いずれも７０以上を持たす。さらに、前述したように、望ましいレンズ装置１となるズーム比は１．４０６であり、１．４倍以上を確保するとともに、広角側における全画角は９０．４〔゜〕であり、７０゜以上を確保する。

図４－図９に、実施例１のレンズ装置１における像面補正後の縦収差図を示す。図４は基準距離（ＷＩＤＥ側，ＯＢＪ＝１７３０ｍｍ）の縦収差図、図５は基準距離（ＴＥＬＥ側，ＯＢＪ＝１７３０ｍｍ）の縦収差図、図６は近距離（ＷＩＤＥ側，ＯＢＪ＝１０３０ｍｍ）の縦収差図、図７は近距離（ＴＥＬＥ側，ＯＢＪ＝１４６０ｍｍ）の縦収差図、図８は遠距離（ＷＩＤＥ側，ＯＢＪ＝１０８００ｍｍ）の縦収差図、図９は遠距離（ＴＥＬＥ側，ＯＢＪ＝１５２００ｍｍ）の縦収差図をそれぞれ示す。各縦収差図は、左側から、球面収差（６１０ｎｍ，５５０ｎｍ，４６０ｎｍ），非点収差（５５０ｎｍ），歪曲収差（５５０ｎｍ）を示す。各スケール目盛は、±０．１０ｍｍ，±０．１０ｍｍ，±１．０％である。

実施例１のレンズ装置１は、図４－図９に示すように、いずれの縦収差も、大きな乱れがなく良好な収差特性、即ち、像面補正が行われた撮像性能（光学性能）が得られていることを確認できる。

次に、本実施形態に係る実施例２のレンズ装置１について、図１０－図１９を参照して説明する。

実施例２に係るレンズ装置１は、図１０に示すように、光学系Ｇを備え、Ｇ１０は光学系Ｇにおける全系を示す。この全系Ｇ１０は、基本的な構成として、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、前レンズ群Ｇｆ，後レンズ群Ｇｒを備える。そして、前レンズ群Ｇｆは、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、全体に負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１，全体に正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２，及び第３レンズ群Ｇ３により構成する。なお、図１０中、ＯＢＪは、スクリーン等の物体，ＩＭＧは、像，Ｐｂは、プリズムをそれぞれ示す。

また、第１レンズ群Ｇ１は、三枚の単レンズにより構成し、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、第１レンズＬ１，第２レンズＬ２，第３レンズＬ３を備える。最も物体ＯＢＪ側に配する第１レンズＬ１は、光軸Ｄｃ方向に移動することにより像面補正を行う像面補正レンズＬｓとして機能し、この像面補正レンズＬｓには、物体ＯＢＪ側に凸面を有する非球面のメニスカスレンズを用いる。したがって、実施例２の第１レンズ群Ｇ１は、レンズ特性やレンズ間隔を除いて基本的なレンズ構成は、実施例１と同じである。

一方、第２レンズ群Ｇ２は、三枚の単レンズにより構成する。即ち、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、両凸レンズを用いた正レンズＬ４、物体ＯＢＪ側に凸面を有する負メニスカスレンズを用いた負レンズＬ５、物体ＯＢＪ側に凸面を有する正メニスカスレンズを用いた正レンズＬ６を備える。これにより、実施例２の第２レンズ群Ｇ２は実施例１の第２レンズ群Ｇ２と同様に、全体として、正の屈折力を有するとともに、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離は８０〔ｍｍ〕未満に設定する。したがって、実施例２の第２レンズ群Ｇ２は、レンズの種類，レンズ特性及びレンズ間隔を除いて基本的なレンズ構成は、実施例１と同じになる。

さらに、第３レンズ群Ｇ３は、二枚の単レンズにより構成する。即ち、物体ＯＢＪ側に位置し、かつ物体ＯＢＪ側に凸面を有する正メニスカスレンズを用いた正レンズＬ７と、像ＩＭＧ側に位置し、かつ物体ＯＢＪ側に凸面を有する負メニスカスレンズを用いた負レンズＬ８により構成し、全体として、負の屈折力を有する。実施例１の第３レンズ群Ｇ３は、接合レンズＪ７を用いたが、実施例２の第３レンズ群Ｇ３は、二枚の単レンズを用いて構成した点が実施例１と異なる。

他方、後レンズ群Ｇｒは、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、全体に正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４，少なくとも二枚の正レンズ（実施例２は三枚の正レンズＬｐ１０，Ｌ１１，Ｌ１３）を有する第５レンズ群Ｇ５，及び全体に正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６により構成する。

第４レンズ群Ｇ４は、物体ＯＢＪ側に位置し、かつ物体ＯＢＪ側に凸面を有する負メニスカスレンズと、像ＩＭＧ側に位置する両凸レンズとを接合した接合レンズＪ９を用い、全体として正の屈折力を有するように構成する。また、第５レンズ群Ｇ５は、一つの接合レンズＪ９と四枚の単レンズにより構成する。即ち、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、物体ＯＢＪ側に位置する両凹レンズを用いた負レンズＬｎ１０と像ＩＭＧ側に位置する両凸レンズを用いた正レンズＬｐ１０を接合した接合レンズＪ１０，両凸レンズを用いた正レンズＬ１１，像ＩＭＧ側に凸面を有する負メニスカスレンズＬ１２，両凸レンズを用いた正レンズＬ１３，像ＩＭＧ側に凸面を有する負メニスカスレンズＬ１４を順次配して構成する。これにより、少なくとも二枚の正レンズＬ１１，Ｌ１３…を有する第５レンズ群Ｇ５が構成され、第５レンズ群Ｇ５は、全体として正の屈折力を有する。さらに、第６レンズ群Ｇ６は、一枚の単レンズによる像ＩＭＧ側に凸面を有する正メニスカスレンズを用いた正レンズＬ１５を備える。

この場合、第５レンズ群Ｇ５を構成する接合レンズＪ１０における負レンズＬｎ１０のｄ線に対する屈折率を１．８５以上に設定するとともに、第５レンズ群Ｇ５における少なくとも二枚（実施例２は三枚）の正レンズＬｐ１０，Ｌ１１及びＬ１３のｄ線に対するアッベ数を７０以上に設定する。したがって、実施例２の後レンズ群Ｇｒは、レンズの種類，レンズ特性及びレンズ間隔を除いて基本的なレンズ構成は、実施例１と同じになる。なお、Ｐｂは実施例１と同様の平行平面板を示す。

また、ｂｆをバックフォーカスとし、ｆｗを広角側における全系Ｇ１０の焦点距離としたとき、［条件式］、即ち、「２．３＜〔ｂｆ／ｆｗ〕＜３．８」の条件式を満たす点も実施例１と同様に構成する。図１１は、光学調整系１００の機能説明図、即ち、光学系Ｇのズーミング調整時及びフォーカシング調整時に光軸Ｄｃ方向へ移動するレンズ及びレンズ群を説明するための機能説明図を示し、像面補正レンズＬｓを用いた像面補正機能，ズーミング調整機能，及びフォーカシング調整機能は、図２に示した実施例１の光学調整系１００と同じになる。図１２は、実施例２におけるレンズ装置１の光線図を示す。

さらに、表２ａ，表２ｂは実施例２のレンズ装置１におけるレンズ全系のレンズデータを示し、表２ａは面データ、表２ｂは像面補正レンズＬｓの非球面データ（非球面係数）をそれぞれ示す。基準距離における投射時のレンズ全系は、ズーム比：１．４９０，ワイド側のＦナンバ：１．８６，テレ側のＦナンバ：２．１８，ワイド側の全画角：７２．２〔゜〕，像高：１１．８０〔ｍｍ〕である。

一方、図１９に示すように、実施例２のレンズ装置１において、バックフォーカスｂｆは、４１．５３〔ｍｍ〕，広角側における全系Ｇ１０の焦点距離ｆｗは、１６．２０〔ｍｍ〕であるため、ｂｆ／ｆｗは「２．５６」となり、［条件式］の「２．３＜〔ｂｆ／ｆｗ〕＜３．８」を満たしている。

また、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆｇ２は７７．６２〔ｍｍ〕であり、８０〔ｍｍ〕未満を満たし、第５レンズ群Ｇ５の最も物体ＯＢＪ側に位置する接合レンズＪ１０における負レンズＬｎ１０のｄ線の屈折率ｎｄは１．８７０７１であり、１．８５以上を満たし、第５レンズ群Ｇ５を構成する少なくとも二枚以上（実施例２は三枚）の正レンズＬｐ１０，Ｌ１１及びＬ１３のｄ線に対するアッベ数νｄは、それぞれ「８１．６０８７」，「９５，１０３６」，「８１．６０８７」であり、いずれも７０以上を持たす。さらに、前述したように、望ましいレンズ装置１となるズーム比は１．４９０であり、１．４倍以上を確保するとともに、広角側における全画角は７２．２〔゜〕であり、７０゜以上を確保する。

図１３－図１８に、実施例２のレンズ装置１における像面補正後の縦収差図を示す。図１３は基準距離（ＷＩＤＥ側，ＯＢＪ＝２４９０ｍｍ）の縦収差図、図１４は基準距離（ＴＥＬＥ側，ＯＢＪ＝２４９０ｍｍ）の縦収差図、図１５は近距離（ＷＩＤＥ側，ＯＢＪ＝１５２０ｍｍ）の縦収差図、図１６は近距離（ＴＥＬＥ側，ＯＢＪ＝２０７０ｍｍ）の縦収差図、図１７は遠距離（ＷＩＤＥ側，ＯＢＪ＝１４９００ｍｍ）の縦収差図、図１８は遠距離（ＴＥＬＥ側，ＯＢＪ＝２０９８０ｍｍ）の縦収差図をそれぞれ示す。各縦収差図は、左側から、球面収差（６１０ｎｍ，５５０ｎｍ，４６０ｎｍ），非点収差（５５０ｎｍ），歪曲収差（５５０ｎｍ）を示す。各スケール目盛は、±０．１０ｍｍ，±０．１０ｍｍ，±１．０％である。

実施例２のレンズ装置１は、図１３－図１８に示すように、いずれの縦収差も、大きな乱れがなく良好な収差特性、即ち、像面補正が行われた撮像性能（光学性能）が得られていることを確認できる。

よって、このような本実施形態（実施例１，２）に係るレンズ装置１によれば、基本的な構成として、前レンズ群Ｇｆを、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、全体に負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１，全体に正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２，及び第３レンズ群Ｇ３により構成するとともに、後レンズ群Ｇｒを、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、全体に正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４，少なくとも二枚の正レンズＬ１０…を有する第５レンズ群Ｇ５，及び全体に正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６により構成し、ズーミング調整時に、第１レンズ群Ｇ１及び第６レンズ群Ｇ６を不動とし、第２レンズＧ２群乃至第５レンズ群Ｇ５を独立して光軸Ｄｃ方向へ移動させ、フォーカシング調整時に、第２レンズ群Ｇ２を光軸Ｄｃ方向へ移動させる光学調整系１００を備えるとともに、ｂｆをバックフォーカスとし、ｆｗを広角側における全系Ｇ１０の焦点距離としたとき、２．３＜〔ｂｆ／ｆｗ〕＜３．８の［条件式］を満たす光学系Ｇを備えるため、バックフォーカスを最適な長さに設定することができる。これにより、十分な光学性能を確保しつつ、高いズーム比（１．４倍以上）、更には広画角化（全画角７０゜以上）を実現することができる。

以上、実施例１，２を含む好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、第１レンズ群Ｇ１における最も物体ＯＢＪ側に、光軸Ｄｃ方向へ移動させて像面補正を行う像面補正レンズＬｓを設けることが望ましいが必須の構成要素となるものではない。また、第２レンズ群Ｇ２を構成するに際し、物体ＯＢＪ側から像ＩＭＧ側へ順に、単レンズを用いた正レンズＬ４，単レンズを用いた負レンズＬ５，及び単レンズを用いた正レンズＬ６により構成し、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆｇ２を８０〔ｍｍ〕未満に設定することが望ましいが、他のレンズ構成及び他の条件を排除するものではない。一方、第５レンズ群Ｇ５における物体ＯＢＪ側に位置する負レンズＬｎ９（Ｌｎ１０）のｄ線に対する屈折率を１．８５以上に設定することが望ましいが、必須の構成要素となるものではない。また、第５レンズ群Ｇ５における二枚以上の正レンズＬ１０…として、三枚の正レンズを例示したが、いずれか二枚の正レンズＬ１０…であってもよいし、四枚以上の正レンズＬ１０…であってもよい。したがって、これらの場合には、二枚の正レンズＬ１０…又は三枚以上の正レンズＬ１０…におけるｄ線に対するアッベ数を７０以上に設定することが望ましい。

本発明に係るレンズ装置は、プロジェクタ等の各種光学機器における専用レンズ或いは交換レンズを含む投射レンズ（投射ズームレンズ）として利用できる。

１：レンズ装置，１００：光学調整系，ＯＢＪ：物体，ＩＭＧ：像，Ｄｃ：光軸，Ｇ：光学系，Ｇ１０：全系，Ｇｆ：前レンズ群，Ｇｒ：後レンズ群，Ｇ１：第１レンズ群，Ｇ２：第２レンズ群，Ｇ３：第３レンズ群，Ｇ４：第４レンズ群，Ｇ５：第５レンズ群，Ｇ６：第６レンズ群，Ｌ４：正レンズ，Ｌ５：負レンズ，Ｌ６：正レンズ，Ｌ１０…：正レンズ，Ｌｎ９：負レンズ，Ｌｐ９：正レンズ，Ｌｎ１０：負レンズ，Ｌｐ１０：正レンズ，Ｌｓ：像面補正レンズ，Ｊ７：接合レンズ，Ｊ８：接合レンズ，Ｊ９：接合レンズ，Ｊ１０：接合レンズ

Claims (9)

1. 物体側から像側へ順に、前レンズ群，後レンズ群を備えるレンズ装置において、前記前レンズ群を、物体側から像側へ順に、全体に負の屈折力を有する第１レンズ群，全体に正の屈折力を有する第２レンズ群，及び第３レンズ群により構成するとともに、前記後レンズ群を、物体側から像側へ順に、全体に正の屈折力を有する第４レンズ群，少なくとも二枚の正レンズを有する第５レンズ群，及び全体に正の屈折力を有する第６レンズ群により構成し、ズーミング調整時に、前記第１レンズ群及び第６レンズ群を不動とし、前記第２レンズ群乃至第５レンズ群を独立して光軸方向へ移動させ、フォーカシング調整時に、前記第２レンズ群を光軸方向へ移動させる光学調整系を備えるとともに、ｂｆをバックフォーカスとし、ｆｗを広角側における全系の焦点距離としたとき、以下の［条件式］を満たす光学系を備えることを特徴とするレンズ装置。
   ２．３＜〔ｂｆ／ｆｗ〕＜３．８ … ［条件式］
2. 前記第１レンズ群は、最も物体側に、光軸方向へ移動させて像面補正を行う像面補正レンズを備えることを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
3. 前記像面補正レンズは、非球面レンズを用いることを特徴とする請求項２記載のレンズ装置。
4. 前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズを用いた単レンズ，負レンズを用いた単レンズ，及び正レンズを用いた単レンズにより構成するとともに、焦点距離を８０〔ｍｍ〕未満に設定することを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
5. 前記第５レンズ群は、最も物体側に、物体側に位置する負レンズと像側に位置する正レンズを接合した接合レンズを備えることを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
6. 前記第５レンズ群は、前記接合レンズを構成する負レンズのｄ線に対する屈折率を１．８５以上に設定することを特徴とする請求項５記載のレンズ装置。
7. 前記第５レンズ群は、当該第５レンズ群における少なくとも二枚の正レンズのｄ線に対するアッベ数を７０以上に設定することを特徴とする請求項１，５又は６記載のレンズ装置。
8. 前記光学系は、ズーム比を１．４倍以上とし、かつ広角側における全画角を７０゜以上に設定することを特徴とする請求項１－７のいずれかに記載のレンズ装置。
9. 前記光学系は、投射光学系に適用することを特徴とする請求項１－８のいずれかに記載のレンズ装置。

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