JP7607486B2 - ズームレンズ、投写型表示装置、および撮像装置 - Google Patents

ズームレンズ、投写型表示装置、および撮像装置 Download PDF

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Description

本開示の技術は、ズームレンズ、投写型表示装置、および撮像装置に関する。
投写型表示装置、又は撮像装置に適用可能なズームレンズとして、例えば下記特許文献１、特許文献２、および特許文献３に記載のレンズ系が知られている。
特開２０１７－１０２２３９号公報 特開２０１５－１７９２７０号公報 特開２０１９－０９５７８９号公報
近年、中間像を形成する方式のズームレンズにおいて、変倍の際のＦナンバーの変動を抑えながらも、広角であり、高倍率かつ高性能を有するズームレンズが求められている。
本開示は、上記事情に鑑みなされたものであり、中間像を形成する方式のズームレンズにおいて、変倍の際のＦナンバーの変動を抑えながらも、広角であり、高倍率かつ高性能を有するズームレンズ、このズームレンズを備えた投写型表示装置、およびこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とする。
本開示の技術の一態様に係るズームレンズは、拡大側から縮小側へ光路に沿って順に、第１光学系と、第２光学系とからなり、第２光学系は縮小側結像面と共役な位置に中間像を形成し、第１光学系は中間像を拡大側結像面に再結像させ、第１光学系の光路上の最も拡大側にレンズを含み、変倍の際に隣り合う群との光軸方向の間隔が変化する群を１つのレンズ群とした場合、第２光学系は、変倍の際に移動する複数のレンズ群を含み、上記変倍の際に移動する複数のレンズ群のうちの１つは、開口数を決める開口絞りを有するレンズ群であり、開口絞りを有するレンズ群は負の屈折力を有し、開口絞りを有するレンズ群の焦点距離をｆＡｐ、広角端における第２光学系の焦点距離をｆ２ｗとした場合、下記条件式（１）を満足する。
０．１＜ｆ２ｗ／ｆＡｐ＜２．１ （１）
上記態様のズームレンズは、下記条件式（１－１）を満足することが好ましい。
０．２＜ｆ２ｗ／ｆＡｐ＜１．８ （１－１）
上記態様のズームレンズは、広角端における開口絞りを有するレンズ群の位置と望遠端における開口絞りを有するレンズ群の位置との光軸方向の差をＺＡｐ、広角端におけるズームレンズの焦点距離をｆｗとした場合、下記条件式（２）を満足することが好ましく、下記条件式（２－１）を満足することがより好ましい。
４＜ＺＡｐ／｜ｆｗ｜＜１０ （２）
４．７＜ＺＡｐ／｜ｆｗ｜＜８ （２－１）
上記態様のズームレンズは、開口絞りを有するレンズ群に含まれる全ての正レンズのｄ線基準のアッベ数の平均をνＡｐとした場合、下記条件式（３）を満足することが好ましく、下記条件式（３－１）を満足することがより好ましい。
６５＜νＡｐ （３）
７０＜νＡｐ＜９０ （３－１）
変倍の際、開口絞りの開口径は可変であり、全変倍域にわたってズームレンズの開口数が一定であることが好ましい。
上記態様のズームレンズは、広角端におけるズームレンズの焦点距離をｆｗ、広角端における第２光学系の焦点距離をｆ２ｗとした場合、下記条件式（４）を満足することが好ましく、下記条件式（４－１）を満足することがより好ましい。
－０．１＜｜ｆｗ｜／ｆ２ｗ＜０ （４）
－０．０６＜｜ｆｗ｜／ｆ２ｗ＜０ （４－１）
上記態様のズームレンズは、開口絞りを有するレンズ群の焦点距離をｆＡｐ、開口絞りを有するレンズ群の縮小側に開口絞りを有するレンズ群に隣接して配置された変倍の際に移動するレンズ群の焦点距離をｆＲとした場合、下記条件式（５）を満足することが好ましく、下記条件式（５－１）を満足することがより好ましい。
－１．２＜ｆＲ／ｆＡｐ＜－０．１ （５）
－１＜ｆＲ／ｆＡｐ＜－０．２ （５－１）
上記態様のズームレンズは、広角端におけるズームレンズの空気換算距離での縮小側のバックフォーカスをＢｆｗ、広角端におけるズームレンズの焦点距離をｆｗとした場合、下記条件式（６）を満足することが好ましく、下記条件式（６－１）を満足することがより好ましい。
４＜Ｂｆｗ／｜ｆｗ｜ （６）
５＜Ｂｆｗ／｜ｆｗ｜＜１０ （６－１）
上記態様のズームレンズは、６つのレンズ群からなり、ズームレンズの最も拡大側のレンズ群は、正の屈折力を有し、変倍の際に縮小側結像面に対して固定され、ズームレンズの最も縮小側のレンズ群は、正の屈折力を有し、変倍の際に縮小側結像面に対して固定されていることが好ましい。
第２光学系は、最も縮小側から拡大側へ光路に沿って順に連続して、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群と、負の屈折力を有する第２Ｃレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｄレンズ群と、屈折力を有する第２Ｅレンズ群とを含み、変倍の際に、第２Ｂレンズ群、第２Ｃレンズ群、第２Ｄレンズ群、および第２Ｅレンズ群は、隣り合う群との光軸方向の間隔を変化させて光軸に沿って移動し、かつ第２Ａレンズ群は、縮小側結像面に対して固定されていることが好ましい。
第１光学系は、広角端における第１光学系の最大の空気間隔より縮小側の光路上に、複数のフォーカス群を含み、複数のフォーカス群が互いの光軸方向の間隔を変化させて移動することにより合焦を行うことが好ましい。
本開示の技術の別の態様に係る投写型表示装置は、光学像を出力するライトバルブと、上記態様のズームレンズとを備え、上記態様のズームレンズは、ライトバルブから出力された光学像をスクリーン上に投写する。
本開示の技術のさらに別の態様に係る撮像装置は、上記態様のズームレンズを備えている。
なお、本明細書の「～からなり」、「～からなる」は、挙げられた構成要素以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、並びに、絞り、マスク、フィルタ、カバーガラス、平面ミラー、およびプリズム等のレンズ以外の光学要素、並びに、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、および手振れ補正機構等の機構部分、等が含まれていてもよいことを意図する。また、「レンズ群」は、レンズ以外にも、絞り、マスク、フィルタ、カバーガラス、平面ミラー、およびプリズム等のレンズ以外の光学要素を含んでもよい。
本明細書において、「正の屈折力を有する～群」および「～群は正の屈折力を有する」は、群全体として正の屈折力を有することを意味する。同様に「負の屈折力を有する～群」および「～群は負の屈折力を有する」は、群全体として負の屈折力を有することを意味する。非球面を含むレンズに関する屈折力の符号、曲率半径、および面形状は、特に断りが無い限り近軸領域のものを用いる。
条件式で用いている値は、ｄ線を基準とした場合の値である。本明細書に記載の「ｄ線」、「Ｃ線」、および「Ｆ線」は輝線であり、ｄ線の波長は５８７．５６ｎｍ（ナノメートル）、Ｃ線の波長は６５６．２７ｎｍ（ナノメートル）、Ｆ線の波長は４８６．１３ｎｍ（ナノメートル）として扱う。
本開示の技術によれば、中間像を形成する方式のズームレンズにおいて、変倍の際のＦナンバーの変動を抑えながらも、広角であり、高倍率かつ高性能を有するズームレンズ、このズームレンズを備えた投写型表示装置、およびこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。
実施例１のズームレンズに対応し、本開示の実施形態の一例のズームレンズの構成と光束を示す断面図である。 実施例１のズームレンズの各収差図である。 実施例２のズームレンズの構成と光束を示す断面図である。 実施例２のズームレンズの各収差図である。 実施例３のズームレンズの構成と光束を示す断面図である。 実施例３のズームレンズの各収差図である。 一実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。 別の実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。 さらに別の実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。 一実施形態に係る撮像装置の正面側の斜視図である。 図１０に示す撮像装置の背面側の斜視図である。
以下、本開示の技術に係る実施形態の一例について図面を参照して詳細に説明する。図１に本開示の一実施形態に係るズームレンズの広角端での光軸Ｚを含む断面における構成を示す。図１に示す構成例は、後述の実施例１に対応している。図１では、軸上光束Ｋａ、および最大画角の光束Ｋｂも合わせて示している。
本実施形態のズームレンズは、投写型表示装置に搭載される投写光学系とすることもでき、また、撮像装置に搭載される撮像光学系とすることもできる。以下では、ズームレンズが投写光学系の用途で使用される場合を想定して説明する。
図１では、ズームレンズが投写型表示装置に搭載されることを想定して、ズームレンズの縮小側に光学部材ＰＰを配置した例を示している。光学部材ＰＰは、フィルタ、カバーガラス、および色合成プリズム等を想定した部材である。光学部材ＰＰは屈折力を有しない部材であり、光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。
また、図１には、ズームレンズが投写型表示装置に搭載されることを想定して、ライトバルブの画像表示面Ｓｉｍも示している。投写型表示装置においては、画像表示面Ｓｉｍで画像情報を与えられた光束が光学部材ＰＰを介してズームレンズに入射され、ズームレンズにより不図示のスクリーン上に投写される。この場合、画像表示面Ｓｉｍが縮小側結像面に対応し、スクリーンが拡大側結像面に対応する。
なお、本明細書の説明において、「拡大側」は光路上でのスクリーン側を意味し、「縮小側」は光路上での画像表示面Ｓｉｍ側を意味する。以下の説明では、説明が冗長になるのを避けるため、「拡大側から縮小側へ光路に沿って順に」を「拡大側から縮小側へ順に」と記すことがある。同様に、「縮小側から拡大側へ光路に沿って順に」を「縮小側から拡大側へ順に」と記すことがある。
図１に示すように、本実施形態のズームレンズは、拡大側から縮小側へ光路に沿って順に、第１光学系Ｇ１と、第２光学系Ｇ２とからなる。第２光学系Ｇ２は縮小側結像面と共役な位置に中間像ＭＩを形成する。第１光学系Ｇ１は中間像ＭＩを拡大側結像面に再結像させる。図１の例では、中間像ＭＩは第１光学系Ｇ１と第２光学系Ｇ２との間の光路に形成されている。図１の中間像ＭＩは、その光軸Ｚ上の位置を示すために光軸Ｚ付近の一部のみを簡略的に点線で示したものであり、正確な形状を示すものではない。
投写型表示装置においては、画像表示面Ｓｉｍに表示される画像の中間像ＭＩを第２光学系Ｇ２が形成し、この中間像ＭＩを第１光学系Ｇ１がスクリーンに投写して投写像を形成する。このように、中間像ＭＩを形成する方式の光学系では、第１光学系Ｇ１のバックフォーカスを短縮できるとともに、第１光学系Ｇ１の拡大側のレンズ径を小さくすることが可能であり、全系の焦点距離を短くして広角化に適した構成とすることができる。
一例として、図１の第１光学系Ｇ１は、縮小側から拡大側へ順に、ミラーＲ１と、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｆと、ミラーＲ２と、レンズＬ１ｇ～Ｌ１ｌとからなる。ミラーＲ１およびミラーＲ２は、光路を９０度折り曲げる光路折り曲げ部材である。
図１に示すように本実施形態のズームレンズは、第１光学系Ｇ１の光路上の最も拡大側にレンズを含む。本実施形態と異なり、最も拡大側にミラー等の反射部材を含む投写光学系では、光軸Ｚ付近の光束はスクリーンに到達できないため結像に用いることができないが、本実施形態ではそのような不具合を回避することができる。
一例として、図１の第２光学系Ｇ２は、縮小側から拡大側へ順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｈと、開口絞りＳｔと、レンズＬ２ｉ～Ｌ２ｎとからなる。レンズＬ２ａは第２Ａレンズ群Ｇ２Ａを構成する。レンズＬ２ｂ～Ｌ２ｄは第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂを構成する。レンズＬ２ｅ～Ｌ２ｈおよび開口絞りＳｔは第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃを構成する。レンズＬ２ｉは第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄを構成する。レンズＬ２ｊ～Ｌ２ｍは第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅを構成する。なお、本開示の技術では、変倍の際に隣り合う群との光軸Ｚ方向の間隔が変化する群を１つのレンズ群としている。レンズ群は、複数のレンズからなる構成に限らず、１枚のみのレンズからなる構成であってもよい。
図１に示すように、第２光学系Ｇ２は変倍の際に移動する複数のレンズ群を含む。この構成によれば、第２光学系Ｇ２のみで変倍を行うことが可能になるため、第２光学系Ｇ２のリレー倍率変化、すなわち中間像ＭＩのサイズの変化によって変倍を行うことが可能になる。これによって、光学系の構成を簡素化することができる。また、変倍の際に移動するレンズを、第１光学系Ｇ１に比べて小径化しやすい第２光学系Ｇ２のレンズにすることによって、駆動系の負担を軽減し、装置の小型化を図ることができる。
一例として図１の例では、第２光学系Ｇ２のレンズ群のうち、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄ、および第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅが、変倍の際に隣り合う群との光軸Ｚ方向の間隔を変化させて移動する。
第２光学系Ｇ２の変倍の際に移動する複数のレンズ群のうちの１つは、開口数を決める開口絞りＳｔを有するレンズ群であるように構成される。レンズ系の開口数を決めるレンズ群を変倍の際に移動する群とすることによって、全系の小型化が容易となる。以下では説明の便宜上、第２光学系Ｇ２の開口絞りＳｔを有するレンズ群をＡｐレンズ群と呼ぶことにする。図１の例では、第２Ｃレンズ群Ｇ２ＣがＡｐレンズ群に対応する。
Ａｐレンズ群は、負の屈折力を有するレンズ群であるように構成される。一般に、ズーム倍率が大きいと各レンズ群の移動量が大きくなるため、広角端と望遠端とにおける球面収差および像面湾曲等の各収差のバランスが大幅に劣化しやすくなる。一方、光学的に開口絞りＳｔ近傍に配置されたレンズを含むＡｐレンズ群は、広角側の像面湾曲の補正、特にサジタル像面の湾曲の補正に大きな効力を有するレンズ群である。像面湾曲を望遠側まで含めてバランスを取る場合、Ａｐレンズ群に負の屈折力を持たせることによって、望遠側も含めた大きな補正作用を持たせたレンズ群として効果を発揮することが可能となり、広角端と望遠端との収差バランスの劣化をより小さくすることができる。上記事情から、Ａｐレンズ群に負の屈折力を持たせることによって、高倍率化に伴う収差変動の抑制が容易となる。Ａｐレンズ群が負の屈折力を有し、さらにズームレンズが以下に述べる条件式（１）を満足する場合は、変倍の際のＦナンバーの変動を抑制しつつ、高倍率化と収差補正とを両立させることが容易となる。
Ａｐレンズ群の焦点距離をｆＡｐ、広角端における第２光学系Ｇ２の焦点距離をｆ２ｗとした場合、ズームレンズは、下記条件式（１）を満足することが好ましい。一般に、変倍の際に開口絞りＳｔを有するレンズ群が移動すると、変倍に伴うＦナンバーの変動が発生しやすくなる。条件式（１）は、変倍に伴うＦナンバーの変動を抑えつつ、高倍率化するための条件式である。条件式（１）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、第２光学系Ｇ２内でＡｐレンズ群の屈折力が弱くなり過ぎないため、Ａｐレンズ群の変倍の際の移動量を抑えることができる。これによって、レンズ全長の増大を抑制でき、また、広角端から望遠端へ変倍した際のＦナンバーの変動を抑制することができる。条件式（１）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、第２光学系Ｇ２内でＡｐレンズ群の屈折力が強くなり過ぎないため、変倍に伴う球面収差および軸上色収差等の諸収差の変動を抑えることができるので、高倍率化に有利となる。より良好な特性を得るためにはズームレンズは、下記条件式（１－１）を満足することがより好ましい。
０．１＜ｆ２ｗ／ｆＡｐ＜２．１ （１）
０．２＜ｆ２ｗ／ｆＡｐ＜１．８ （１－１）
広角端におけるＡｐレンズ群の位置と望遠端におけるＡｐレンズ群の位置との光軸Ｚ方向の差をＺＡｐ、広角端におけるズームレンズの焦点距離をｆｗとした場合、ズームレンズは下記条件式（２）を満足することが好ましい。条件式（２）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、高倍率化が容易となる。条件式（２）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、Ａｐレンズ群の変倍の際の移動量を抑えることができるため、変倍の際のＦナンバーの変動を抑制することができる。より良好な特性を得るためにはズームレンズは、下記条件式（２－１）を満足することがより好ましい。
４＜ＺＡｐ／｜ｆｗ｜＜１０ （２）
４．７＜ＺＡｐ／｜ｆｗ｜＜８ （２－１）
Ａｐレンズ群に含まれる全ての正レンズのｄ線基準のアッベ数の平均をνＡｐとした場合、ズームレンズは下記条件式（３）を満足することが好ましい。条件式（３）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、軸上色収差を補正することが容易となる。より良好な特性を得るためにはズームレンズは、下記条件式（３－１）を満足することがより好ましい。条件式（３－１）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、レンズ材料の価格を抑えることができるので低コスト化に有利となる。
６５＜νＡｐ （３）
７０＜νＡｐ＜９０ （３－１）
変倍の際、Ａｐレンズ群が含む開口絞りＳｔの開口径は可変であり、全変倍域にわたってズームレンズの開口数が一定であることが好ましい。すなわち、全変倍域にわたってズームレンズの開口数が一定となるように、開口絞りＳｔは、変倍の際に開口径を変化させることが可能な可変絞りであることが好ましい。このような可変絞りにすることによって、広角端から望遠端へ変倍した際のＦナンバーの増大を防止できるため、望遠端での明るさ低下を抑制できる。
広角端におけるズームレンズの焦点距離をｆｗ、広角端における第２光学系Ｇ２の焦点距離をｆ２ｗとした場合、ズームレンズは下記条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、第２光学系Ｇ２の負の屈折力が強くなり過ぎないため、第１光学系Ｇ１の正の屈折力も強くなり過ぎることがないので、第１光学系Ｇ１から第２光学系Ｇ２へ向かう軸外主光線の光軸Ｚに対する角度が大きくなるのを抑えることができる。これによって、第２光学系Ｇ２内の拡大側のレンズの大径化を抑制することができ、また、像面湾曲の補正に有利となる。条件式（４）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、第２光学系Ｇ２の負の屈折力を確保できるため、第１光学系Ｇ１内の縮小側のレンズの大径化を抑制することができる。より良好な特性を得るためにはズームレンズは、下記条件式（４－１）を満足することがより好ましい。
－０．１＜｜ｆｗ｜／ｆ２ｗ＜０ （４）
－０．０６＜｜ｆｗ｜／ｆ２ｗ＜０ （４－１）
Ａｐレンズ群の縮小側の光路にＡｐレンズ群に隣接して、変倍の際に移動するレンズ群が配置されている場合、ズームレンズは下記条件式（５）を満足することが好ましい。以下では説明の便宜上、Ａｐレンズ群の縮小側の光路にＡｐレンズ群に隣接して配置された変倍の際に移動するレンズ群をＲレンズ群と呼ぶことにする。図１の例では、第２Ｂレンズ群Ｇ２ＢがＲレンズ群に対応する。条件式（５）では、Ａｐレンズ群の焦点距離をｆＡｐ、Ｒレンズ群の焦点距離をｆＲとしている。条件式（５）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、Ａｐレンズ群に対するＲレンズ群の相対的な屈折力の絶対値が小さくなり過ぎないため、レンズ全長の大型化を抑制できる。条件式（５）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、Ａｐレンズ群に対するＲレンズ群の相対的な屈折力の絶対値が大きくなり過ぎないため、変倍の際の諸収差、特に非点収差の補正に有利となる。より良好な特性を得るためにはズームレンズは、下記条件式（５－１）を満足することがより好ましい。
－１．２＜ｆＲ／ｆＡｐ＜－０．１ （５）
－１＜ｆＲ／ｆＡｐ＜－０．２ （５－１）
広角端におけるズームレンズの空気換算距離での縮小側のバックフォーカスをＢｆｗ、広角端におけるズームレンズの焦点距離をｆｗとした場合、ズームレンズは下記条件式（６）を満足することが好ましい。Ｂｆｗは、広角端におけるズームレンズの最も縮小側のレンズ面から縮小側結像面までの光軸Ｚ上の空気換算距離である。条件式（６）の対応値が下限以下とならないようにすることによって、適切な長さのバックフォーカスを確保することができるため、色合成プリズム等を配置することが容易になる。条件式（６）の対応値が上限以上とならないようにすることによって、バックフォーカスも含めた全系の大型化を抑制できる。より良好な特性を得るためにはズームレンズは、下記条件式（６－１）を満足することがより好ましい。
４＜Ｂｆｗ／｜ｆｗ｜ （６）
５＜Ｂｆｗ／｜ｆｗ｜＜１０ （６－１）
第１光学系Ｇ１は、広角端における第１光学系Ｇ１の最大の空気間隔より縮小側の光路上に、複数のフォーカス群を含み、これら複数のフォーカス群は互いの光軸Ｚ方向の間隔を変化させて移動することにより合焦を行うことが好ましい。合焦の際に複数のフォーカス群を移動させることによって、合焦の際の収差変動を抑制することが容易になる。一例として図１のズームレンズは、２つのフォーカス群を含む。図１の例では、第１のフォーカス群はレンズＬ１ｄとレンズＬ１ｅとからなり、第２のフォーカス群はレンズＬ１ｆからなる。図１では、各フォーカス群の左側にそれぞれ両矢印を示している。
図１に示すように、第２光学系Ｇ２は、最も縮小側から拡大側へ光路に沿って順に連続して、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと、正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、負の屈折力を有する第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃと、正の屈折力を有する第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄと、屈折力を有する第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅとを含むことが好ましい。そして、変倍の際に、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄ、および第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅは、隣り合う群との光軸Ｚ方向の間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動し、かつ第２Ａレンズ群Ｇ２Ａは、縮小側結像面に対して固定されていることが好ましい。第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅは、正の屈折力を有するレンズ群でもよく、負の屈折力を有するレンズ群でもよい。
第２光学系Ｇ２を上記構成にすることによって、各群は以下の作用効果を奏することができる。すなわち、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａは、縮小側のテレセントリック性を保ちつつ、変倍の際の収差変動を少なくすることが容易になる。第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、および第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄは、主な変倍作用を担うことができる。第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅは、像面の位置の補正に寄与することができる。
図１では、変倍の際に移動する各レンズ群の下には広角端から望遠端への変倍の際の概略的な移動方向をそれぞれ矢印で示し、変倍の際に固定されている各レンズ群の下にはそれぞれ接地記号を示している。図１の例の第１光学系Ｇ１およびレンズＬ２ｎは、変倍の際に縮小側結像面に対して固定されているため、図１では、第１光学系Ｇ１およびレンズＬ２ｎをまとめて括弧で括り、その下に接地記号を示している。
ズームレンズは、６つのレンズ群からなることが好ましい。そして、ズームレンズの最も拡大側のレンズ群は、正の屈折力を有し、変倍の際に縮小側結像面に対して固定されていることが好ましい。ズームレンズの最も縮小側のレンズ群は、正の屈折力を有し、変倍の際に縮小側結像面に対して固定されていることが好ましい。最も拡大側のレンズ群が変倍の際に固定されていることによって、変倍してもレンズ全長の変動のないレンズ構成とすることができる。最も縮小側のレンズ群が変倍の際に固定されていることによって、縮小側のテレセントリック性を保ちつつ、変倍の際の収差変動を少なくすることが容易になる。図１の例では、ズームレンズの最も拡大側のレンズ群は、第１光学系Ｇ１と、レンズＬ２ｎとからなり、ズームレンズの最も縮小側のレンズ群は、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａである。
上記構成および図１に示す例は、本開示のズームレンズの一例である。本開示のズームレンズの第１光学系Ｇ１および第２光学系Ｇ２に含まれるレンズの枚数、並びに、第２光学系Ｇ２の各レンズ群に含まれるレンズの枚数は、図１に示す例と異なる枚数にすることも可能である。
条件式に関する構成も含め上述した好ましい構成および可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。なお、可能な条件式の範囲としては、式の形式で記載された条件式に限定されず、好ましい、およびより好ましいとされた条件式の中から下限と上限とを任意に組み合わせて得られる範囲を含む。
一例として、本開示のズームレンズの好ましい一態様は、拡大側から縮小側へ光路に沿って順に、第１光学系Ｇ１と、第２光学系Ｇ２とからなり、第２光学系Ｇ２は縮小側結像面と共役な位置に中間像ＭＩを形成し、第１光学系Ｇ１は中間像ＭＩを拡大側結像面に再結像させ、第１光学系Ｇ１の光路上の最も拡大側にレンズを含み、変倍の際に隣り合う群との光軸Ｚ方向の間隔が変化する群を１つのレンズ群とした場合、第２光学系Ｇ２は、変倍の際に移動する複数のレンズ群を含み、上記の変倍の際に移動する複数のレンズ群のうちの１つは、開口数を決める開口絞りＳｔを有するレンズ群であり、開口絞りＳｔを有するレンズ群は負の屈折力を有し、上記条件式（１）を満足するズームレンズである。
次に、本開示の技術に係るズームレンズの実施例について説明する。なお、各実施例の断面図に付された参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明および図面の煩雑化を避けるため、実施例ごとに独立して用いている。従って、異なる実施例の図面において共通の参照符号が付されていても、必ずしも共通の構成ではない。
［実施例１］
実施例１のズームレンズのレンズ構成と光束の断面図は図１に示しており、その構成および図示方法は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。実施例１のズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に、第１光学系Ｇ１と、第２光学系Ｇ２とからなる。第１光学系Ｇ１と第２光学系Ｇ２との間の光路に中間像ＭＩが形成されている。
第１光学系Ｇ１は、縮小側から拡大側へ順に、ミラーＲ１と、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｆと、ミラーＲ２と、レンズＬ１ｇ～Ｌ１ｌとからなる。第２光学系Ｇ２は、縮小側から拡大側へ順に、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃと、第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄと、第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅと、レンズＬ２ｎとからなる。第２Ａレンズ群Ｇ２ＡはレンズＬ２ａからなる。第２Ｂレンズ群Ｇ２ＢはレンズＬ２ｂ～Ｌ２ｄからなる。第２Ｃレンズ群Ｇ２ＣはレンズＬ２ｅ～Ｌ２ｈおよび開口絞りＳｔからなる。第２Ｄレンズ群Ｇ２ＤはレンズＬ２ｉからなる。第２Ｅレンズ群Ｇ２ＥはレンズＬ２ｊ～Ｌ２ｍからなる。
変倍の際、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄ、および第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅは、隣り合う群との光軸Ｚ方向の間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動し、かつ第２Ａレンズ群Ｇ２Ａ、レンズＬ２ｎ、および第１光学系Ｇ１は縮小側結像面に対して固定されている。実施例１のズームレンズは６つのレンズ群からなる。
実施例１のズームレンズは２つのフォーカス群を有する。第１のフォーカス群は、レンズＬ１ｄとレンズＬ１ｅとが接合された接合レンズからなる。第２のフォーカス群は、レンズＬ１ｆの単レンズからなる。合焦の際、第１のフォーカス群と第２のフォーカス群は光軸Ｚ方向の相互間隔を変化させて移動する。
実施例１のズームレンズについて、基本レンズデータを表１Ａおよび表１Ｂに、諸元および可変面間隔を表２に、非球面係数を表３に示す。ここでは、１つの表の長大化を避けるため基本レンズデータを表１Ａおよび表１Ｂの２つの表に分けて示している。表１Ａには第１光学系Ｇ１を示し、表１Ｂには第２光学系Ｇ２および光学部材ＰＰを示す。基本レンズデータでは、ミラーＲ１およびミラーＲ２の記載を省略している。
表１Ａおよび表１Ｂは以下のように記載されている。Ｓｎの列には、最も拡大側の面を第１面とし縮小側に向かうに従い１つずつ番号を増加させた場合の面番号を示す。Ｒの列には、各面の曲率半径を示す。Ｄの列には、各面とその縮小側に隣接する面との光軸Ｚ上の面間隔を示す。Ｎｄの列には、各構成要素のｄ線に対する屈折率を示す。νｄの列には、各構成要素のｄ線基準のアッベ数を示す。
表１Ａおよび表１Ｂでは、拡大側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、縮小側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負としている。表１Ｂでは開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄に面番号と（Ｓｔ）という語句を記載している。表１ＢのＤの最下欄の値は表中の最も縮小側の面と画像表示面Ｓｉｍとの間隔である。表１Ｂでは、変倍の際の可変面間隔についてはＤＤ［ ］という記号を用い、［ ］の中にこの間隔の拡大側の面番号を付してＤの欄に記入している。
表２に、ズームレンズについて、ズーム倍率Ｚｒ、焦点距離の絶対値｜ｆ｜、ＦナンバーＦＮｏ．、最大全画角２ω、および変倍の際の可変面間隔をｄ線基準で示す。２ωの欄の（°）は単位が度であることを意味する。表２では、広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における各値をそれぞれＷＩＤＥ、ＭＩＤＤＬＥ、およびＴＥＬＥの列に示している。
基本レンズデータでは、非球面の面番号には＊印を付しており、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記載している。表３において、Ｓｎの行には非球面の面番号を示し、ＫＡおよびＡｍ（ｍ＝３、４、５、・・・２０）の行には各非球面についての非球面係数の数値を示す。表３の非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０±ｎ」を意味する。ＫＡおよびＡｍは下式で表される非球面式における非球面係数である。
Ｚｄ＝Ｃ×ｈ２／｛１＋（１－ＫＡ×Ｃ２×ｈ２）１/２｝＋ΣＡｍ×ｈｍ
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸Ｚに垂直な平面に下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸Ｚからレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数
であり、非球面式のΣはｍに関する総和を意味する。
以下の表および後述の収差図は全て、ズームレンズの焦点距離の絶対値が１．０になるように規格化された場合のデータである。また、以下に示す各表では予め定められた桁でまるめた数値を記載している。
図２に、実施例１のズームレンズの各収差図を示す。図２では、「ＷＩＤＥ」と付した上段に広角端における各収差図を示し、「ＭＩＤＤＬＥ」と付した中段に中間焦点距離状態における各収差図を示し、「ＴＥＬＥ」と付した下段に望遠端状態における各収差図を示す。図２では左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示す。球面収差図では、ｄ線、Ｃ線、およびＦ線に関する収差をそれぞれ実線、長破線、および短破線で示す。非点収差図では、サジタル方向のｄ線に関する収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のｄ線に関する収差を短破線で示す。歪曲収差図ではｄ線に関する収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、およびＦ線に関する収差をそれぞれ長破線、および短破線で示す。球面収差図では「ＦＮｏ．＝」の後にＦナンバーの値を示す。その他の収差図では「ω＝」の後に最大半画角の値を示す。図２には、拡大側結像面から第１光学系Ｇ１までの光軸Ｚ上の距離が１４９．９の場合のデータを示す。
上記の実施例１に関する各データの記号、意味、記載方法、図示方法、および焦点距離の絶対値が１．０になるように規格化されている点は、特に断りが無い限り以下の実施例においても同様であるので、以下では重複説明を省略する。
［実施例２］
実施例２のズームレンズのレンズ構成と光束の断面図を図３に示す。実施例２のズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に、第１光学系Ｇ１と、第２光学系Ｇ２とからなる。第１光学系Ｇ１と第２光学系Ｇ２との間の光路に中間像ＭＩが形成されている。
第１光学系Ｇ１は、縮小側から拡大側へ順に、ミラーＲ１と、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｆと、ミラーＲ２と、レンズＬ１ｇ～Ｌ１ｌとからなる。第２光学系Ｇ２は、縮小側から拡大側へ順に、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃと、第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄと、第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅと、レンズＬ２ｎとからなる。第２Ａレンズ群Ｇ２ＡはレンズＬ２ａからなる。第２Ｂレンズ群Ｇ２ＢはレンズＬ２ｂ～Ｌ２ｄからなる。第２Ｃレンズ群Ｇ２ＣはレンズＬ２ｅ～Ｌ２ｈおよび開口絞りＳｔからなる。第２Ｄレンズ群Ｇ２ＤはレンズＬ２ｉからなる。第２Ｅレンズ群Ｇ２ＥはレンズＬ２ｊ～Ｌ２ｍからなる。
変倍の際、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄ、および第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅは、隣り合う群との光軸Ｚ方向の間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動し、かつ第２Ａレンズ群Ｇ２Ａ、レンズＬ２ｎ、および第１光学系Ｇ１は縮小側結像面に対して固定されている。実施例２のズームレンズは６つのレンズ群からなる。
実施例２のズームレンズは２つのフォーカス群を有する。第１のフォーカス群は、レンズＬ１ｄとレンズＬ１ｅとが接合された接合レンズからなる。第２のフォーカス群は、レンズＬ１ｆの単レンズからなる。合焦の際、第１のフォーカス群と第２のフォーカス群は光軸Ｚ方向の相互間隔を変化させて移動する。
実施例２のズームレンズについて、基本レンズデータを表４Ａおよび表４Ｂに、諸元および可変面間隔を表５に、非球面係数を表６に、拡大側結像面から第１光学系Ｇ１までの光軸Ｚ上の距離が１４９．９の場合の各収差図を図４に示す。

［実施例３］
実施例３のズームレンズのレンズ構成と光束の断面図を図５に示す。実施例３のズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に、第１光学系Ｇ１と、第２光学系Ｇ２とからなる。第１光学系Ｇ１と第２光学系Ｇ２との間の光路に中間像ＭＩが形成されている。
第１光学系Ｇ１は、縮小側から拡大側へ順に、ミラーＲ１と、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｆと、ミラーＲ２と、レンズＬ１ｇ～Ｌ１ｌとからなる。第２光学系Ｇ２は、縮小側から拡大側へ順に、第２Ａレンズ群Ｇ２Ａと、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂと、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃと、第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄと、第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅとからなる。第２Ａレンズ群Ｇ２ＡはレンズＬ２ａからなる。第２Ｂレンズ群Ｇ２ＢはレンズＬ２ｂ～Ｌ２ｄからなる。第２Ｃレンズ群Ｇ２ＣはレンズＬ２ｅ～Ｌ２ｈおよび開口絞りＳｔからなる。第２Ｄレンズ群Ｇ２ＤはレンズＬ２ｉからなる。第２Ｅレンズ群Ｇ２ＥはレンズＬ２ｊ～Ｌ２ｎからなる。
変倍の際、第２Ｂレンズ群Ｇ２Ｂ、第２Ｃレンズ群Ｇ２Ｃ、第２Ｄレンズ群Ｇ２Ｄ、および第２Ｅレンズ群Ｇ２Ｅは、隣り合う群との光軸Ｚ方向の間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動し、かつ第２Ａレンズ群Ｇ２Ａ、および第１光学系Ｇ１は縮小側結像面に対して固定されている。実施例３のズームレンズは６つのレンズ群からなる。
実施例３のズームレンズは２つのフォーカス群を有する。第１のフォーカス群は、レンズＬ１ｄとレンズＬ１ｅとが接合された接合レンズからなる。第２のフォーカス群は、レンズＬ１ｆの単レンズからなる。合焦の際、第１のフォーカス群と第２のフォーカス群は光軸Ｚ方向の相互間隔を変化させて移動する。
実施例３のズームレンズについて、基本レンズデータを表７Ａおよび表７Ｂに、諸元および可変面間隔を表８に、非球面係数を表９に、拡大側結像面から第１光学系Ｇ１までの光軸Ｚ上の距離が１４９．９の場合の各収差図を図６に示す。
表１０に実施例１～３のズームレンズの条件式（１）～（６）の対応値を示す。表１０にはｄ線を基準とした場合の値を示す。
以上のデータからわかるように、実施例１～３のズームレンズは、広角端での最大全画角が１２５度以上であり、広い画角を有し、ズーム倍率が１．５倍以上あり、高い倍率を有し、全変倍域でのＦナンバーが２．５以下の値で一定であり、各収差が良好に補正されて高い光学性能を実現している。
次に、本開示の実施形態に係る投写型表示装置について説明する。図７は、本開示の一実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。図７に示す投写型表示装置１００は、本開示の実施形態に係るズームレンズ１０と、光源１５と、各色光に対応したライトバルブとしての透過型表示素子１１ａ～１１ｃと、色分解のためのダイクロイックミラー１２、１３と、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム１４と、コンデンサレンズ１６ａ～１６ｃと、光路を偏向するための全反射ミラー１８ａ～１８ｃとを有する。なお、図７では、ズームレンズ１０は概略的に図示している。また、光源１５とダイクロイックミラー１２の間にはインテグレーターが配されているが、図７ではその図示を省略している。
光源１５からの白色光は、ダイクロイックミラー１２、１３で３つの色光光束（Ｇｒｅｅｎ光、Ｂｌｕｅ光、Ｒｅｄ光）に分解された後、それぞれコンデンサレンズ１６ａ～１６ｃを経て各色光光束にそれぞれ対応する透過型表示素子１１ａ～１１ｃに入射して変調され、クロスダイクロイックプリズム１４により色合成された後、ズームレンズ１０に入射する。ズームレンズ１０は、透過型表示素子１１ａ～１１ｃにより変調された変調光による光学像をスクリーン１０５上に投写する。
図８は、本開示の別の実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。図８に示す投写型表示装置２００は、本開示の実施形態に係るズームレンズ２１０と、光源２１５と、各色光に対応したライトバルブとしてのＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ：登録商標）素子２１ａ～２１ｃと、色分解および色合成のためのＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム２４ａ～２４ｃと、照明光と投写光を分離する偏光分離プリズム２５とを有する。なお、図８ではズームレンズ２１０を概略的に図示している。また、光源２１５と偏光分離プリズム２５の間にはインテグレーターが配されているが、図８ではその図示を省略している。
光源２１５からの白色光は、偏光分離プリズム２５内部の反射面で反射された後、ＴＩＲプリズム２４ａ～２４ｃにより３つの色光光束（Ｇｒｅｅｎ光、Ｂｌｕｅ光、Ｒｅｄ光）に分解される。分解後の各色光光束はそれぞれ対応するＤＭＤ素子２１ａ～２１ｃに入射して変調され、再びＴＩＲプリズム２４ａ～２４ｃを逆向きに進行して色合成された後、偏光分離プリズム２５を透過して、ズームレンズ２１０に入射する。ズームレンズ２１０は、ＤＭＤ素子２１ａ～２１ｃにより変調された変調光による光学像をスクリーン２０５上に投写する。
図９は、本開示のさらに別の実施形態に係る投写型表示装置の概略構成図である。図９に示す投写型表示装置３００は、本開示の実施形態に係るズームレンズ３１０と、光源３１５と、各色光に対応したライトバルブとしての反射型表示素子３１ａ～３１ｃと、色分離のためのダイクロイックミラー３２、３３と、色合成のためのクロスダイクロイックプリズム３４と、光路偏向のための全反射ミラー３８と、偏光分離プリズム３５ａ～３５ｃとを有する。なお、図９では、ズームレンズ３１０は概略的に図示している。また、光源３１５とダイクロイックミラー３２の間にはインテグレーターが配されているが、図９ではその図示を省略している。
光源３１５からの白色光はダイクロイックミラー３２、３３により３つの色光光束（Ｇｒｅｅｎ光、Ｂｌｕｅ光、Ｒｅｄ光）に分解される。分解後の各色光光束はそれぞれ偏光分離プリズム３５ａ～３５ｃを経て、各色光光束それぞれに対応する反射型表示素子３１ａ～３１ｃに入射して変調され、クロスダイクロイックプリズム３４により色合成された後、ズームレンズ３１０に入射する。ズームレンズ３１０は、反射型表示素子３１ａ～３１ｃにより変調された変調光による光学像をスクリーン３０５上に投写する。
図１０および図１１は、本開示の一実施形態に係る撮像装置であるカメラ４００の外観図である。図１０は、カメラ４００を正面側から見た斜視図を示し、図１１は、カメラ４００を背面側から見た斜視図を示す。カメラ４００は、交換レンズ４８が取り外し自在に装着され、かつミラーレスタイプの一眼形式のデジタルカメラである。交換レンズ４８は、本開示の実施形態に係るズームレンズ４９を鏡筒内に収納したものである。
カメラ４００はカメラボディ４１を備え、カメラボディ４１の上面にはシャッターボタン４２および電源ボタン４３が設けられている。また、カメラボディ４１の背面には、操作部４４、操作部４５、および表示部４６が設けられている。表示部４６は、撮像された画像および撮像される前の画角内にある画像を表示する。
カメラボディ４１の前面中央部には、撮影対象からの光が入射する撮影開口が設けられ、その撮影開口に対応する位置にマウント４７が設けられ、マウント４７を介して交換レンズ４８がカメラボディ４１に装着される。
カメラボディ４１内には、交換レンズ４８によって形成された被写体像に応じた撮像信号を出力するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの撮像素子（不図示）、その撮像素子から出力された撮像信号を処理して画像を生成する信号処理回路（不図示）、およびその生成された画像を記録するための記録媒体（不図示）などが設けられている。カメラ４００では、シャッターボタン４２を押すことにより静止画又は動画の撮影が可能であり、この撮影で得られた画像データが上記記録媒体に記録される。
以上、実施形態および実施例を挙げて本開示の技術について説明したが、本開示の技術は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、および非球面係数等は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
また、本開示の技術に係る投写型表示装置も、上記構成のものに限定されず、例えば、光束分離又は光束合成に用いられる光学部材、およびライトバルブは、種々の態様の変更が可能である。ライトバルブは、光源からの光を画像表示素子により空間変調して、画像データに基づく光学像として出力する態様に限定されず、自発光型の画像表示素子から出力された光自体を、画像データに基づく光学像として出力する態様であってもよい。自発光型の画像表示素子としては、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）又はＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子が２次元配列された画像表示素子が挙げられる。
また、本開示の技術に係る撮像装置も、上記構成のものに限定されず、例えば、ミラーレスタイプ以外のカメラ、フィルムカメラ、ビデオカメラ、および映画撮影用カメラ等、種々の態様とすることができる。
１０、４９、２１０、３１０ ズームレンズ
１１ａ～１１ｃ 透過型表示素子
１２、１３、３２、３３ ダイクロイックミラー
１４、３４ クロスダイクロイックプリズム
１５、２１５、３１５ 光源
１６ａ～１６ｃ コンデンサレンズ
１８ａ～１８ｃ、３８ 全反射ミラー
２１ａ～２１ｃ ＤＭＤ素子
２４ａ～２４ｃ ＴＩＲプリズム
２５、３５ａ～３５ｃ 偏光分離プリズム
３１ａ～３１ｃ 反射型表示素子
４１ カメラボディ
４２ シャッターボタン
４３ 電源ボタン
４４、４５ 操作部
４６ 表示部
４７ マウント
４８ 交換レンズ
１００、２００、３００ 投写型表示装置
１０５、２０５、３０５ スクリーン
４００ カメラ
Ｇ１ 第１光学系
Ｇ２ 第２光学系
Ｇ２Ａ 第２Ａレンズ群
Ｇ２Ｂ 第２Ｂレンズ群
Ｇ２Ｃ 第２Ｃレンズ群
Ｇ２Ｄ 第２Ｄレンズ群
Ｇ２Ｅ 第２Ｅレンズ群
Ｋａ 軸上光束
Ｋｂ 最大画角の光束
Ｌ１ａ～Ｌ１ｌ、Ｌ２ａ～Ｌ２ｎ レンズ
ＭＩ 中間像
ＰＰ 光学部材
Ｒ１ ミラー
Ｒ２ ミラー
Ｓｉｍ 画像表示面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (16)

  1. 拡大側から縮小側へ光路に沿って順に、第１光学系と、第２光学系とからなるズームレンズであって、
    前記第２光学系は縮小側結像面と共役な位置に中間像を形成し、
    前記第１光学系は前記中間像を拡大側結像面に再結像させ、
    前記第１光学系の光路上の最も拡大側にレンズを含み、
    変倍の際に隣り合う群との光軸方向の間隔が変化する群を１つのレンズ群とした場合、
    前記ズームレンズは、６つのレンズ群からなり、
    前記ズームレンズの最も拡大側のレンズ群は、正の屈折力を有し、変倍の際に前記縮小側結像面に対して固定され、
    前記第２光学系は、最も縮小側から拡大側へ光路に沿って順に連続して、正の屈折力を有する第２Ａレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｂレンズ群と、負の屈折力を有する第２Ｃレンズ群と、正の屈折力を有する第２Ｄレンズ群と、屈折力を有する第２Ｅレンズ群とを含み、
    変倍の際に、前記第２Ｂレンズ群、前記第２Ｃレンズ群、前記第２Ｄレンズ群、および前記第２Ｅレンズ群は、隣り合う群との光軸方向の間隔を変化させて光軸に沿って移動し、かつ前記第２Ａレンズ群は、前記縮小側結像面に対して固定され、
    前記第２Ｂレンズ群、前記第２Ｃレンズ群、前記第２Ｄレンズ群、および前記第２Ｅレンズ群のうちの１つは、開口数を決める開口絞りを有するレンズ群であり、
    前記開口絞りを有するレンズ群は負の屈折力を有し、
    前記開口絞りを有するレンズ群の焦点距離をｆＡｐ、
    広角端における前記第２光学系の焦点距離をｆ２ｗとした場合、
    ０．１＜ｆ２ｗ／ｆＡｐ＜２．１ （１）
    で表される条件式（１）を満足するズームレンズ。
  2. 広角端における前記開口絞りを有するレンズ群の位置と望遠端における前記開口絞りを有するレンズ群の位置との光軸方向の差をＺＡｐ、
    広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗとした場合、
    ４＜ＺＡｐ／｜ｆｗ｜＜１０ （２）
    で表される条件式（２）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
  3. 前記開口絞りを有するレンズ群に含まれる全ての正レンズのｄ線基準のアッベ数の平均をνＡｐとした場合、
    ６５＜νＡｐ （３）
    で表される条件式（３）を満足する請求項１又は２に記載のズームレンズ。
  4. 変倍の際、前記開口絞りの開口径は可変であり、
    全変倍域にわたって前記ズームレンズの開口数が一定である請求項１から３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  5. 広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗとした場合、
    －０．１＜｜ｆｗ｜／ｆ２ｗ＜０ （４）
    で表される条件式（４）を満足する請求項１から４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  6. 前記開口絞りを有するレンズ群の縮小側に前記開口絞りを有するレンズ群に隣接して配置された変倍の際に移動するレンズ群の焦点距離をｆＲとした場合、
    －１．２＜ｆＲ／ｆＡｐ＜－０．１ （５）
    で表される条件式（５）を満足する請求項１から５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  7. 広角端における前記ズームレンズの空気換算距離での縮小側のバックフォーカスをＢｆｗ、
    広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗとした場合、
    ４＜Ｂｆｗ／｜ｆｗ｜ （６）
    で表される条件式（６）を満足する請求項１から６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  8. 前記第１光学系は、広角端における前記第１光学系の最大の空気間隔より縮小側の光路上に、複数のフォーカス群を含み、
    前記複数のフォーカス群が互いの光軸方向の間隔を変化させて移動することにより合焦を行う請求項１から７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  9. ０．２＜ｆ２ｗ／ｆＡｐ＜１．８ （１－１）
    で表される条件式（１－１）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
  10. ４．７＜ＺＡｐ／｜ｆｗ｜＜８ （２－１）
    で表される条件式（２－１）を満足する請求項２に記載のズームレンズ。
  11. ７０＜νＡｐ＜９０ （３－１）
    で表される条件式（３－１）を満足する請求項３に記載のズームレンズ。
  12. －０．０６＜｜ｆｗ｜／ｆ２ｗ＜０ （４－１）
    で表される条件式（４－１）を満足する請求項５に記載のズームレンズ。
  13. －１＜ｆＲ／ｆＡｐ＜－０．２ （５－１）
    で表される条件式（５－１）を満足する請求項６に記載のズームレンズ。
  14. ５＜Ｂｆｗ／｜ｆｗ｜＜１０ （６－１）
    で表される条件式（６－１）を満足する請求項７に記載のズームレンズ。
  15. 光学像を出力するライトバルブと、
    請求項１から１４のいずれか１項に記載のズームレンズとを備え、
    前記ズームレンズは、前記ライトバルブから出力された前記光学像をスクリーン上に投写する投写型表示装置。
  16. 請求項１から１４のいずれか１項に記載のズームレンズを備えた撮像装置。
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