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技術 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 田代欣久日浅法人
出願日 2012年9月21日 (5年3ヶ月経過) 出願番号 2012-207970
公開日 2014年4月10日 (3年9ヶ月経過) 公開番号 2014-063025
状態 特許登録済
技術分野 レンズ系 投影装置
主要キーワード 接合成形 レンズ形 屈折力範囲 リード型 像面彎曲 分光プリズム 物体側レンズ群 縮小側

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図面 (17)

課題

倍率色収差を良好に補正することが容易な高ズーム比で広画角ズームレンズを得る。

解決手段

物体側から像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群と1以上のレンズ群を有する後群を有し、ズーミングに際して隣接するレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、第1レンズ群より像側に開口絞りを有し、広角端において後群の合成焦点距離は正であり、開口絞りより物体側の1つのレンズ群LGは固体材料より構成され、負の屈折力の光学素子GnNLと正の屈折力の光学素子を有し、光学素子GnNLの材料アッベ数部分分散比νdnNL、θgFnNL、レンズ群LGに含まれる材料の部分分散比が最も大きい正の屈折力の光学素子GpNLの材料の部分分散比θgFpNL、光学素子GnNLの空気中における焦点距離fnNL、レンズ群LGの焦点距離fGを各々適切に設定すること。

概要

背景

近年、デジタルカメラをはじめとする撮像光学系や液晶プロジェクタなどの投射光学系においては広範囲撮像や広範囲の投射ができるように広画角高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有することが要望されている。広画角化が容易なズームレンズとして、最も物体側に負の屈折力の第1レンズ群を有し、レンズ群間間隔を変化させてズーミングを行うネガティブリード型(負群先行型)のズームレンズが知られている。

全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るには、諸収差のうち色収差を少なくすること、特に2次の色収差を良好に補正することが必要である。光学系の色消し方法色収差補正方法)として、光学系に比較的高分散でかつ異常分散性の大きい材料を用いることが知られている。

従来、高分散でかつ異常部分分散性が大きい光学材料を用いることで、色収差を補正したネガティブリード型のズームレンズが知られている(特許文献1,2)。特許文献1では、開口絞りより物体側のレンズ群と像側のレンズ群の可動レンズ群にそれぞれ、高分散かつ異常部分分散性の大きい材料を用いて、ズーミングに際しての色収差の変動を補正したズームレンズを開示している。特許文献2では、物体側の第1レンズ群に高分散かつ異常分散性の強い材料よりなるレンズを用いて色収差を補正したズームレンズを開示している。

概要

倍率色収差を良好に補正することが容易な高ズーム比で広画角のズームレンズを得る。物体側から像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群と1以上のレンズ群を有する後群を有し、ズーミングに際して隣接するレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、第1レンズ群より像側に開口絞りを有し、広角端において後群の合成焦点距離は正であり、開口絞りより物体側の1つのレンズ群LGは固体材料より構成され、負の屈折力の光学素子GnNLと正の屈折力の光学素子を有し、光学素子GnNLの材料のアッベ数部分分散比νdnNL、θgFnNL、レンズ群LGに含まれる材料の部分分散比が最も大きい正の屈折力の光学素子GpNLの材料の部分分散比θgFpNL、光学素子GnNLの空気中における焦点距離fnNL、レンズ群LGの焦点距離fGを各々適切に設定すること。

目的

本発明は、倍率色収差を良好に補正することが容易な高ズーム比で広画角のズームレンズ及び撮像装置の提供を目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

物体側から像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群と1以上のレンズ群を有する後群を有し、ズーミングに際して隣接する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レンズ群より像側に開口絞りを有し、広角端において前記後群の合成焦点距離は正であり、前記開口絞りより物体側の1つのレンズ群LGは固体材料より構成され、負の屈折力の光学素子GnNLと正の屈折力の光学素子を有し、前記光学素子GnNLの材料アッベ数部分分散比を各々νdnNL、θgFnNL、前記レンズ群LGに含まれる材料の部分分散比が最も大きい正の屈折力の光学素子GpNLの材料の部分分散比をθgFpNL、前記光学素子GnNLの空気中における焦点距離をfnNL、前記レンズ群LGの焦点距離をfGとするとき、0.0<θgFnNL−(−1.7×10-7×νdnNL3+5.3×10-5×νdnNL2−5.7×10-3×νdnNL+0.76)<0.46.5×10-4<((θgFnNL−θgFpNL)/νdnNL)×|fG/fnNL|<5.0×10-3なる条件式満足することを特徴とするズームレンズ。

請求項2

前記光学素子GpNLの材料のアッベ数をνdpNLとするとき、|νdnNL−νdpNL|<40なる条件式を満足することを特徴とする請求項1のズームレンズ。

請求項3

前記光学素子GpNLの空気中における焦点距離をfpNLとするとき、1.0<|fnNL|/fpNL<10.0なる条件式を満足することを特徴とする請求項1又は2のズームレンズ。

請求項4

前記開口絞りより像側に少なくとも1つの正の屈折力の光学素子Gprを有し、該光学素子Gprの材料のアッベ数と部分分散比を各々νdprNL、θgFprNLとするとき、60<νdprNL<1000.005<θgFprNL−(−1.6×10-3×νdprNL+0.64)<0.100なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項のズームレンズ。

請求項5

前記第1レンズ群の焦点距離をf1、広角端における全系の焦点距離をfwとするとき、1.0<|f1|/fw<7.0なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項のズームレンズ。

請求項6

前記光学素子GnNLは、負レンズ接合されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項のズームレンズ。

請求項7

前記レンズ群LGは、負の屈折力より成ることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項のズームレンズ。

請求項8

前記レンズ群LGは最も物体側に配置されていることを特徴とする請求項7のズームレンズ。

請求項9

前記光学素子GnNLは、最も物体側の負レンズと接合されていることを特徴とする請求項8のズームレンズ。

請求項10

前記光学素子GnNLの空気との境界面は非球面形状であることを特徴とする請求項1乃至9いずれか1項のズームレンズ。

請求項11

前記後群は物体側より像側へ順に、正の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群よりなることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項のズームレンズ。

請求項12

前記後群は物体側より像側へ順に、正の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群、正の屈折力の第6レンズ群よりなることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項のズームレンズ。

請求項13

前記後群は物体側より像側へ順に、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、負の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群よりなることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項のズームレンズ。

請求項14

前記後群は物体側より像側へ順に、正の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群よりなることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項のズームレンズ。

請求項15

前記後群は正の屈折力の第2レンズ群よりなることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項のズームレンズ。

請求項16

請求項1乃至15のいずれか1項記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する光電変換素子を有していることを特徴とする撮像装置

請求項17

請求項1乃至15のいずれか1項記載のズームレンズと、原画を形成する画像表示素子とを有し、前記画像表示素子によって形成された原画を前記ズームレンズによって投射することを特徴とする画像投射装置

技術分野

0001

本発明は、例えばデジタルカメラビデオカメラ銀塩フィルムカメラTVカメラ等に用いられる撮像光学系やプロジェクタに用いられる投射光学系等に好適なものである。

背景技術

0002

近年、デジタルカメラをはじめとする撮像光学系や液晶プロジェクタなどの投射光学系においては広範囲撮像や広範囲の投射ができるように広画角高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有することが要望されている。広画角化が容易なズームレンズとして、最も物体側に負の屈折力の第1レンズ群を有し、レンズ群間間隔を変化させてズーミングを行うネガティブリード型(負群先行型)のズームレンズが知られている。

0003

全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るには、諸収差のうち色収差を少なくすること、特に2次の色収差を良好に補正することが必要である。光学系の色消し方法色収差補正方法)として、光学系に比較的高分散でかつ異常分散性の大きい材料を用いることが知られている。

0004

従来、高分散でかつ異常部分分散性が大きい光学材料を用いることで、色収差を補正したネガティブリード型のズームレンズが知られている(特許文献1,2)。特許文献1では、開口絞りより物体側のレンズ群と像側のレンズ群の可動レンズ群にそれぞれ、高分散かつ異常部分分散性の大きい材料を用いて、ズーミングに際しての色収差の変動を補正したズームレンズを開示している。特許文献2では、物体側の第1レンズ群に高分散かつ異常分散性の強い材料よりなるレンズを用いて色収差を補正したズームレンズを開示している。

先行技術

0005

特開2007−264600号公報
特開2008−158159号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ネガティブリード型のズームレンズにおいて、広画角化を進めていくと、広角端において2次の倍率色収差が増大し、2次の倍率色収差の補正が困難となってくる。また、広画角化とともにズーム比を大きくしていくと、広角端と望遠端において2次の倍率色収差が増大し、このときの2次の倍率色収差が広角端と望遠端で逆向きに発生することとなり、それをバランス良く補正することが困難になってくる。

0007

このように、ネガティブリード型のズームレンズにおいて、広画角化と高ズーム比化を図りつつ、良好なる光学性能を得るには、全ズーム範囲にわたり2次の倍率色収差をいかに補正するかが重要な課題となってくる。即ち、ズーム全域広帯域において色収差を良好に補正するためには、2次の倍率色収差のズーミングにおける変動を補正することが重要になってくる。

0008

一般にネガティブリード型のズームレンズにおいて、広画角化を図りつつ高ズーム比を得るには、各レンズ群のレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。特に開口絞りよりも物体側の負の屈折力のレンズ群のレンズ構成は、ズーミングにおける色収差の変動を少なくしつつ、全ズーム領域において高い光学性能を得るのに重要になってくる。

0009

例えば、特許文献1に開示されているズームレンズは、開口絞りより物体側のレンズ群と像側のレンズ群の可動レンズ群にそれぞれ、高分散かつ異常部分分散性の大きい材料を用いている。これにより広角端と望遠端における色収差をバランスよく補正し、ズーム全域において2次の倍率色収差を良好に補正している。ここで開示されている高分散かつ異常分散性の大きい材料は、おもに樹脂材料からなり、ガラスのレンズに接合成形されている。この場合、多数のレンズ群に前記材料を用いる構成を採用すると、色消しのために複数の光学素子が必要となり構成が複雑化してくる。

0010

本発明は、倍率色収差を良好に補正することが容易な高ズーム比で広画角のズームレンズ及び撮像装置の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

0011

本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群と1以上のレンズ群を有する後群を有し、ズーミングに際して隣接する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レンズ群より像側に開口絞りを有し、広角端において前記後群の合成焦点距離は正であり、前記開口絞りより物体側の1つのレンズ群LGは固体材料より構成され、負の屈折力の光学素子GnNLと正の屈折力の光学素子を有し、前記光学素子GnNLの材料のアッベ数部分分散比を各々νdnNL、θgFnNL、前記レンズ群LGに含まれる材料の部分分散比が最も大きい正の屈折力の光学素子GpNLの材料の部分分散比をθgFpNL、前記光学素子GnNLの空気中における焦点距離をfnNL、前記レンズ群LGの焦点距離をfGとするとき、
0.0<θgFnNL−(−1.7×10-7×νdnNL3+5.3×10-5×νdnNL2−5.7×10-3×νdnNL+0.76)<0.4
6.5×10-4<((θgFnNL−θgFpNL)/νdnNL)×|fG/fnNL|<5.0×10-3
なる条件式満足することを特徴としている。

発明の効果

0012

本発明によれば、倍率色収差を良好に補正することが容易な高ズーム比で広画角のズームレンズが得られる。

図面の簡単な説明

0013

実施例1の広角端におけるレンズ断面図
(A)、(B)、(C) 実施例1の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
実施例2の広角端におけるレンズ断面図
(A)、(B)、(C) 実施例2の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
実施例3の広角端におけるレンズ断面図
(A)、(B)、(C) 実施例2の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
実施例4の広角端におけるレンズ断面図
(A)、(B)、(C) 実施例2の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
実施例5の広角端におけるレンズ断面図
(A)、(B)、(C) 実施例5の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
実施例6の広角端におけるレンズ断面図
(A)、(B)、(C) 実施例6の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
実施例7の広角端におけるレンズ断面図
(A)、(B)、(C) 実施例7の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
本発明の撮像装置の要部概略図
本発明の投射装置の要部概略図

実施例

0014

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群と1以上のレンズ群を有する後群を有している。ズーミングに際して隣接するレンズ群の間隔が変化する。第1レンズ群より像側に開口絞りを有し、広角端において後群の合成焦点距離は正である。

0015

図1は、本発明の実施例1のズームレンズの広角端(短焦点距離端)における断面図である。図2(A)、(B)、(C)はそれぞれ実施例1のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端(長焦点距離端)における収差図である。図3は、本発明の実施例2のズームレンズの広角端における断面図である。図4(A)、(B)、(C)はそれぞれ実施例2のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。

0016

図5は、本発明の実施例3のズームレンズの広角端における断面図である。図6(A)、(B)、(C)はそれぞれ実施例3のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。図7は、本発明の実施例4のズームレンズの広角端における断面図である。図8(A)、(B)、(C)はそれぞれ実施例4のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。

0017

図9は、本発明の実施例5のズームレンズの広角端における断面図である。図10(A)、(B)、(C)はそれぞれ実施例5のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。図11は、本発明の実施例6のズームレンズの広角端における断面図である。図12(A)、(B)、(C)はそれぞれ実施例6のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。

0018

図13は、本発明の実施例7のズームレンズの広角端における断面図である。図14(A)、(B)、(C)はそれぞれ実施例7のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。図15は本発明のズームレンズを備えデジタルスチルカメラ(撮像装置)の要部概略図である。図16は本発明のズームレンズを備える投射装置の要部概略図である。各実施例のズームレンズは撮像装置や投射装置に用いられる。

0019

レンズ断面図において、左方が物体側(前方)(投射面)で、右方が像側(後方)(被投射面)である。また、レンズ断面図において、iを物体側からのレンズ群の順番とすると、Liは第iレンズ群を示す。LRは1以上のレンズ群よりなる後群である。SSは開口絞りである。FPフレアーカット絞りである。図9図11においてGは分光プリズム色合成手段)などに相当する光学ブロックである。

0020

IPは像面である。像面IPは、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系としてズームレンズを使用する際には、CCDセンサCMOSセンサなどの固体撮像素子光電変換素子)の撮像面に相当する。また、銀塩フィルムカメラの撮影光学系としてズームレンズを使用する際には、フィルム面に相当する。また、画像投写装置投写光学系として使用する際には、画像表示素子面に相当する。

0021

矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際して、各レンズ群の移動軌跡を示している。収差図において、d-line、g-lineは各々d線及びg線、ΔM、ΔSはメリディナル像面、サジタル像面である。倍率色収差はg線によって表している。ωは半画角、FnoはFナンバーである。なお、各実施例において広角端と望遠端は変倍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。

0022

各実施例のズームレンズはいずれも、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群L1、1以上のレンズ群を含む後群LRよりなっている。第1レンズ群L1の像側に開口絞りSSを有している。ズーミングに際して隣接するレンズ群間隔が変化する。広角端における後群LRの屈折力は正である。

0023

また各実施例において、開口絞りSSより物体側の1つのレンズ群LGは、固体材料より構成され、負の屈折力(屈折作用による負の屈折力)の光学素子GnNLと、正の屈折力の光学素子を有する。ここでレンズ群LGに含まれる材料の部分分散比θgFが最も大きい光学素子を光学素子GpNLとする。光学素子GnNLの材料のアッベ数と部分分散比を各々νdnNL、θgFnNLとする。光学素子GpNLの材料の部分分散比をθgFpNLとする。光学素子GnNLの空気中における焦点距離をfnNL、レンズ群LGの焦点距離をfGとする。

0024

このとき、
0.0<θgFnNL−(−1.7×10-7×νdnNL3+5.3×10-5×νdnNL2−5.7×10-3×νdnNL+0.76)<0.4 ・・・(1)
6.5×10-4<((θgFnNL−θgFpNL)/νdnNL)×|fG/fnNL|<5.0×10-3 ・・・(2)
なる条件式を満足する。

0025

ここで、光学素子のアッベ数νd、部分分散比θgFは、フラウフォファーのd線、C線、F線、g線における屈折率をnd、nC、nF、ngとしたとき、以下の式で表されるものである。

0026

νd=(nd−1)/(nF−nC)
θgF=(ng−nF)/(nF−nC)
次に条件式(1)、(2)の技術的意味について説明する。

0027

条件式(1)は、開口絞りSSより物体側のレンズ群LGに含まれ、固体材料より構成され、負の屈折力の光学素子GnNLの材料のアッベ数と、部分分散比を規定する。ここで光学素子GnNLにおける屈折力は回折で生ずるものではなく、屈折で生ずるものである。条件式(1)を満足する材料として、例えば、TiO2(νd=13.84、θgF=0.873)等がある。また、TiO2微粒子(とくに粒子径入射光波長の1/20以下のものがよい)を合成樹脂等の透明媒体中へ分散することにより、アッベ数や部分分散比等の諸物性が調整できることが知られている。

0028

負の屈折力のレンズ群が最も物体側に位置するネガティブリード型(負群先行型)のズームレンズにおいて、広画角化を進めた場合、広角端と望遠端において倍率色収差が増大し、これらの補正が困難となる。とくに、倍率色収差を広帯域で補正しようとした場合、2次の色収差が増大し、この収差の補正が重要となる。

0029

具体的には、負群先行型のズームレンズにおいて、広画角化、高ズーム比化を進めていくと、広角端において2次の倍率色収差はオーバー(補正不足)側に、望遠端において倍率色収差はアンダー(補正過剰)側に残存する傾向がある。

0030

とくに広画角をズーム領域とするズームレンズにおいては、2次の倍率色収差はオーバー(補正不足)側に偏る傾向となりやすい。このとき、広角端において2次の倍率色収差を選択的に補正し、ズーミングによる色収差の変動を抑制することで、ズーム全域において2次の倍率色収差を良好に補正することができる。つまり、異常部分分散性が正の材料よりなる光学素子を、瞳近軸光線の広角端から望遠端へのズーミングにかけての変化が大きい、開口絞りSSより物体側のレンズ群に負の屈折力で配置するのが良い。これによれば、広角端において2次の倍率色収差のみを選択的に補正することができる。

0031

ここで、倍率色収差の補正効果は、瞳近軸光線の高さと物体近軸光線の高さの積に比例することが知られている。また負群先行型のズームレンズにおいて、開口絞りSSより物体側で瞳近軸光線のズーミングによる変化が大きい位置は、物体近軸光線の高さが低い傾向にある。このため、単色収差への影響を最小限に色収差を補正するためには、従来の材料より強い正の異常部分分散性を有する材料を、より強いパワー配置で用いることが必要となる。

0032

この構成をとることで、広画角をズーム領域とするズームレンズにおいて、強い正の異常部分分散性を持つ材料を多数のレンズ群に用いることなく、少ない数の光学素子でズーム全域において2次の倍率色収差を良好に補正することが容易となる。

0033

条件式(1)は、負の屈折力の光学素子GnNLの材料のアッベ数と部分分散比の範囲を規定している。また、条件式(2)は、負の屈折力の光学素子GnNLの2次の色消し力(色消し作用)を規定している。ここで、開口絞りSSより物体側に配置されるレンズ群LGに条件式(1)を満足する負レンズを、条件式(2)の屈折力範囲で配置することで、レンズ全系の広角端における2次の色収差を良好に補正している。

0034

条件式(1)の下限を超えると、光学素子GnNLの材料のアッベ数に対する異常部分分散性が小さくなりすぎ、光学素子GnNLの色消し力が弱まりすぎるため広角端において2次の倍率色収差が補正不足となる。若しくは、2次の倍率色収差の補正のため、光学素子GnNLに強い屈折力が要求され、1次の色収差の補正が困難となる。一方、条件式(1)の上限を超えると、光学素子GnNLの材料のアッベ数に対する異常部分分散性が大きくなりすぎ、光学素子GnNLの色消し力が強まりすぎるため、広角端において2次の倍率色収差が補正過剰となるのでよくない。

0035

条件式(2)の下限を超えると、レンズ群LG内の正レンズが有する異常分散性に対し、光学素子GnNLが有する正の異常分散性が弱くなりすぎ、光学素子GnNLの色収差の補正効果が相殺され、広角端において2次の倍率色収差が補正不足となる。一方、条件式(2)の上限を超えると、光学素子GnNLが有する正の異常分散性が強くなりすぎ、光学素子GnNLの色収差補正効果が強まりすぎ、広角端において2次の倍率色収差が補正過剰となるのでよくない。

0036

各実施例において、より好ましくは、条件式(1),(2)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

0037

0.03<θgFnNL−(−1.7×10-7×νdnNL3+5.3×10-5×νdnNL2−5.7×10-3×νdnNL+0.76)<0.30 ・・・(1a)
7.0×10-4<((θgFnNL−θgFpNL)/νdnNL)×|fG/fnNL|<4.5×10-3 ・・・(2a)
各実施例において、さらに好ましくは、条件式(1a),(2a)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

0038

0.05<θgFnNL−(−1.7×10-7×νdnNL3+5.3×10-5×νdnNL2−5.7×10-3×νdnNL+0.76)<0.20 ・・・(1b)
7.5×10-4<((θgFnNL−θgFpNL)/νdnNL)×|fG/fnNL|<4.0×10-3 ・・・(2b)
以上、各実施例では、負群先行型のズームレンズにおいて、開口絞りSSより物体側のレンズ群LGに、異常部分分散性が正の材料よりなる負の屈折力の光学素子GnNLを最適な屈折力で配置している。これにより、広画角化に伴う広角端の倍率色収差の増大を補正し、ズーム全域において良好な光学性能を有するズームレンズを得ている。なお、各実施例のズームレンズにおいて、さらに好ましくは次の条件式のうちの1つ以上を満足するのが良い。これによれば各条件式に相当する効果が得られる。

0039

光学素子GpNLのアッベ数をνdpNLとする。光学素子GpNLの空気中における焦点距離をfpNLとする。第1レンズ群L1の焦点距離をf1とする。広角端における全系の焦点距離をfwとする。開口絞りSSより像側に少なくとも1つの正の屈折力の光学素子Gprを有しており、光学素子Gprの材料のアッベ数をνdprNL、光学素子Gprの材料の部分分散比をθgFprNLとする。

0040

このとき、
|νdnNL−νdpNL|<40 ・・・(3)
1.0<|fnNL|/fpNL<10.0 ・・・(4)
60<νdprNL<100 ・・・(5)
0.005<θgFprNL−(−1.6×10-3×νdprNL+0.64)<0.100 ・・・(6)
1.0<|f1|/fw<7.0 ・・・(7)
なる条件式のうち1以上を満足するのが良い。

0041

次に各条件式の技術的意味について説明する。条件式(3)は、開口絞りSSより物体側のレンズ群LG内の1次の色消しに関する。開口絞りSSより物体側のレンズ群LGが負の屈折力のレンズ群である場合、条件式(1)を満足する異常部分分散性が正の方向に大きい材料よりなる光学素子GnNLを負の屈折力で単純に配置すると、光学素子GnNLは高分散の特性をもつ。このため、レンズ群LG内における1次の色消しが補正不足傾向となる。

0042

ゆえに、光学素子GnNLにより光学系全体の広角端における2次の倍率色収差を補正する場合、光学素子GnNL以外の光学素子によりレンズ群内の1次の色収差は補正過剰の状態で配置しておくことが好ましい。ここで、レンズ群LG内の正の屈折力の光学素子を高分散な光学素子GpNLとして構成して、レンズ群LG内における1次の色消しと、光学系全体での2次の倍率色収差を補正するのが良い。

0043

条件式(3)の上限を超えると、光学素子GpNLの材料のアッベ数が大きくなりすぎ、レンズ群LG内での1次の色収差が補正不足となる。若しくは、レンズ群LG内での1次の色消しのため、光学素子GnNLに屈折力を与えるのができず、光学系全体の広角端における2次の倍率色収差が補正不足となる。

0044

条件式(4)は、負の屈折力の光学素子GnNLと、正の屈折力の光学素子GpNLの屈折力配分を規定している。条件式(4)の上限を超えると、光学素子GnNLの屈折力が弱くなりすぎる、若しくは光学素子GpNLの屈折力が強くなりすぎるため、結果として光学系全体の広角端における2次の倍率色収差が補正不足となる。一方、下限を超えると、光学素子GnNLの屈折力が強くなりすぎる、若しくは光学素子GpNLの屈折力が弱くなりすぎるため、結果としてレンズ群LG内での1次の色収差が補正不足となる。

0045

条件式(5)、(6)は、開口絞りSSより像側に位置する少なくとも1つの正の屈折力の光学素子Gprの材料のアッベ数と、異常部分分散性を規定する。各実施例のズームレンズにおいて、開口絞りSSより像側のレンズ群に条件式(5)、(6)を満足する正の屈折力の光学素子Gprを少なくとも1つ有することが好ましい。開口絞りSSより像側のレンズ群は広角端から望遠端へのズーミングにかけての瞳近軸光線の変化が小さいため、倍率色収差に関しズーム全域において同様の影響を与えることができる。

0046

ゆえに、開口絞りSSより像側のレンズ群に条件式(5)、(6)を満足する光学素子GPrを正の屈折力で用いるのが良い。そして望遠端において2次の倍率色収差を補正過剰としない範囲で配置することにより、広角端において倍率色収差の補正を分担するとともに、望遠端において2次の軸上色収差を良好に補正することが容易になる。

0047

条件式(5)の上限を超えると、低分散な材料となりすぎ、一般に屈折率が低くなる傾向にあるため、単色収差、とくに広角端における像面湾曲の補正が困難となる。一方、下限を超えると、高分散な材料となりすぎ、1次の色収差の補正が困難となるのでよくない。

0048

条件式(6)の上限を超えると、光学素子の異常部分分散性が正の方向に大きくなりすぎ、望遠端において2次の倍率色収差が補正過剰となる。一方、下限を超えると、光学素子の異常部分分散性が逆転し、2次の色収差が逆補正となるのでよくない。

0049

条件式(7)は、第1レンズ群L1の負の屈折力を規定する。条件式(7)の上限を超えると、第1レンズ群L1の負の屈折力が小さくなりすぎ、光学系全体が大型化してしまう。一方、下限を超えると、第1レンズ群L1の負の屈折力が大きくなりすぎ、とくに広角端おいて像面彎曲の補正が困難となる。

0050

各実施例において、より好ましくは条件式(3)乃至(7)の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。

0051

|νdnNL−νdpNL|<38 ・・・(3a)
1.5<|fnNL|/fpNL<9.0 ・・・(4a)
63<νdprNL<100 ・・・(5a)
0.01<θgFprNL−(−1.6×10-3×νdprNL+0.64)<0.08 ・・・(6a)
1.1<|f1|/fw<6.0 ・・・(7a)
各実施例において、さらに好ましくは条件式(3a)〜(7a)の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。

0052

|νdnNL−νdpNL|<35 ・・・(3b)
2.0<|fnNL|/fpNL<8.0 ・・・(4b)
65<νdprNL<100 ・・・(5b)
0.015<θgFprNL−(−1.6×10-3×νdprNL+0.64)<0.060 ・・・(6b)
1.2<|f1|/fw<5.5 ・・・(7b)
実施例1、2、4乃至6では、負の屈折力の光学素子GnNLを配する開口絞りSSより物体側のレンズ群LGは、負の屈折力を有している。負の屈折力のレンズ群LGに条件式(1)、(2)を満足する光学素子GnNLを配置し、さらに、条件式(3)、(4)を満足することで、1次と2次の倍率色収差をさらに良好に補正することが容易になる。

0053

光学素子GnNLは負レンズと接合している。実施例1、7では最も物体側の負レンズと接合している。

0054

実施例1、2、5、6では、瞳近軸光線の広角端から望遠端へのズーミングに際しての変化がとくに大きい、最も物体側の負の屈折力の第1レンズ群L1に負の屈折力の光学素子GnNLを配している。各実施例において、いずれかのレンズ群、または部分レンズ群を光軸と垂直方向の成分を持つ方向に移動することにより、手ぶれにより生じる画像の移動を補償する、防振レンズ群として構成してもよい。

0055

以上のように、各実施例によれば、広画角化に伴う広角端における倍率色収差の増大を軽減し、ズーム全域において良好な光学特性を有するズームレンズが得られる。

0056

次に各実施例のレンズ構成について説明する。
[実施例1]
以下、図1を参照して、本発明の実施例1によるズームレンズについて説明する。実施例1は物体側から像側へ順に、負、正、負、正の屈折力の第1レンズ群L1乃至第4レンズ群L4を有する、4群ズームレンズである。後群LRは第2レンズ群L2乃至第4レンズ群L4よりなっている。

0057

実施例1では、広角端から望遠端へのズーミングに際し、矢印のように第1レンズ群L1は像側に凸状の軌跡で移動し、変倍による像面の変動を補償している。また、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第3レンズ群L4は変倍レンズ群であり、それぞれ物体側へ移動している。また、開口絞りSSは第3レンズ群L3の物体側に配され、第3レンズ群L3と一体(同じ軌跡)で移動している。フレアーカット絞りFPは第3レンズ群L3の像側へ配され、第3レンズ群L3と一体で移動している。

0058

無限遠物体から有限距離物体への合焦(フォーカシング)には、第2レンズ群L2の一部分の部分レンズ群L2aを光軸上で移動させる、インナー方式を採用している。実施例1では、条件式(1)、(2)を満足する負の屈折力の光学素子GnNLを第1レンズ群L1に配している。

0059

具体的には、光学素子GnNLを第1レンズ群L1の最も物体側の負レンズと接合している。広角端から望遠端へのズーミングにかけて瞳近軸光線の変化の大きい、最も物体側の第1レンズ群L1に光学素子GnNLを配することで、広角端における2次の倍率色収差を良好に補正している。さらに、光学素子GnNLは空気との境界面を非球面形状としている。これにより、広角端における像面湾曲と歪曲収差を良好に補正している。

0060

[実施例2]
以下、図3を参照して、本発明の実施例2によるズームレンズについて説明する。実施例2は物体側から像側へ順に、負、正、負、正、負、正の屈折力の第1レンズ群乃至第6レンズ群L6を有する、6群ズームレンズである。後群LRは第2レンズ群L2乃至第6レンズ群L6よりなっている。

0061

実施例2では、広角端から望遠端へのズーミングに際し、矢印のように第3レンズ群L3は像側に凸状の軌跡で移動し、変倍による像面の変動を補償している。また、第1レンズ群L1は変倍レンズ群であり、像側へ移動している。また、第2レンズ群L2、第4レンズ群L4、第5レンズ群L5は変倍レンズ群であり、それぞれ物体側へ移動している。また、第6レンズ群L6は、ズーミングのためには不動である。開口絞りSSとフレアー絞FPの位置及び動作は実施例1と同じである。

0062

無限遠物体から有限距離物体への合焦には、第5レンズ群L5を光軸上で移動させる、インナー方式を採用している。

0063

実施例2では、条件式(1)、(2)を満足する負の屈折力の光学素子GnNLを第1レンズ群L1に配している。具体的には、光学素子GnNLを第1レンズ群L1内において、負レンズと、正レンズで挟んで接合した3枚接合レンズの一部にて構成している。広角端から望遠端へのズーミングにかけて瞳近軸光線の変化の大きい、最も物体側レンズ群L1に光学素子GnNLを配することで、広角端における2次の倍率色収差を良好に補正している。

0064

さらに、光学素子GnNLをガラスや透光性セラミック等の光学材料との3枚接合レンズの一部より構成することで、光学素子GnNLに合成樹脂等を用いた場合、より耐環境性に優れる構成としている。

0065

[実施例3]
以下、図5を参照して、本発明の実施例3によるズームレンズについて説明する。実施例3のズームレンズにおいて、ズームタイプ、合焦方式図3の実施例2と同じである。実施例3は実施例2と比較して、光学素子GnNLの配置個所、各レンズ群内でのレンズ形状が異なっている。

0066

実施例3では、条件式(1)、(2)を満足する負の屈折力の光学素子GnNLを第2レンズ群L2内に配している。具体的には、光学素子GnNLを第2レンズ群L2内において、負レンズと、正レンズで挟んで接合した3枚接合のレンズの一部にて構成している。広角端において瞳近軸光線と物体近軸光線が高い、第2レンズ群L2に光学素子GnNLを配することで、広角端における2次の倍率色収差を良好に補正している。

0067

さらに、光学素子GnNLをガラスや透光性セラミック等の光学材料との3枚接合レンズの一部より構成することで、光学素子GnNLに合成樹脂等を用いた場合、より耐環境性に優れる構成としている。

0068

[実施例4]
以下、図7を参照して、本発明の実施例4によるズームレンズについて説明する。実施例4は物体側から像側へ順に、負、負、正、負、正の屈折力の第1レンズ群L1乃至第5レンズ群L5を有する5群ズームレンズである。後群LRは第2レンズ群L2乃至第5レンズ群L5よりなっている。

0069

実施例4では、広角端から望遠端へのズーミングに際し、矢印のように第1レンズ群L1は像側に凸状の軌跡で移動し、変倍による像面の変動を補償している。また、第2レンズ群L2は変倍レンズ群であり、像側に凸状の軌跡で像側へ移動している。また、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、第5レンズ群L5は変倍レンズ群であり、それぞれ物体側へ移動している。また、開口絞りSSは第3レンズ群L3中に配され、第3レンズ群L3と一体で移動している。

0070

無限遠物体から有限距離物体への合焦には、第2レンズ群L2を光軸上で移動させる、インナー方式を採用している。

0071

実施例4では、条件式(1)、(2)を満足する負の屈折力の光学素子GnNLを、第2レンズ群L2に配している。具体的には、光学素子GnNLを第2レンズ群L2の最も物体側の負レンズと接合して構成している。広角端から望遠端へのズーミングにかけて瞳近軸光線の変化の大きい第2レンズ群L2に光学素子GnNLを配することで、広角端における2次の倍率色収差を良好に補正している。さらに、光学素子GnNLは空気との境界面を非球面形状としている。これにより、広角端における像面湾曲と歪曲収差を良好に補正している。

0072

[実施例5]
以下、図9を参照して、本発明の実施例5によるズームレンズについて説明する。実施例5は物体側から順に、負、正、正、正の屈折力の第1レンズ群L1乃至第4レンズ群L4を有する、4群ズームレンズである。後群LRは第2レンズ群L2乃至第4レンズ群L4よりなっている。

0073

本実施例ではプロジェクター用のズームレンズである。左方がスクリーン拡大側)、右方が被投射面(縮小側)である。Gは色分解、色合成用のプリズムである。IPは被投射面に相当する。

0074

実施例5では、広角端から望遠端へのズーミングに際し、矢印のように第2レンズ群L2は拡大側に凸状の軌跡で移動し、変倍による像面の変動を補償している。また、第3レンズ群L3は変倍レンズ群であり、拡大側へ移動している。また、第1レンズ群L1、第4レンズ群L4は、変倍時に像面に対して固定されている。また、開口絞りSSは第4レンズ群L4の拡大側に配され、変倍時に像面に対して固定されている。遠距離から近距離への合焦には、第2レンズ群L2を光軸上で移動させる、インナー方式を採用している。

0075

実施例5では、条件式(1)、(2)を満足する負の屈折力の光学素子GnNLを第1レンズ群L1に配している。具体的には、光学素子GnNLを第1レンズ群L1の最も拡大側の負レンズと接合して構成している。広角端から望遠端へのズーミングにかけて瞳近軸光線の変化の大きい、最も拡大側のレンズ群L1に光学素子GnNLを配することで、広角端における2次の倍率色収差を良好に補正している。

0076

[実施例6]
以下、図11を参照して、本発明の実施例6によるズームレンズについて説明する。実施例6のズームレンズにおいて、ズームタイプ、合焦方式は図9の実施例5と同じである。実施例6は実施例5と比較して、光学素子GnNLの配置個所、各レンズ群内でのレンズ形状が異なっている。

0077

実施例6では、条件式(1)、(2)を満足する負の屈折力の光学素子GnNLを第1レンズ群L1に配している。具体的には、光学素子GnNLを第1レンズ群L1内の負レンズと接合して構成している。広角端から望遠端へのズーミングにかけて瞳近軸光線の変化の大きい、最も拡大側のレンズ群L1に光学素子GnNLを配することで、広角端における2次の倍率色収差を良好に補正している。さらに、光学素子GnNLは空気との境界面を非球面形状としている。これにより、広角端における像面湾曲と歪曲収差を良好に補正している。

0078

[実施例7]
以下、図13を参照して、本発明の実施例7によるズームレンズについて説明する。実施例7は物体側から像側へ順に、負、正の屈折力の第1レンズ群L1、第2レンズ群L2を有する2群ズームレンズである。後群LRは第2レンズ群L2よりなっている。

0079

実施例7では、広角端から望遠端へのズーミングに際し、矢印のように第1レンズ群L1は像側に凸状の軌跡で移動し、変倍による像面の変動を補償している。また、第2レンズ群L2は変倍レンズ群であり、物体側へ移動している。無限遠物体から有限距離物体への合焦には、第1レンズ群L1を光軸上で移動させる、前玉フォーカス方式を採用している。

0080

実施例7では、条件式(1)、(2)を満足する負の屈折力の光学素子GnNLを第1レンズ群L1に配している。具体的には、光学素子GnNLを第1レンズ群L1内の負レンズと接合して構成している。広角端から望遠端へのズーミングにかけて瞳近軸光線の変化の大きい、最も拡大側のレンズ群L1に光学素子GnNLを配することで、広角端における2次の倍率色収差を良好に補正している。さらに、光学素子GnNLは空気との境界面を非球面形状としている。これにより、広角端における像面湾曲と歪曲収差を良好に補正している。

0081

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形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

0082

以下、実施例1〜7に対応する数値実施例1〜7の具体的数値データを示す。各数値実施例において、iは物体側から数えた面の番号を示す。riは第i番目光学面(第i面)の曲率半径である。diは第i面と第(i+1)面との軸上間隔である。ndi、νdiはそれぞれd線に対する第i番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数である。θgFiは部分分散比である。fは焦点距離、FnoはFナンバー、ωは半画角である。BFはバックフォーカスであり、最終面からの距離で表している。

0083

非球面形状は、光の進行方向を正、xを光軸方向の面頂点からの変位量として、hを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、rを近軸曲率半径、Kを円錐定数、A4、A6、A8、A10、A12を非球面係数とするとき、
x = (h2/r)/[1+{1−(1+K)×(h/r)2}1/2]
+A4×h4+A6×h6+A8×h8+A10×h10+A12×h12
なる式で表している。

0084

なお、各非球面係数における「E±XX」は「×10±XX」を意味している。また、前述の各条件式と数値実施例との関係を(表1)に示す。ここで、数値の「E±XX」は「×10±XX」を意味している。また、各実施例で用いた光学素子GnNLのd、g、C、F線における屈折率、アッベ数、部分分散比を(表2)に示す。

0085

(数値実施例1)
単位mm

面データ
面番号r d nd νd有効径
1* 282.159 2.30 1.77250 49.6 54.22
2 24.138 0.10 1.61932 15.1 39.51 θgFnNL= 0.864
3* 20.969 11.77 37.63
4 2137.293 1.80 1.80400 46.6 36.34
5* 46.180 6.51 32.20
6 -106.338 1.60 1.83400 37.2 31.67
7 149.619 0.15 31.45
8 49.394 4.91 1.80809 22.8 31.57 θgFpNL = 0.631
9 -495.380 (可変) 31.03
10 49.395 1.30 1.80518 25.4 24.47
11 24.287 6.38 1.54072 47.2 24.63
12 -77.160 0.15 25.18
13 68.076 2.18 1.80400 46.6 25.76
14 110.886 4.58 25.70
15 59.607 4.24 1.62299 58.2 25.96
16 -69.199 (可変) 25.80
17(絞り) ∞ 1.90 22.32
18 -117.208 1.40 1.88300 40.8 21.75
19 110.619 2.23 21.44
20 -43.385 1.10 1.76200 40.1 21.42
21 21.478 4.99 1.84666 23.8 22.44
22 -188.243 1.23 22.61
23(フレアー絞り)∞ (可変) 22.78
24 30.974 7.93 1.49700 81.5 23.07 θgF = 0.537
25 -23.050 1.20 1.84666 23.9 22.54
26 -37.999 0.20 22.68
27 533.780 1.20 1.83400 37.2 21.78
28 19.618 6.66 1.49700 81.5 22.28 θgF = 0.537
29 -71.045 0.20 23.39
30 356.490 2.35 1.58313 59.4 24.19
31* -112.935 (可変) 24.74
像面 ∞

0086

非球面データ
第1面
K =-5.46193e+002 A 4= 1.69807e-005 A 6=-2.57922e-008 A 8= 3.76981e-011 A10=-2.93874e-014 A12= 1.05256e-017

第3面
K = 3.94144e-002 A 4=-4.18740e-006 A 6=-9.63302e-009 A 8=-1.09837e-011 A10= 2.04504e-014

第5面
K = 5.90989e-001 A 4= 1.39555e-005 A 6= 1.19605e-008 A 8=-7.22100e-011 A10= 1.68304e-013 A12=-1.90500e-016

第31面
K = 3.98922e+001 A 4= 9.81358e-006 A 6= 1.77241e-008 A 8=-1.53025e-011 A10= 3.60517e-014

各種データ
ズーム比2.12
広角中間望遠
焦点距離16.01 24.10 34.00
Fナンバー3.02 3.12 3.21
半画角(度) 53.50 41.92 32.47
像高21.64 21.64 21.64
レンズ全長157.53 149.88 153.40
BF 39.00 49.53 63.21

d 9 28.77 11.28 2.01
d16 0.93 4.30 7.20
d23 8.26 4.20 0.41
d31 39.00 49.53 63.21

入射瞳位置19.49 18.81 18.73
射出瞳位置-52.28 -39.76 -30.78
前側主点位置 32.69 36.41 40.43
後側主点位置22.99 25.43 29.22

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 -20.93 29.14 3.52 -21.00
2 10 30.33 18.84 8.08 -6.38
3 17 -40.79 12.85 2.51 -7.01
4 24 49.38 19.74 5.59 -8.47

単レンズデータ
レンズ始面 焦点距離
1 1 -34.30
2 2 -261.01
3 4 -58.73
4 6 -74.32
5 8 55.81
6 10 -60.74
7 11 34.93
8 13 214.44
9 15 52.06
10 18 -64.26
11 20 -18.72
12 21 23.02
13 24 27.95
14 25 -71.85
15 27 -24.45
16 28 31.70
17 30 147.35

0087

(数値実施例2)
単位mm

面データ
面番号r d nd νd有効径
1* 184.610 2.50 1.77250 49.6 58.42
2 33.433 12.73 47.64
3 -167.246 2.30 1.77250 49.6 46.94
4 105.610 0.18 1.61937 19.2 45.53 θgFnNL= 0.748
5 62.389 4.59 1.92286 18.9 45.16 θgFpNL = 0.650
6 178.037 (可変) 44.65
7 904.178 1.90 1.80518 25.4 27.06
8 51.491 6.48 1.77250 49.6 26.40
9 -132.108 0.15 25.65
10 89.842 3.92 1.83481 42.7 25.98
11 -723.693 0.15 26.06
12 43.869 5.25 1.69680 55.5 26.12
13 484.593 (可変) 25.30
14(絞り) ∞ 2.21 17.83
15 -122.925 1.30 1.88300 40.8 17.12
16 44.454 2.19 16.81
17 -109.062 1.30 1.71999 50.2 16.91
18 38.624 2.48 1.80518 25.4 17.23
19 -106.734 0.69 17.34
20(フレアー絞り)∞ (可変) 17.38
21 121.354 1.30 1.84666 23.9 19.19
22 26.451 4.23 1.49700 81.5 20.01 θgF = 0.537
23 -63.654 0.15 20.82
24 34.070 4.19 1.65160 58.5 22.96
25 -150.671 (可変) 23.14
26 302.906 2.65 1.84666 23.9 23.18
27 -47.343 0.21 23.18
28 -50.272 1.20 1.83400 37.2 23.03
29 26.891 (可変) 22.93
30 62.832 4.68 1.58313 59.4 31.90
31* -100.352 40.33 32.28
像面 ∞

0088

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.30907e-006 A 6= 4.09149e-010 A 8=-1.26586e-012 A10= 1.24314e-015 A12=-4.49322e-019

第31面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.19475e-007 A 6=-9.95606e-009 A 8= 5.99583e-011 A10=-1.90767e-013 A12= 2.31903e-016

各種データ
ズーム比2.75
広角中間望遠
焦点距離24.70 37.34 68.00
Fナンバー3.43 3.66 4.12
半画角(度) 41.22 30.09 17.65
像高21.64 21.64 21.64
レンズ全長191.27 172.72 157.74
BF 40.33 40.33 40.33

d 6 56.93 28.76 4.16
d13 4.22 8.36 20.23
d20 16.90 12.16 -0.30
d25 -0.05 3.11 9.92
d29 4.01 11.06 14.46

入射瞳位置31.16 29.15 33.66
射出瞳位置-68.52 -83.08 -65.13
前側主点位置 50.26 55.19 57.81
後側主点位置15.63 2.99 -27.67

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 -37.08 22.29 5.23 -11.71
2 7 32.78 17.85 5.81 -4.47
3 14 -43.08 10.17 1.62 -6.46
4 21 39.63 9.87 4.57 -1.63
5 26 -37.72 4.06 2.75 0.42
6 30 66.97 4.68 1.15 -1.84

単レンズデータ
レンズ始面 焦点距離
1 1 -53.23
2 3 -83.49
3 4 -246.52
4 5 102.13
5 7 -67.88
6 8 48.71
7 10 95.95
8 12 68.89
9 15 -36.84
10 17 -39.47
11 18 35.49
12 21 -40.20
13 22 38.19
14 24 43.03
15 26 48.53
16 28 -20.86
17 30 66.97

0089

(数値実施例3)
単位mm

面データ
面番号r d nd νd有効径
1* 144.470 2.50 1.77250 49.6 59.89
2 31.821 12.85 48.25
3 -323.099 2.30 1.77250 49.6 47.67
4 63.648 0.20 45.60
5 54.540 5.54 1.84666 23.8 45.69 θgFpNL= 0.621
6 143.980 (可変) 44.85
7 -797.923 1.90 1.80610 33.3 21.90
8 59.238 0.10 1.61932 15.1 22.56 θgFnNL = 0.864
9 47.576 5.99 1.77250 49.6 22.69
10 -126.355 0.15 23.70
11 93.158 2.81 1.83481 42.7 24.15
12 -1025.615 0.15 24.23
13 42.534 3.74 1.69680 55.5 24.34
14 737.814 (可変) 23.90
15(絞り) ∞ 2.21 18.47
16 -120.919 1.30 1.88300 40.8 17.83
17 45.635 2.49 17.57
18 -242.784 1.30 1.69680 55.5 17.78
19 38.739 3.86 1.80809 22.8 18.07
20 -163.345 0.69 18.27
21(フレアー絞り)∞ (可変) 18.32
22 185.005 1.30 1.84666 23.8 18.99
23 24.017 6.06 1.49700 81.5 19.90 θgF = 0.537
24 -59.008 0.15 21.68
25 32.381 4.83 1.65160 58.5 24.28
26 -109.790 (可変) 24.41
27 3412.453 3.20 1.84666 23.8 24.31
28 -43.990 0.39 24.28
29 -50.008 1.20 1.83481 42.7 23.92
30 26.054 (可変) 23.58
31 58.436 6.00 1.58313 59.4 36.78
32* -106.244 39.70 37.09
像面 ∞

0090

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.55731e-006 A 6= 6.23483e-011 A 8=-6.00103e-013 A10= 6.22750e-016 A12=-2.01210e-019

第32面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.30394e-007 A 6=-1.26882e-008 A 8= 7.09168e-011 A10=-1.88617e-013 A12= 1.93492e-016

各種データ
ズーム比2.75
広角中間望遠
焦点距離24.70 37.28 68.00
Fナンバー3.59 3.79 4.12
半画角(度) 41.22 30.13 17.65
像高21.64 21.64 21.64
レンズ全長199.71 180.50 163.71
BF 39.70 39.70 39.70

d 6 57.94 27.94 0.36
d14 1.30 4.97 16.15
d21 17.80 15.10 4.88
d26 2.78 5.58 12.68
d30 6.98 14.00 16.73

入射瞳位置31.72 28.39 29.52
射出瞳位置-95.73 -132.04 -104.52
前側主点位置 51.92 57.58 65.45
後側主点位置15.00 2.42 -28.30

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 -39.88 23.39 4.98 -12.79
2 7 33.13 14.84 5.57 -2.94
3 15 -47.66 11.85 1.29 -7.90
4 22 39.24 12.35 6.83 -0.80
5 27 -34.72 4.79 3.14 0.34
6 31 65.53 6.00 1.36 -2.48

単レンズデータ
レンズ始面 焦点距離
1 1 -53.34
2 3 -68.65
3 5 100.83
4 7 -68.34
5 8 -391.49
6 9 45.42
7 11 102.42
8 13 64.63
9 16 -37.38
10 18 -47.86
11 19 39.08
12 22 -32.72
13 23 35.20
14 25 38.90
15 27 51.32
16 29 -20.37
17 31 65.53

0091

(数値実施例4)
単位mm

面データ
面番号r d nd νd有効径
1* -559.121 3.50 1.58313 59.4 51.36
2 18.959 (可変) 33.30
3 -130.418 1.30 1.77250 49.6 27.25
4 21.266 0.10 1.67271 16.7 23.84 θgFnNL= 0.755
5* 16.383 2.72 23.21
6 21.165 5.22 1.84666 23.8 23.53 θgFpNL = 0.621
7 71.531 (可変) 22.30
8 66.634 1.25 1.83481 42.7 8.51
9 14.299 3.40 1.51742 52.4 8.55
10 -274.364 1.54 8.99
11(絞り) ∞ 1.10 9.36
12 30.151 1.79 1.51823 58.9 9.71
13 -34.255 (可変) 9.75
14 -31.622 0.80 1.80400 46.6 11.87
15 42.866 0.94 12.64
16 35.291 2.54 1.84666 23.8 14.01
17 -175.418 (可変) 14.58
18 21.047 5.58 1.49700 81.5 19.99 θgF = 0.537
19 -62.672 1.00 1.83400 37.2 19.99
20 37.505 0.10 20.18
21 32.789 4.25 1.43875 94.9 20.40 θgF = 0.534
22 -41.607 0.15 20.66
23 48.224 1.00 1.83400 37.2 20.83
24 15.535 7.16 1.48749 70.2 20.24 θgF = 0.530
25* -33.616 (可変) 20.68
像面 ∞

0092

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.59761e-005 A 6=-5.07871e-008 A 8= 8.00740e-011 A10=-6.98422e-014 A12= 2.71642e-017

第5面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.04678e-005 A 6=-1.80510e-007 A 8= 3.73075e-010 A10= 1.06910e-012 A12=-1.17062e-014

第25面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.53754e-005 A 6= 1.08679e-007 A 8=-2.94830e-010 A10= 2.78323e-012 A12= 5.57681e-015

各種データ
ズーム比2.09
広角中間望遠
焦点距離10.21 15.66 21.30
Fナンバー4.00 4.72 5.42
半画角(度) 53.23 41.10 32.67
像高13.66 13.66 13.66
レンズ全長131.13 125.10 125.31
BF 34.80 43.11 51.43

d 2 14.57 14.94 12.41
d 7 23.63 8.92 3.34
d13 1.24 6.94 10.97
d17 11.45 5.75 1.71
d25 34.80 43.11 51.43

入射瞳位置18.44 17.01 15.34
射出瞳位置-77.64 -73.34 -67.48
前側主点位置 27.72 30.57 32.83
後側主点位置24.59 27.45 30.13

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 -31.38 3.50 2.13 -0.07
2 3 -50.45 9.34 -1.81 -8.24
3 8 39.03 9.07 7.35 0.81
4 14 -71.83 4.28 -2.75 -5.70
5 18 36.81 19.24 6.02 -8.42

単レンズデータ
レンズ始面 焦点距離
1 1 -31.38
2 3 -23.58
3 4 -106.94
4 6 33.89
5 8 -22.05
6 9 26.37
7 12 31.24
8 14 -22.53
9 16 34.89
10 18 32.42
11 19 -28.01
12 21 42.54
13 23 -27.87
14 24 22.89

0093

(数値実施例5)
単位mm

面データ
面番号r d nd νd有効径
1 55.284 2.20 1.83481 42.7 63.66
2 36.183 0.10 1.67271 16.7 55.93 θgFnNL= 0.755
3 31.927 9.96 53.77
4* 74.154 3.50 1.53000 55.8 52.70
5 40.000 16.74 48.35
6 -61.892 5.00 1.56907 71.3 46.06
7 86.644 8.27 45.71
8 76.994 9.11 1.72000 50.2 48.19 θgFpNL = 0.552
9 -108.106 1.00 47.89
10 47.788 3.00 1.69350 53.2 42.87
11 36.647 (可変) 40.37
12 77.694 4.94 1.71300 53.9 39.83
13 122.709 (可変) 38.59
14 1375.861 5.00 1.84666 23.8 37.15
15 -210.204 5.10 36.39
16 -56.361 5.00 1.73800 32.3 34.79
17 85.513 0.15 34.81
18 77.048 5.18 1.67790 55.3 34.92
19 -144.069 1.13 34.91
20 711.698 5.00 1.67790 54.9 34.50
21* -65.049 (可変) 34.19
22(絞り) ∞ 11.37 24.29
23 44.257 6.52 1.76182 26.5 22.85
24 -40.514 0.30 21.81
25 -38.380 3.84 1.83400 37.2 21.52
26 30.139 22.90 21.77
27 -326.658 11.26 1.49700 81.5 40.48 θgF = 0.537
28 -29.620 1.64 42.36
29 -35.248 2.81 1.80000 29.8 42.47
30 -70.402 0.44 46.34
31 399.935 9.24 1.49700 81.5 49.44 θgF = 0.537
32 -54.906 0.15 50.28
33 77.789 2.20 1.80000 29.8 50.55
34 39.914 9.85 1.56907 71.3 48.75 θgF = 0.545
35 569.583 6.20 48.51
36 ∞ 50.00 1.51633 64.1 60.00
37 ∞ 0.00 60.00
38 ∞ 36.00 1.69680 55.5 60.00
39 ∞ 1.73 60.00
像面 ∞

0094

非球面データ
第4面
K = 2.10686e+000 A 4= 1.84233e-006 A 6= 1.05180e-009 A 8=-8.72578e-013 A10= 1.46748e-015

第21面
K =-5.16483e-001 A 4= 1.07258e-007 A 6=-2.77166e-010 A 8= 1.00316e-012 A10=-1.13015e-015

各種データ
ズーム比1.35
広角中間望遠
焦点距離27.80 32.37 37.52
Fナンバー3.09 3.09 3.09
半画角(度) 36.03 32.00 28.32
像高20.23 20.23 20.23
レンズ全長314.93 314.93 314.93
BF 1.73 1.73 1.73

d11 6.20 4.78 6.47
d13 40.90 24.91 5.80
d21 1.00 18.41 35.83

入射瞳位置45.05 45.43 46.71
射出瞳位置-558.35 -558.35 -558.35
前側主点位置 71.48 75.93 81.72
後側主点位置-26.07 -30.64 -35.79

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 -57.80 58.88 4.14 -50.42
2 12 284.07 4.94 -4.76 -7.51
3 14 115.58 26.56 21.84 4.04
4 22 78.07 82.53 67.68 10.63
G 36 ∞ 86.00 27.10 -27.10

単レンズデータ
レンズ始面 焦点距離
1 1 -132.38
2 2 -407.32
3 4 -169.89
4 6 -62.68
5 8 63.77
6 10 -254.76
7 12 284.07
8 14 215.68
9 16 -45.35
10 18 74.76
11 20 88.15
12 23 28.72
13 25 -19.74
14 27 64.73
15 29 -91.49
16 31 97.80
17 33 -105.18
18 34 74.92
19 36 0.00
20 38 0.00

0095

(数値実施例6)
単位mm

面データ
面番号r d nd νd有効径
1 61.836 2.20 1.80400 46.6 62.87
2 33.451 10.00 53.16
3* 125.281 3.50 1.58313 59.4 52.48
4 47.259 11.55 47.75
5* -69.970 0.10 1.61937 19.2 47.21 θgFnNL= 0.748
6 -92.250 5.00 1.59282 68.6 47.15
7 111.538 8.30 46.52
8 102.731 7.67 1.76200 40.1 47.90 θgFpNL = 0.577
9 -97.119 0.15 47.68
10 58.954 3.00 1.69680 55.5 43.03
11 42.312 (可変) 40.21
12 98.532 3.01 1.69680 55.5 38.80
13 210.563 (可変) 37.96
14 -644.972 1.61 1.84666 23.8 34.63
15 -369.084 5.10 34.38
16 -56.889 5.00 1.73800 32.3 33.16
17 163.511 0.30 33.47
18 78.646 5.15 1.69680 55.5 33.75
19 -111.890 1.20 33.64
20 -1913.358 3.10 1.67790 54.9 32.90
21* -67.715 (可変) 32.68
22(絞り) ∞ 11.40 18.91
23 43.264 4.35 1.76182 26.5 17.75
24 -42.628 0.50 17.43
25 -37.861 3.80 1.83400 37.2 17.38
26 28.124 22.90 18.28
27 -239.459 10.88 1.49700 81.5 39.14 θgF = 0.537
28 -28.861 1.60 41.24
29 -37.186 2.80 1.80610 33.3 41.79
30 -58.402 0.50 44.88
31 -1522.204 7.01 1.49700 81.5 47.34 θgF = 0.537
32 -55.063 0.15 47.93
33 83.388 2.20 1.80000 29.8 48.41
34 37.583 10.39 1.59282 68.6 46.80 θgF = 0.545
35 1709.263 6.20 46.63
36 ∞ 50.00 1.51633 64.1 60.00
37 ∞ 0.00 60.00
38 ∞ 36.00 1.69680 55.5 60.00
39 ∞ 1.70 60.00
像面 ∞

0096

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.40404e-006 A 6= 4.52688e-011 A 8= 3.06922e-013 A10= 2.87080e-016

第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.69087e-007

第21面
K =-1.28368e+000 A 4= 5.21342e-007 A 6= 2.92634e-009 A 8=-1.78291e-011 A10= 3.32315e-014

各種データ
ズーム比1.38
広角中間望遠
焦点距離24.63 29.05 34.10
Fナンバー3.60 3.60 3.60
半画角(度) 39.40 34.84 30.67
像高20.23 20.23 20.23
レンズ全長296.42 296.42 296.42
BF 1.70 1.70 1.70

d11 6.20 4.80 6.73
d13 40.90 24.91 5.59
d21 1.00 18.39 35.78

入射瞳位置40.50 40.76 41.98
射出瞳位置-1055.44 -1055.44 -1055.44
前側主点位置 64.55 69.02 74.98
後側主点位置-22.93 -27.35 -32.40

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 -52.73 51.47 3.36 -43.76
2 12 262.87 3.01 -1.55 -3.30
3 14 106.15 21.45 20.67 6.49
4 22 69.19 78.48 64.76 15.96
G 36 ∞ 86.00 27.10 -27.10
単レンズデータ
レンズ始面 焦点距離
1 1 -93.88
2 3 -132.32
3 5 -468.56
4 6 -84.40
5 8 66.62
6 10 -232.32
7 12 262.87
8 14 1016.40
9 16 -56.64
10 18 67.02
11 20 103.48
12 23 28.82
13 25 -18.86
14 27 64.92
15 29 -134.93
16 31 114.77
17 33 -87.39
18 34 64.67
19 36 0.00
20 38 0.00

0097

(数値実施例7)
単位mm

面データ
面番号r d nd νd有効径
1 103.239 1.05 1.69680 55.5 19.18
2 13.032 0.10 1.67271 16.7 16.43 θgFnNL= 0.755
3* 10.686 3.10 16.00
4 14.676 2.10 1.80809 22.8 15.77 θgFpNL = 0.631
5 25.276 (可変) 15.18
6 13.575 2.40 1.69680 55.5 11.01
7 -66.124 1.05 10.75
8(絞り) ∞ 1.05 10.04
9 -34.745 1.20 1.92286 18.9 9.64
10 -10295.023 4.80 9.42
11 -49.447 1.80 1.59201 67.0 8.22 θgF = 0.536
12* -31.525 (可変) 9.01
像面 ∞

0098

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.43089e-005 A 6=-3.93339e-007 A 8= 3.24890e-009 A10=-6.97561e-011

第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.47371e-004 A 6=-1.81007e-006 A 8= 1.79631e-007 A10=-3.43776e-009

各種データ
ズーム比2.09
広角中間望遠
焦点距離22.10 34.22 46.19
Fナンバー3.60 4.59 5.60
半画角(度) 31.72 21.76 16.48
像高13.66 13.66 13.66
レンズ全長65.76 62.07 64.72
BF 28.16 36.68 45.09

d 5 18.95 6.74 0.97
d12 28.16 36.68 45.09

入射瞳位置14.39 9.81 6.73
射出瞳位置-8.21 -8.21 -8.21
前側主点位置 23.06 17.95 12.90
後側主点位置6.06 2.46 -1.09

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 -32.91 6.35 -0.52 -5.48
2 6 23.14 12.30 0.27 -10.53

単レンズデータ
レンズ始面 焦点距離
1 1 -21.51
2 2 -89.75
3 4 39.78
4 6 16.37
5 9 -37.78
6 11 141.63

0099

0100

0101

以上の各実施例のズームレンズは、プロジェクタ用の投射光学系又は撮像装置の撮影光学系のいずれにも使用することができる。以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

0102

次に本発明のズームレンズを撮像装置(カメラシステム)(光学機器)に適用した実施例を図15を用いて説明する。図15において、10は実施例1〜4,7のズームレンズを有する撮像レンズである。ズームレンズ1は保持部材である鏡筒2に保持されている。20はカメラ本体である。カメラ本体は撮像レンズ10からの光束を上方に反射するクイックリターンミラー3、撮像レンズ10の像形成位置に配置された焦点板4、焦点板4に形成された逆像正立像変換するペンタダハプリズム5を有している。更に、その正立像を観察するための接眼レンズ6等によって構成されている。

0103

7は感光面であり、CCDセンサやCMOSセンサ等の像を受光する固体撮像素子(光電変換素子)や銀塩フィルムが配置される。撮影時にはクイックリターンミラー3が光路から退避して、感光面7上に撮影レンズ10によって像が形成される。

0104

次に本発明のズームレンズを投射装置(プロジェクタ)に適用した実施例を図16を用いて説明する。同図は本発明のズームレンズの実施例5,6を3板式カラー液晶プロジェクタに適用し複数の液晶表示素子原画を形成する画像表示素子)に基づく複数の色光画像情報を色合成手段を介して合成している。そして投射用レンズスクリーン面上に拡大投射する画像投射装置を示している。

0105

図16においてカラー液晶プロジェクタ100は、R、G、Bの3枚のパネル、R、G、BからのRGBの各色光を色合成手段としてのプリズム200である。そして1つの光路に合成し、前述したズームレンズより成る投射レンズ300を用いてスクリーン400に投影している。このように数値実施例1〜7のズームレンズをデジタルカメラやプロジェクタ等に適用することにより、高い光学性能を有する撮像装置や投射装置を実現することができる。

0106

L1 第1レンズ群L2 第2レンズ群 L3 第3レンズ群
L4 第4レンズ群 L5 第5レンズ群 L6 第6レンズ群
SP開口絞りLR 後群

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