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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025098670
(43)【公開日】2025-07-02
(54)【発明の名称】ズームレンズ、投写型表示装置、および撮像装置
(51)【国際特許分類】
G02B 15/20 20060101AFI20250625BHJP
G03B 21/00 20060101ALI20250625BHJP
G03B 21/14 20060101ALI20250625BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20250625BHJP
G02B 13/16 20060101ALI20250625BHJP
【ＦＩ】
G02B15/20
G03B21/00 D
G03B21/14 D
G02B13/18
G02B13/16
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023214970
(22)【出願日】2023-12-20
(71)【出願人】
【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】天野 賢
【テーマコード（参考）】
2H087
2K203
【Ｆターム（参考）】
2H087KA01
2H087KA06
2H087KA07
2H087MA12
2H087MA18
2H087NA02
2H087PA13
2H087PA14
2H087PA15
2H087PA18
2H087PA19
2H087PB16
2H087PB18
2H087QA03
2H087QA05
2H087QA06
2H087QA07
2H087QA17
2H087QA22
2H087QA26
2H087QA33
2H087QA34
2H087QA41
2H087QA46
2H087RA04
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA41
2H087RA42
2H087RA43
2H087RA44
2H087RA45
2H087RA48
2H087SA57
2H087SA61
2H087SA63
2H087SA64
2H087SA65
2H087SA66
2H087SA71
2H087SA72
2H087SB01
2H087SB07
2H087SB12
2H087SB22
2H087SB32
2H087SB33
2H087SB35
2H087SB44
2H087SB45
2H087SB47
2K203FA03
2K203FA23
2K203FA25
2K203FA34
2K203FA62
2K203GC03
2K203GC17
2K203GC20
2K203HA67
2K203HA68
2K203HB17
2K203HB25
2K203MA07
(57)【要約】
【課題】広角、高変倍比、コンパクトで、変倍の際および合焦の際の収差変動が良好に抑制され、高性能のズームレンズ、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。
【解決手段】ズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に、負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、負屈折力の第４レンズ群と、１つ以上のレンズ群を含む中間群と、正屈折力の最終レンズ群とからなる。第１レンズ群は、拡大側から縮小側へ順に、負屈折力の第１Ａ部分群と、第１Ｂ部分群と、第１Ｃ部分群とからなる。合焦の際に第１Ｂ部分群と隣り合う部分群との間隔が変化する。
第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が広角端より望遠端で短い。
【選択図】図１
【解決手段】ズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に、負屈折力の第１レンズ群と、正屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、負屈折力の第４レンズ群と、１つ以上のレンズ群を含む中間群と、正屈折力の最終レンズ群とからなる。第１レンズ群は、拡大側から縮小側へ順に、負屈折力の第１Ａ部分群と、第１Ｂ部分群と、第１Ｃ部分群とからなる。合焦の際に第１Ｂ部分群と隣り合う部分群との間隔が変化する。
第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が広角端より望遠端で短い。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、１つ以上のレンズ群を含む中間群と、正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、
前記第１レンズ群は、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１Ａ部分群と、第１Ｂ部分群と、第１Ｃ部分群とからなり、
合焦の際、前記第１Ａ部分群と前記第１Ｂ部分群との間隔が変化し、前記第１Ｂ部分群と前記第１Ｃ部分群との間隔が変化し、
変倍の際、前記第１レンズ群および前記最終レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群と、前記第３レンズ群と、前記第４レンズ群と、前記中間群内の全てのレンズ群とが隣り合うレンズ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、
望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が、広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔より短いズームレンズ。
前記第１レンズ群は、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１Ａ部分群と、第１Ｂ部分群と、第１Ｃ部分群とからなり、
合焦の際、前記第１Ａ部分群と前記第１Ｂ部分群との間隔が変化し、前記第１Ｂ部分群と前記第１Ｃ部分群との間隔が変化し、
変倍の際、前記第１レンズ群および前記最終レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群と、前記第３レンズ群と、前記第４レンズ群と、前記中間群内の全てのレンズ群とが隣り合うレンズ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、
望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が、広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔より短いズームレンズ。
【請求項2】
望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔をＤ２３ｔ、
広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔をＤ２３ｗとした場合、
Ｄ２３ｔ／Ｄ２３ｗ＜１ （１）
で表される条件式（１）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔をＤ２３ｗとした場合、
Ｄ２３ｔ／Ｄ２３ｗ＜１ （１）
で表される条件式（１）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項3】
望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との合成横倍率をβ２３ｔ、
広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との合成横倍率をβ２３ｗとした場合、
１．４＜β２３ｔ／β２３ｗ＜３ （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。
広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との合成横倍率をβ２３ｗとした場合、
１．４＜β２３ｔ／β２３ｗ＜３ （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。
【請求項4】
前記第４レンズ群の焦点距離をｆＧ４、
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、
－１５＜ｆＧ４／ｆｗ＜－１ （３）
で表される条件式（３）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
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、
－１５＜ｆＧ４／ｆｗ＜－１ （３）
で表される条件式（３）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項5】
前記第１Ａ部分群の焦点距離をｆＧ１Ａ、
前記第１Ｃ部分群の焦点距離をｆＧ１Ｃとした場合、
－０．５＜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｃ＜０．５ （４）
で表される条件式（４）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
前記第１Ｃ部分群の焦点距離をｆＧ１Ｃとした場合、
－０．５＜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｃ＜０．５ （４）
で表される条件式（４）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項6】
前記第１Ａ部分群の焦点距離をｆＧ１Ａ、
前記第１Ｂ部分群の焦点距離をｆＧ１Ｂとした場合、
０＜｜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｂ｜＜０．３ （５）
で表される条件式（５）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
前記第１Ｂ部分群の焦点距離をｆＧ１Ｂとした場合、
０＜｜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｂ｜＜０．３ （５）
で表される条件式（５）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項7】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆＧ１、
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＜ｆＧ１／ｆｗ＜－１ （６）
で表される条件式（６）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
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＜ｆＧ１／ｆｗ＜－１ （６）
で表される条件式（６）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項8】
合焦の際、前記第１Ｃ部分群は不動である請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項9】
前記第１Ｃ部分群は少なくとも１枚の負レンズを含み、
前記第１Ｃ部分群に含まれる全ての負レンズのｄ線基準のアッベ数の平均値をνａｖｅとした場合、
νａｖｅ＞５０ （７）
で表される条件式（７）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
前記第１Ｃ部分群に含まれる全ての負レンズのｄ線基準のアッベ数の平均値をνａｖｅとした場合、
νａｖｅ＞５０ （７）
で表される条件式（７）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項10】
縮小側がテレセントリックである請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項11】
前記第２レンズ群の焦点距離をｆＧ２、
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、
２＜ｆＧ２／ｆｗ＜１０ （８）
で表される条件式（８）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
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、
２＜ｆＧ２／ｆｗ＜１０ （８）
で表される条件式（８）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項12】
前記第３レンズ群の焦点距離をｆＧ３、
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＜ｆＧ３／ｆｗ＜１２ （９）
で表される条件式（９）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
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＜ｆＧ３／ｆｗ＜１２ （９）
で表される条件式（９）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項13】
前記最終レンズ群の焦点距離をｆＧＥ、
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、
３＜ｆＧＥ／ｆｗ＜８ （１０）
で表される条件式（１０）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
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、
３＜ｆＧＥ／ｆｗ＜８ （１０）
で表される条件式（１０）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項14】
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Ｂｆ、
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、
２＜Ｂｆ／ｆｗ （１１）
で表される条件式（１１）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
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、
２＜Ｂｆ／ｆｗ （１１）
で表される条件式（１１）を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項15】
前記中間群は、拡大側から縮小側へ順に負レンズと正レンズとが接合された接合レンズを最も縮小側に含む請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項16】
前記第１Ｃ部分群は、拡大側から縮小側へ順に、負レンズと、正レンズとからなる請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項17】
請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載のズームレンズを備えた投写型表示装置。
【請求項18】
請求項１から請求項１６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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
下記の特許文献１および特許文献２には、画像投射装置に適用可能な光学系が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１６－０９５３９５号公報
【特許文献1】特開２０１５－２１２７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
広角で、高変倍比を有し、コンパクトに構成されながら、変倍の際および合焦の際の収差変動が良好に抑制され、高い光学性能を有するズームレンズが要望されている。これらの要求レベルは、年々高まっている。
【0005】
本開示は、広角で、高変倍比を有し、コンパクトに構成されながら、変倍の際および合焦の際の収差変動が良好に抑制され、高い光学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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様は、ズームレンズであって、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、１つ以上のレンズ群を含む中間群と、正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、第１レンズ群は、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１Ａ部分群と、第１Ｂ部分群と、第１Ｃ部分群とからなり、合焦の際、第１Ａ部分群と第１Ｂ部分群との間隔が変化し、第１Ｂ部分群と第１Ｃ部分群との間隔が変化し、変倍の際、第１レンズ群および最終レンズ群は不動であり、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群と、中間群内の全てのレンズ群とが隣り合うレンズ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、望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が、広角端における第２レンズ群と第３レンズ群との間隔より短い。
【0007】
望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群との間隔をＤ２３ｔ、広角端における第２レンズ群と第３レンズ群との間隔をＤ２３ｗとした場合、上記態様のズームレンズは、
Ｄ２３ｔ／Ｄ２３ｗ＜１ （１）
で表される条件式（１）を満足することが好ましい。
Ｄ２３ｔ／Ｄ２３ｗ＜１ （１）
で表される条件式（１）を満足することが好ましい。
【0008】
望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群との合成横倍率をβ２３ｔ、広角端における第２レンズ群と第３レンズ群との合成横倍率をβ２３ｗとした場合、上記態様のズームレンズは、
１．４＜β２３ｔ／β２３ｗ＜３ （２）
で表される条件式（２）を満足することが好ましい。
１．４＜β２３ｔ／β２３ｗ＜３ （２）
で表される条件式（２）を満足することが好ましい。
【0009】
第４レンズ群の焦点距離をｆＧ４、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、上記態様のズームレンズは、
－１５＜ｆＧ４／ｆｗ＜－１ （３）
で表される条件式（３）を満足することが好ましい。
－１５＜ｆＧ４／ｆｗ＜－１ （３）
で表される条件式（３）を満足することが好ましい。
【0010】
第１Ａ部分群の焦点距離をｆＧ１Ａ、第１Ｃ部分群の焦点距離をｆＧ１Ｃとした場合、上記態様のズームレンズは、
－０．５＜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｃ＜０．５ （４）
で表される条件式（４）を満足することが好ましい。
－０．５＜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｃ＜０．５ （４）
で表される条件式（４）を満足することが好ましい。
【0011】
第１Ａ部分群の焦点距離をｆＧ１Ａ、第１Ｂ部分群の焦点距離をｆＧ１Ｂとした場合、上記態様のズームレンズは、
０＜｜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｂ｜＜０．３ （５）
で表される条件式（５）を満足することが好ましい。
０＜｜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｂ｜＜０．３ （５）
で表される条件式（５）を満足することが好ましい。
【0012】
第１レンズ群の焦点距離をｆＧ１、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、上記態様のズームレンズは、
－４＜ｆＧ１／ｆｗ＜－１ （６）
で表される条件式（６）を満足することが好ましい。
－４＜ｆＧ１／ｆｗ＜－１ （６）
で表される条件式（６）を満足することが好ましい。
【0013】
合焦の際、第１Ｃ部分群は不動であるように構成してもよい。
【0014】
第１Ｃ部分群が少なくとも１枚の負レンズを含む構成において、第１Ｃ部分群に含まれる全ての負レンズのｄ線基準のアッベ数の平均値をνａｖｅとした場合、上記態様のズームレンズは、
νａｖｅ＞５０ （７）
で表される条件式（７）を満足することが好ましい。
νａｖｅ＞５０ （７）
で表される条件式（７）を満足することが好ましい。
【0015】
上記態様のズームレンズは、縮小側がテレセントリックであることが好ましい。
【0016】
第２レンズ群の焦点距離をｆＧ２、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、上記態様のズームレンズは、
２＜ｆＧ２／ｆｗ＜１０ （８）
で表される条件式（８）を満足することが好ましい。
２＜ｆＧ２／ｆｗ＜１０ （８）
で表される条件式（８）を満足することが好ましい。
【0017】
第３レンズ群の焦点距離をｆＧ３、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、上記態様のズームレンズは、
４＜ｆＧ３／ｆｗ＜１２ （９）
で表される条件式（９）を満足することが好ましい。
４＜ｆＧ３／ｆｗ＜１２ （９）
で表される条件式（９）を満足することが好ましい。
【0018】
最終レンズ群の焦点距離をｆＧＥ、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、上記態様のズームレンズは、
３＜ｆＧＥ／ｆｗ＜８ （１０）
で表される条件式（１０）を満足することが好ましい。
３＜ｆＧＥ／ｆｗ＜８ （１０）
で表される条件式（１０）を満足することが好ましい。
【0019】
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Ｂｆ、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、上記態様のズームレンズは、
２＜Ｂｆ／ｆｗ （１１）
で表される条件式（１１）を満足することが好ましい。
２＜Ｂｆ／ｆｗ （１１）
で表される条件式（１１）を満足することが好ましい。
【0020】
中間群は、拡大側から縮小側へ順に負レンズと正レンズとが接合された接合レンズを最も縮小側に含むことが好ましい。
【0021】
第１Ｃ部分群は、拡大側から縮小側へ順に、負レンズと、正レンズとからなるように構成してもよい。
【0022】
本開示の別の態様は、上記態様のズームレンズを備えた投写型表示装置である。
【0023】
本開示のさらに別の態様は、上記態様のズームレンズを備えた撮像装置である。
【0024】
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。
【0025】
本明細書の「正の屈折力を有する～群」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」は、群全体として負の屈折力を有することを意味する。「正の屈折力を有するレンズ」と「正レンズ」とは同義である。「負の屈折力を有するレンズ」と「負レンズ」とは同義である。本明細書の「～レンズ群」および「合焦群」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としてもよい。
【0026】
複合非球面レンズ（レンズ（例えば球面レンズ）と、その球面レンズ上に形成された非球面形状の膜とが一体的に構成されて、全体として１つの非球面レンズとして機能するレンズ）は、接合レンズとは見なさず、１枚のレンズとして扱う。非球面を含むレンズに関する屈折力の符号は、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「焦点距離」は、近軸焦点距離である。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。
【0027】
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。
【発明の効果】
【0028】
本開示によれば、広角で、高変倍比を有し、コンパクトに構成されながら、変倍の際および合焦の際の収差変動が良好に抑制され、高い光学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。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】実施例１のズームレンズに対応し、一実施形態に係るズームレンズの構成と光束を示す断面図である。
【図3】投写距離が無限遠の状態における実施例１のズームレンズの各収差図である。
【図4】投写距離が１３７０ｍｍ（ミリメートル）の状態における実施例１のズームレンズの各収差図である。
【図5】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。
【図6】投写距離が無限遠の状態における実施例２のズームレンズの各収差図である。
【図7】投写距離が１３７０ｍｍ（ミリメートル）の状態における実施例２のズームレンズの各収差図である。
【図8】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。
【図9】投写距離が無限遠の状態における実施例３のズームレンズの各収差図である。
【図10】投写距離が１３７０ｍｍ（ミリメートル）の状態における実施例３のズームレンズの各収差図である。
【図11】実施例４のズームレンズの構成と光束を示す断面図である。
【図12】投写距離が無限遠の状態における実施例４のズームレンズの各収差図である。
【図13】投写距離が１３７０ｍｍ（ミリメートル）の状態における実施例４のズームレンズの各収差図である。
【図14】実施例５のズームレンズの構成と光束を示す断面図である。
【図15】投写距離が無限遠の状態における実施例５のズームレンズの各収差図である。
【図16】投写距離が１３７０ｍｍ（ミリメートル）の状態における実施例５のズームレンズの各収差図である。
【図17】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18】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19】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20】一実施形態に係る撮像装置の正面側の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、図面を参照しながら本開示の実施形態について説明する。
【0031】
図１に、本開示の一実施形態に係るズームレンズの構成および光束の断面図、並びに移動軌跡を示す。図１では、光束として、軸上光束Ｋ０、および最大半画角の光束Ｋ１を示す。また、図２に、図１のズームレンズの各変倍状態における構成の断面図を示す。図２では、「ＷＩＤＥ」と付した上段に広角端状態を示し、「ＭＩＤＤＬＥ」と付した中段に中間焦点距離状態を示し、「ＴＥＬＥ」と付した下段に望遠端状態を示す。図１および図２に示す構成例は、後述の実施例１に対応している。図１および図２では、左側を拡大側、右側を縮小側としている。以下では主に図１を参照しながら説明する。
【0032】
本開示のズームレンズは、投写型表示装置に搭載されてスクリーンに投写する像を形成する投写光学系とすることができ、また、撮像装置に搭載されて物体の像を形成す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。また、以下では、冗長な説明を避けるため「本開示のズームレンズ」を単に「ズームレンズ」と記すことがある。
【0033】
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、およびライトバルブの画像表示面Ｓｉｍを配置した例を示す。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。ライトバルブは光学像を出力するものであり、この光学像は画像表示面Ｓｉｍに画像として表示される。
【0034】
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が縮小側共役面に対応し、スクリーンが拡大側共役面に対応する。なお、本明細書において「スクリーン」は、ズームレンズが形成する投写像が投写される対象物を意味する。スクリーンとしては、専用のスクリーンの他、部屋の壁面、床面、天井、および建物の外壁等でもよい。
【0035】
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。本明細書では、「拡大側」および「縮小側」は、光路に沿って決められるものであり、この点は折り曲げられた光路を有するズームレンズの場合も同様である。「最も拡大側の～」は、光路上における並び順として最も拡大側という意味であり、距離的にスクリーンに最も近いということを意味するものではない。以下では、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。
【0036】
本開示のズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、１つ以上のレンズ群を含む中間群ＧＭと、正の屈折力を有する最終レンズ群ＧＥとからなる。最も拡大側のレンズ群を負屈折力の群とすることによって、最も拡大側のレンズの小径化と充分なバックフォーカスの確保とが可能になり、小型化に有利となる。正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３は、変倍の主な作用を担うことができる。第４レンズ群Ｇ４および中間群ＧＭは、像面補正を担うことができる。特に、第４レンズ群Ｇ４を負屈折力の群とすることによって、高変倍比化に伴うレンズ群の移動量増加によって発生する広角端から望遠端における収差の補正が可能となる。中間群ＧＭを多群化可能な構成にすることによって、高変倍比化および高性能化に有利となる。最終レンズ群ＧＥは、正の屈折力を有することによって、結像作用と縮小側のテレセントリック性とを担うことができる。
【0037】
変倍の際、第１レンズ群Ｇ１および最終レンズ群ＧＥは不動であり、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、中間群ＧＭ内の全てのレンズ群とが隣り合うレンズ群との光軸方向の間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。なお、ここでいう「変倍の際、～不動」とは、変倍の際に縮小側共役面に対して固定されていることを意味する。変倍の際に最も拡大側の第１レンズ群Ｇ１を不動とすることによって、変倍の際の重心位置の変動の抑制に有利となる。変倍の際に最終レンズ群ＧＥを不動とすることによって、結像作用および縮小側のテレセントリック性の確保が容易となる。
【0038】
なお、本明細書においては、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つのレンズ群としている。変倍の際、１つのレンズ群の内部では隣り合うレンズの間隔は変化しない。すなわち、「レンズ群」は、ズームレンズの構成部分であって、変倍の際に変化する空気間隔によって分けられた、少なくとも１枚のレンズを含む部分である。変倍の際には、各レンズ群単位で移動又は固定される。なお、「レンズ群」は、屈折力を有しないレンズ以外の構成要素、例えば、絞り、マスク、フィルタ、カバーガラス、平面ミラー等を含んでもよい。
【0039】
一例として、図１のズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、第６レンズ群Ｇ６とからなる。図１の例では、中間群ＧＭは第５レンズ群Ｇ５からなり、最終レンズ群ＧＥは第６レンズ群Ｇ６からなる。図１では、変倍の際に移動する各レンズ群の下に、広角端から望遠端までの変倍の際の各レンズ群の概略的な移動軌跡を実線の矢印で示す。
【0040】
一例として、図１の各群は以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ１１～Ｌ１６の６枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、レンズＬ２１の１枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３１の１枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、レンズＬ４１の１枚のレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ５１～Ｌ５６の６枚のレンズからなる。第６レンズ群Ｇ６は、レンズＬ６１の１枚のレンズからなる。
【0041】
本開示のズームレンズでは、望遠端における第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が、広角端における第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔より短くなるように構成される。主な変倍作用を担う第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔を上記のよう構成することによって、レンズ全長の増大を抑制し、また、変倍の際に移動するレンズ群のレンズの大径化を抑制しながら、変倍比の確保および望遠側での球面収差の補正を行うことに有利となる。
【0042】
また、本開示のズームレンズにおいては、第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１Ａ部分群Ｇ１Ａと、第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂと、第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃとからなる。合焦の際、第１Ａ部分群Ｇ１Ａと第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂとの間隔が変化し、第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂと第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃとの間隔が変化する。すなわち、本開示では、第１レンズ群Ｇ１内の部分群を光軸Ｚに沿って移動させることによって、合焦が行われる。以下では、合焦の際に移動する群を合焦群と呼ぶ。変倍の際に不動の第１レンズ群Ｇ１の中に合焦群を配置することによって、変倍と合焦とを切り離した操作が可能となる。また、投写光学系では広角化に伴い投写距離が変動した際の性能変化が問題となりやすいが、本開示のように、第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂが隣接する拡大側および縮小側の間隔が変化して合焦が行われることによって、上記の投写距離が変動した際の性能変化の抑制に有利となる。なお、本明細書において、「投写距離」は、拡大側共役面からズームレンズの最も拡大側のレンズ面までの光軸上の距離を意味する。
【0043】
本開示においては、合焦の際、第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂのみが移動してもよく、第１Ａ部分群Ｇ１Ａと第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂとが相互間隔を変化させて移動してもよく、第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂと第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃとが相互間隔を変化させて移動してもよく、第１Ａ部分群Ｇ１Ａと第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂと第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃとが隣り合う群との間隔を変化させて移動してもよい。第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂは正の屈折力を有する群であってもよく、負の屈折力を有する群であってもよい。第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃは正の屈折力を有する群であってもよく、負の屈折力を有する群であってもよい。
【0044】
一例として、図１のズームレンズでは、第１Ａ部分群Ｇ１ＡはレンズＬ１１～Ｌ１３からなり、第１Ｂ部分群Ｇ１ＢはレンズＬ１４からなり、第１Ｃ部分群Ｇ１ＣはレンズＬ１５～Ｌ１６からなる。図１の例では、合焦の際、第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂのみが移動し、第１Ａ部分群Ｇ１Ａおよび第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃは不動である。すなわち、図１の例では、合焦群は第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂからなる。図１では、合焦群の下に左右方向の両矢印を記入している。合焦の際、第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃが不動であることによって、構成を簡素化でき、コストダウンに貢献できる。合焦の際、第１Ａ部分群Ｇ１Ａが不動であることによって、構成を簡素化でき、コストダウンに貢献できる。また、レンズ径の大きな第１Ａ部分群Ｇ１Ａを不動にすることによって、駆動系の負荷の低減に有利となる。
【0045】
中間群ＧＭは、拡大側から縮小側へ順に負レンズと正レンズとが接合された接合レンズを最も縮小側に含むことが好ましい。このようにした場合は、倍率色収差の補正、特に変倍の際の倍率色収差の補正に有利となる。
【0046】
本開示のズームレンズは、縮小側がテレセントリックであることが好ましい。例えば高精細な画像を投写する投写型表示装置では、青色、緑色、および赤色の各々の色の波長に対応する画像表示素子が設けられた、いわゆる３板方式が採用されることが多い。このような方式に対応するため、縮小側がテレセントリックに構成されていることが好ましい。厳密に縮小側がテレセントリックに構成されている光学系では、光学系の最も縮小側の面から縮小側共役面に向かう主光線は光軸Ｚに平行となる。
【0047】
但し、本開示の技術における「縮小側がテレセントリック」は、上記主光線の光軸Ｚに対する角度が０度のものに限定されず、本開示の技術が属する技術分野で実用上許容される誤差を含む。誤差は例えば、上記主光線の光軸Ｚに対する角度が－３度以上かつ＋３度以下の範囲としてもよい。なお、開口絞りを含まない系では、拡大側から縮小側へ向かう方向に光束を見た場合に、縮小側共役面上の点に集光する光束の断面において上側の最大光線と下側の最大光線との二等分角線を主光線の代用としてテレセントリック性を判断してもよい。
【0048】
次に、本開示のズームレンズの条件式に関する好ましい構成について述べる。なお、以下の条件式に関する説明では、冗長な説明を避けるため、定義が同じものには同じ記号を用いて記号の重複説明を省略する。
【0049】
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。ここでは、望遠端における第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔をＤ２３ｔとしている。広角端における第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔をＤ２３ｗとしている。一例として、図２に上記の間隔Ｄ２３ｔおよび間隔Ｄ２３ｗを示す。高変倍比を実現しようとすると、レンズ全長の増大、および変倍の際に移動するレンズ群のレンズの大径化を招きやすい。しかし、条件式（１）の対応値が上限値以上とならないようにすることによって、レンズ全長の増大、および変倍の際に移動するレンズ群のレンズの大径化を招くことなく、高変倍比を確保することに有利となる。また、レンズ全長の増大を抑制しようとすると望遠側での良好な球面収差の補正が困難になるという不都合が生じやすいが、条件式（１）の対応値が上限値以上とならないようにすることによって、上記不都合も回避できる。
Ｄ２３ｔ／Ｄ２３ｗ＜１ （１）
Ｄ２３ｔ／Ｄ２３ｗ＜１ （１）
【0050】
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。条件式（１－１）の対応値が下限値以下とならないようにすることによって、望遠端で第３レンズ群Ｇ３が第２レンズ群Ｇ２に近くなり過ぎないようにすることが可能である。これによって、レンズ同士が接触しないようなメカ保持構造の維持が容易となり、あるいは移動するレンズ群を吊るカムの溝の間隔の維持が容易となる。
０．０５＜Ｄ２３ｔ／Ｄ２３ｗ＜１ （１－１）
０．０５＜Ｄ２３ｔ／Ｄ２３ｗ＜１ （１－１）
【0051】
より良好な特性を得るためには、条件式（１）および条件式（１－１）の上限値は、０．９にすることが好ましい。
【0052】
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。ここでは、望遠端における第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成横倍率をβ２３ｔとしている。広角端における第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成横倍率をβ２３ｗとしている。なお、β２３ｔおよびβ２３ｗは、投写距離が無限遠の状態における値とする。条件式（２）の対応値が下限値以下とならないようにすることによって、変倍比の確保に有利となる。より詳しくは、条件式（２）の対応値が下限値以下とならないようにすることによって、レンズ全長の増大を抑制しながら変倍比を確保することに有利となる。条件式（２）は、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の変倍作用の大きさを示すものである。第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の変倍作用が大きくなり過ぎると、この変倍作用の一部を相殺するような大きな変倍作用を第３レンズ群Ｇ３より縮小側のレンズ群が担うことになり、その場合、変倍に伴う収差補正が困難になるという不都合が生じる。条件式（２）の対応値が上限値以上とならないようにすることによって、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の変倍作用が大きくなり過ぎないため、上記不都合を回避でき、これによって、収差補正に有利となる。
１．４＜β２３ｔ／β２３ｗ＜３ （２）
１．４＜β２３ｔ／β２３ｗ＜３ （２）
【0053】
より良好な特性を得るためには、条件式（２）の下限値は、１．５にすることがより好ましい。また、より良好な特性を得るためには、条件式（２）の上限値は、２．５にすることがより好ましい。
【0054】
第４レンズ群Ｇ４の焦点距離をｆＧ４とし、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（３）を満足することが好ましい。なお、ｆｗは、投写距離が無限遠の状態における値とする。条件式（３）の対応値が下限値以下とならないようにすることによって、第４レンズ群Ｇ４の負の屈折力が弱くなり過ぎないため、広角端と望遠端の収差補正に大きな作用効果を持たせることができ、また、充分長いバックフォーカスを確保することが容易となる。条件式（３）の対応値が上限値以上とならないようにすることによって、第４レンズ群Ｇ４の負の屈折力が強くなり過ぎないため、球面収差の補正に有利となる。
－１５＜ｆＧ４／ｆｗ＜－１ （３）
－１５＜ｆＧ４／ｆｗ＜－１ （３）
【0055】
より良好な特性を得るためには、条件式（３）の下限値は、－１２にすることがより好ましい。また、より良好な特性を得るためには、条件式（３）の上限値は、－１．５にすることがより好ましい。
【0056】
第１Ａ部分群Ｇ１Ａの焦点距離をｆＧ１Ａ、第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃの焦点距離をｆＧ１Ｃ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）の対応値が下限値以下とならないようにすることによって、第１Ａ部分群Ｇ１Ａに対する第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃの正の屈折力が強くなり過ぎないため、第１レンズ群Ｇ１内の屈折力のバランスを良好に保つことが容易となるので、投写距離の変動に伴う性能変化の抑制に有利となる。条件式（４）の対応値が上限値以上とならないようにすることによって、第１Ａ部分群Ｇ１Ａに対する第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃの負の屈折力が強くなり過ぎないため、第１Ａ部分群Ｇ１Ａの大径化を招くことなく第１レンズ群Ｇ１に求められる負の屈折力を維持することできる。これによって、小型化に有利となる。
－０．５＜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｃ＜０．５ （４）
－０．５＜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｃ＜０．５ （４）
【0057】
より良好な特性を得るためには、条件式（４）の下限値は、－０．２８にすることがより好ましい。また、より良好な特性を得るためには、条件式（４）の上限値は、０．２２にすることがより好ましい。
【0058】
第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂの焦点距離をｆＧ１Ｂとした場合、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。条件式（５）の下限については、｜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｂ｜が絶対値であることから０＜｜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｂ｜となる。条件式（５）の対応値が上限値以上とならないようにすることによって、第１Ａ部分群Ｇ１Ａに対する第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂの屈折力が強くなり過ぎないため、投写距離の変動に伴う諸収差の変動の抑制、特に像面湾曲の変動の抑制に有利となる。これによって、広角化と高変倍比化との両立が容易となる。
０＜｜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｂ｜＜０．３ （５）
０＜｜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｂ｜＜０．３ （５）
【0059】
より良好な特性を得るためには、条件式（５）の上限値は、０．１にすることがより好ましい。
【0060】
第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆＧ１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。なお、ｆＧ１は、投写距離が無限遠の状態における値とする。条件式（６）の対応値が下限値以下とならないようにすることによって、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が弱くなり過ぎないため、所望のバックフォーカスの確保が容易となり、また、レンズ全長の増大を抑制できる。条件式（６）の対応値が上限値以上とならないようにすることによって、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなり過ぎないため、広角化で問題となる歪曲収差および像面湾曲の補正に有利となる。
－４＜ｆＧ１／ｆｗ＜－１ （６）
－４＜ｆＧ１／ｆｗ＜－１ （６）
【0061】
より良好な特性を得るためには、条件式（６）の下限値は、－３にすることがより好ましい。また、より良好な特性を得るためには、条件式（６）の上限値は、－１．５にすることがより好ましい。
【0062】
第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃは少なくとも１枚の負レンズを含むように構成してもよい。第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃが少なくとも１枚の負レンズを含む構成において、ズームレンズは下記条件式（７）を満足することが好ましい。ここでは、第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃに含まれる全ての負レンズのｄ線基準のアッベ数の平均値をνａｖｅとしている。条件式（７）の対応値が下限値以下とならないようにすることによって、広角化で問題となる倍率色収差の補正に有利となる。
νａｖｅ＞５０ （７）
νａｖｅ＞５０ （７）
【0063】
また、ズームレンズは下記条件式（７－１）を満足することが好ましい。条件式（７－１）の対応値が上限値以上とならないようにすることによって、レンズの高価格化を抑制できるため、低コスト化に有利となる。
５０＜νａｖｅ＜１００ （７－１）
５０＜νａｖｅ＜１００ （７－１）
【0064】
より良好な特性を得るためには、条件式（７）および条件式（７－１）の下限値は、６５にすることが好ましい。
【0065】
第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆＧ２とした場合、ズームレンズは下記条件式（８）を満足することが好ましい。条件式（８）の対応値が下限値以下とならないようにすることによって、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強くなり過ぎないため、変倍に伴う収差補正に有利となる。条件式（８）の対応値が上限値以上とならないようにすることによって、変倍の際の第２レンズ群Ｇ２の移動量を抑制できるため、小型化に有利となる。
２＜ｆＧ２／ｆｗ＜１０ （８）
２＜ｆＧ２／ｆｗ＜１０ （８）
【0066】
より良好な特性を得るためには、条件式（８）の下限値は、４にすることがより好ましい。また、より良好な特性を得るためには、条件式（８）の上限値は、８にすることがより好ましい。
【0067】
第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆＧ３とした場合、ズームレンズは下記条件式（９）を満足することが好ましい。条件式（９）の対応値が下限値以下とならないようにすることによって、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が強くなり過ぎないため、変倍に伴う収差補正に有利となる。条件式（９）の対応値が上限値以上とならないようにすることによって、変倍の際の第３レンズ群Ｇ３の移動量を抑制できるため、小型化に有利となる。
４＜ｆＧ３／ｆｗ＜１２ （９）
４＜ｆＧ３／ｆｗ＜１２ （９）
【0068】
より良好な特性を得るためには、条件式（９）の下限値は、５にすることがより好ましい。また、より良好な特性を得るためには、条件式（９）の上限値は、９にすることがより好ましい。
【0069】
最終レンズ群ＧＥの焦点距離をｆＧＥとした場合、ズームレンズは下記条件式（１０）を満足することが好ましい。条件式（１０）の対応値が下限値以下とならないようにすることによって、最終レンズ群ＧＥの屈折力が強くなり過ぎないため、テレセントリック性の維持と適切な長さのバックフォーカスの確保との両立に有利となる。条件式（１０）の対応値が上限値以上とならないようにすることによって、バックフォーカスが長くなり過ぎないため、バックフォーカスも含めたレンズ系全体の小型化に有利となる。
３＜ｆＧＥ／ｆｗ＜８ （１０）
３＜ｆＧＥ／ｆｗ＜８ （１０）
【0070】
より良好な特性を得るためには、条件式（１０）の下限値は、４にすることがより好ましい。また、より良好な特性を得るためには、条件式（１０）の上限値は、７にすることがより好ましい。
【0071】
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Ｂｆとした場合、ズームレンズは下記条件式（１１）を満足することが好ましい。なお、Ｂｆは、投写距離が無限遠の状態における値とする。条件式（１１）の対応値が下限値以下とならないようにすることによって、バックフォーカスが短くなり過ぎないため、色合成プリズム等を配置することが容易となる。
２＜Ｂｆ／ｆｗ （１１）
２＜Ｂｆ／ｆｗ （１１）
【0072】
また、ズームレンズは下記条件式（１１－１）を満足することが好ましい。条件式（１１－１）の対応値が上限値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レンズ系全体の小型化に有利となる。
２＜Ｂｆ／ｆｗ＜８ （１１－１）
２＜Ｂｆ／ｆｗ＜８ （１１－１）
【0073】
より良好な特性を得るためには、条件式（１１）および条件式（１１－１）の下限値は、２．５にすることが好ましい。
【0074】
なお、図１に示した例は一例であり、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。
【0075】
例えば、第１Ａ部分群Ｇ１Ａは、３枚の負レンズからなるように構成してもよい。第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂは、１枚のレンズからなるように構成してもよく、２枚のレンズからなるように構成してもよい。第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂが１枚のレンズからなる場合は、そのレンズは、正レンズであってもよく、負レンズであってもよい。第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂが２枚のレンズからなる場合は、例えば、負レンズと正レンズとからなるように構成してもよい。第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃは、拡大側から縮小側へ順に、負レンズと、正レンズとからなるように構成してもよい。第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃをこのようにした場合は、倍率色収差の補正に有利となる。
【0076】
合焦群は、１枚のレンズからなるように構成してもよく、２枚のレンズからなるように構成してもよい。合焦群を構成するレンズ枚数を極力少なくすることによって、合焦群の小型化および軽量化に有利となる。
【0077】
第２レンズ群Ｇ２は、１枚の正レンズからなるように構成してもよい。第３レンズ群Ｇ３は、１枚の正レンズからなるように構成してもよい。第４レンズ群Ｇ４は、１枚のレンズからなるように構成してもよく、２枚のレンズからなるように構成してもよく、４枚のレンズからなるように構成してもよい。
【0078】
中間群ＧＭは、１つのレンズ群からなるように構成してもよく、２つのレンズ群からなるように構成してもよい。
【0079】
最終レンズ群ＧＥは、１枚の正レンズからなるように構成してもよい。
【0080】
ズームレンズと投写型表示装置との取り付けマウントの傾き誤差および／又は位置の誤差等を吸収するために、合焦群より拡大側のレンズをバック調整群として移動可能なように構成してもよい。例えば、図１の例では、レンズＬ１４が合焦群であるが、レンズＬ１１～Ｌ１３をバック調整群として可動な構成としてもよい。
【0081】
上述した好ましい構成および可能な構成は、矛盾しない範囲において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。
【0082】
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順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、１つ以上のレンズ群を含む中間群ＧＭと、正の屈折力を有する最終レンズ群ＧＥとからなり、第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１Ａ部分群Ｇ１Ａと、第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂと、第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃとからなり、合焦の際、第１Ａ部分群Ｇ１Ａと第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂとの間隔が変化し、第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂと第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃとの間隔が変化し、変倍の際、第１レンズ群Ｇ１および最終レンズ群ＧＥは不動であり、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、中間群ＧＭ内の全てのレンズ群とが隣り合うレンズ群との光軸方向の間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動し、望遠端における第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が、広角端における第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔より短い。
【0083】
次に、本開示のズームレンズの実施例について図面を参照して説明する。なお、各実施例の断面図の群およびレンズに付された参照符号は、参照符号の桁数の増大に伴う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。したがって、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。
【0084】
［実施例１］
投写距離が無限遠の状態の実施例１のズームレンズの構成と光束の断面図は図１に示しており、その図示方法と構成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レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、第６レンズ群Ｇ６とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１Ａ部分群Ｇ１Ａと、正の屈折力を有する第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂと、正の屈折力を有する第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃとからなる。
投写距離が無限遠の状態の実施例１のズームレンズの構成と光束の断面図は図１に示しており、その図示方法と構成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レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、第６レンズ群Ｇ６とからなる。第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１Ａ部分群Ｇ１Ａと、正の屈折力を有する第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂと、正の屈折力を有する第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃとからなる。
【0085】
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１に、諸元と変倍の際の可変面間隔を表２に、非球面係数を表３に、合焦の際の可変面間隔を表４に示す。
【0086】
基本レンズデータの表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。
【0087】
基本レンズデータの表では、拡大側に凸形状を向けた面の曲率半径の符号を正、縮小側に凸形状を向けた面の曲率半径の符号を負としている。表のＤの列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。基本レンズデータの表では、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の列に記入している。表１には、投写距離が無限遠の状態のデータを示す。
【0088】
表２に、変倍比Ｚｒ、焦点距離ｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、および最大全画角２ωをｄ線基準で示す。２ωの欄の［°］は単位が度であることを示す。表２では、「ＷＩＤＥ」の列に広角端における各値を示し、「ＭＩＤＤＩＬＥ」の列に中間焦点距離状態における各値を示し、「ＴＥＬＥ」の列に望遠端における各値を示す。
【0089】
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曲率半径の値を記載している。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の行には各非球面についての非球面係数の数値を示す。なお、Ａｍのｍは３以上の整数であり、面により異なる。例えば実施例１の第１面ではｍ＝３、４、５、・・・、１６である。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。
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。
【0090】
表４には、投写距離が、無限遠、１３７０ｍｍ（ミリメートル）、および１０００ｍｍ（ミリメートル）の各状態における、第１Ａ部分群Ｇ１Ａと第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂとの間隔、および第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂと第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃとの間隔を示す。
【0091】
各表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはミリメートルを用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。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。
【0092】
【表1】
【0093】
【表2】
【0094】
【表3】
【0095】
【表4】
【0096】
図３に、投写距離が無限遠の状態の実施例１のズームレンズの各収差図を示す。図３では、「ＷＩＤＥ」と付した上段に広角端における各収差図を示し、「ＭＩＤＤＩＬＥ」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における各収差図を示す。図３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。
【0097】
【0098】
上記の実施例１に関する各データの記号、意味、記載方法、および図示方法は、特に断りが無い限り以下の実施例においても基本的に同様であるので、以下では重複説明を省略する。
【0099】
［実施例２］
実施例２のズームレンズの構成と光束の断面図を図５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レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、第６レンズ群Ｇ６とからなる。中間群ＧＭは第５レンズ群Ｇ５からなり、最終レンズ群ＧＥは第６レンズ群Ｇ６からなる。変倍の際、第１レンズ群Ｇ１および第６レンズ群Ｇ６は不動であり、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５とが隣り合うレンズ群との光軸方向の間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
実施例２のズームレンズの構成と光束の断面図を図５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レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、第６レンズ群Ｇ６とからなる。中間群ＧＭは第５レンズ群Ｇ５からなり、最終レンズ群ＧＥは第６レンズ群Ｇ６からなる。変倍の際、第１レンズ群Ｇ１および第６レンズ群Ｇ６は不動であり、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５とが隣り合うレンズ群との光軸方向の間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
【0100】
第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１Ａ部分群Ｇ１Ａと、正の屈折力を有する第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂと、正の屈折力を有する第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃとからなる。第１Ａ部分群Ｇ１Ａは、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ１１～Ｌ１３の３枚のレンズからなる。第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂは、レンズＬ１４の１枚のレンズからなる。第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃは、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ１５～Ｌ１６の２枚のレンズからなる。合焦の際、第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂのみが移動し、第１Ａ部分群Ｇ１Ａおよび第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃは不動である。
【0101】
第２レンズ群Ｇ２は、レンズＬ２１の１枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３１の１枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ４１～Ｌ４４の４枚のレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ５１～Ｌ５３の３枚のレンズからなる。第６レンズ群Ｇ６は、レンズＬ６１の１枚のレンズからなる。
【0102】
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５に、諸元と変倍の際の可変面間隔を表６に、非球面係数を表７に、合焦の際の可変面間隔を表８に示す。また、実施例２のズームレンズについて、投写距離が無限遠の状態の各収差図を図６に、投写距離が１３７０ｍｍ（ミリメートル）の状態の各収差図を図７に示す。
【0103】
【表5】
【0104】
【表6】
【0105】
【表7】
【0106】
【表8】
【0107】
［実施例３］
実施例３のズームレンズの構成と光束の断面図を図８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レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、第６レンズ群Ｇ６とからなる。中間群ＧＭは第５レンズ群Ｇ５からなり、最終レンズ群ＧＥは第６レンズ群Ｇ６からなる。変倍の際、第１レンズ群Ｇ１および第６レンズ群Ｇ６は不動であり、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５とが隣り合うレンズ群との光軸方向の間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
実施例３のズームレンズの構成と光束の断面図を図８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レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、第６レンズ群Ｇ６とからなる。中間群ＧＭは第５レンズ群Ｇ５からなり、最終レンズ群ＧＥは第６レンズ群Ｇ６からなる。変倍の際、第１レンズ群Ｇ１および第６レンズ群Ｇ６は不動であり、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５とが隣り合うレンズ群との光軸方向の間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
【0108】
第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１Ａ部分群Ｇ１Ａと、正の屈折力を有する第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂと、負の屈折力を有する第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃとからなる。第１Ａ部分群Ｇ１Ａは、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ１１～Ｌ１３の３枚のレンズからなる。第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂは、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ１４～Ｌ１５の２枚のレンズからなる。第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃは、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ１６～Ｌ１７の２枚のレンズからなる。合焦の際、第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂのみが移動し、第１Ａ部分群Ｇ１Ａおよび第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃは不動である。
【0109】
第２レンズ群Ｇ２は、レンズＬ２１の１枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３１の１枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ４１～Ｌ４２の２枚のレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ５１～Ｌ５６の６枚のレンズからなる。第６レンズ群Ｇ６は、レンズＬ６１の１枚のレンズからなる。
【0110】
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９に、諸元と変倍の際の可変面間隔を表１０に、非球面係数を表１１に、合焦の際の可変面間隔を表１２に示す。また、実施例３のズームレンズについて、投写距離が無限遠の状態の各収差図を図９に、投写距離が１３７０ｍｍ（ミリメートル）の状態の各収差図を図１０に示す。
【0111】
【表9】
【0112】
【表10】
【0113】
【表11】
【0114】
【表12】
【0115】
［実施例４］
実施例４のズームレンズの構成と光束の断面図を図１１に示す。実施例４のズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、第６レンズ群Ｇ６と、第７レンズ群Ｇ７からなる。中間群ＧＭは第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６の２つのレンズ群からなる。最終レンズ群ＧＥは第７レンズ群Ｇ７からなる。変倍の際、第１レンズ群Ｇ１および第７レンズ群Ｇ７は不動であり、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、第６レンズ群Ｇ６とが隣り合うレンズ群との光軸方向の間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
実施例４のズームレンズの構成と光束の断面図を図１１に示す。実施例４のズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、第６レンズ群Ｇ６と、第７レンズ群Ｇ７からなる。中間群ＧＭは第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６の２つのレンズ群からなる。最終レンズ群ＧＥは第７レンズ群Ｇ７からなる。変倍の際、第１レンズ群Ｇ１および第７レンズ群Ｇ７は不動であり、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、第６レンズ群Ｇ６とが隣り合うレンズ群との光軸方向の間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
【0116】
第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１Ａ部分群Ｇ１Ａと、正の屈折力を有する第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂと、負の屈折力を有する第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃとからなる。第１Ａ部分群Ｇ１Ａは、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ１１～Ｌ１３の３枚のレンズからなる。第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂは、レンズＬ１４の１枚のレンズからなる。第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃは、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ１５～Ｌ１６の２枚のレンズからなる。合焦の際、第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂのみが移動し、第１Ａ部分群Ｇ１Ａおよび第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃは不動である。
【0117】
第２レンズ群Ｇ２は、レンズＬ２１の１枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３１の１枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、レンズＬ４１の１枚のレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ５１～Ｌ５４の４枚のレンズからなる。第６レンズ群Ｇ６は、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ６１～Ｌ６２の２枚のレンズからなる。第７レンズ群Ｇ７は、レンズＬ７１の１枚のレンズからなる。
【0118】
実施例４のズームレンズについて、基本レンズデータを表１３に、諸元と変倍の際の可変面間隔を表１４に、非球面係数を表１５に、合焦の際の可変面間隔を表１６に示す。また、実施例４のズームレンズについて、投写距離が無限遠の状態の各収差図を図１２に、投写距離が１３７０ｍｍ（ミリメートル）の状態の各収差図を図１３に示す。
【0119】
【表13】
【0120】
【表14】
【0121】
【表15】
【0122】
【表16】
【0123】
［実施例５］
実施例５のズームレンズの構成と光束の断面図を図１４に示す。実施例５のズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、第６レンズ群Ｇ６とからなる。中間群ＧＭは第５レンズ群Ｇ５からなり、最終レンズ群ＧＥは第６レンズ群Ｇ６からなる。変倍の際、第１レンズ群Ｇ１および第６レンズ群Ｇ６は不動であり、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５とが隣り合うレンズ群との光軸方向の間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
実施例５のズームレンズの構成と光束の断面図を図１４に示す。実施例５のズームレンズは、拡大側から縮小側へ順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、第６レンズ群Ｇ６とからなる。中間群ＧＭは第５レンズ群Ｇ５からなり、最終レンズ群ＧＥは第６レンズ群Ｇ６からなる。変倍の際、第１レンズ群Ｇ１および第６レンズ群Ｇ６は不動であり、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５とが隣り合うレンズ群との光軸方向の間隔を変化させて光軸Ｚに沿って移動する。
【0124】
第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１Ａ部分群Ｇ１Ａと、負の屈折力を有する第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂと、正の屈折力を有する第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃとからなる。第１Ａ部分群Ｇ１Ａは、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ１１～Ｌ１３の３枚のレンズからなる。第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂは、レンズＬ１４の１枚のレンズからなる。第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃは、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ１５～Ｌ１６の２枚のレンズからなる。合焦の際、第１Ｂ部分群Ｇ１Ｂのみが移動し、第１Ａ部分群Ｇ１Ａおよび第１Ｃ部分群Ｇ１Ｃは不動である。
【0125】
第２レンズ群Ｇ２は、レンズＬ２１の１枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３１の１枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、レンズＬ４１の１枚のレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、拡大側から縮小側へ順に、レンズＬ５１～Ｌ５６の６枚のレンズからなる。第６レンズ群Ｇ６は、レンズＬ６１の１枚のレンズからなる。
【0126】
実施例５のズームレンズについて、基本レンズデータを表１７に、諸元と変倍の際の可変面間隔を表１８に、非球面係数を表１９に、合焦の際の可変面間隔を表２０に示す。また、実施例５のズームレンズについて、投写距離が無限遠の状態の各収差図を図１５に、投写距離が１３７０ｍｍ（ミリメートル）の状態の各収差図を図１６に示す。
【0127】
【表17】
【0128】
【表18】
【0129】
【表19】
【0130】
【表20】
【0131】
表２１に実施例１～５のズームレンズの条件式（１）～（１１）の対応値を示す。表２１にはｄ線を基準とした場合の値を示す。表２１に示す実施例の対応値を条件式の上限又は下限として用いて、条件式の好ましい範囲を設定してもよい。
【0132】
【表21】
【0133】
実施例１～５のズームレンズは、小型に構成されながらも、広角端における最大全画角が７５度以上であり、変倍比が１．４倍以上であり、広角および高変倍比を達成している。また、実施例１～５のズームレンズは、各収差が良好に補正され、さらに変倍の際および合焦の際の収差変動が良好に抑制され、高い光学性能を実現している。
【0134】
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１７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１７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、各色光に対応し光学像を出力するライトバルブとしての透過型表示素子１１ａ～１１ｃとを有する。また、投写型表示装置１００は、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１７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１７ではその図示を省略している。
【0135】
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（青色光、緑色光、および赤色光）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基づく光学像をスクリーン１０５上に投写する。
【0136】
図１８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１８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、各色光に対応し光学像を出力するライトバルブとしてのＤＭＤ（Digital Micromirror Device：登録商標）素子２１ａ～２１ｃとを有する。また、投写型表示装置２００は、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１８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１８ではその図示を省略している。
【0137】
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（青色光、緑色光、および赤色光）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基づく光学像をスクリーン２０５上に投写する。
【0138】
図１９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１９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、各色光に対応し光学像を出力するライトバルブとしての反射型表示素子３１ａ～３１ｃとを有する。また、投写型表示装置３００は、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１９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１９ではその図示を省略している。
【0139】
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（青色光、緑色光、および赤色光）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基づく光学像をスクリーン３０５上に投写する。
【0140】
図２０および図２１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２０は、カメラ４００を正面側から見た斜視図を示し、図２１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。
【0141】
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。
【0142】
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。
【0143】
カメラボディ４１内には、撮像素子５０が設けられている。撮像素子５０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。撮像素子５０としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等が用いられる。カメラボディ４１内には、信号処理回路（不図示）、および記録媒体（不図示）等が設けられている。信号処理回路は、撮像素子５０から出力された撮像信号を処理して画像を生成する。記録媒体は、生成された画像を記録するためのものである。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。
【0144】
以上、実施形態および実施例を挙げて本開示の技術を説明したが、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、上記各実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
【0145】
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。
【0146】
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、セキュリティカメラ、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。
【0147】
以上の実施形態および実施例に関し、さらに以下の付記を開示する。
［付記１］
拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、１つ以上のレンズ群を含む中間群と、正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、
前記第１レンズ群は、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１Ａ部分群と、第１Ｂ部分群と、第１Ｃ部分群とからなり、
合焦の際、前記第１Ａ部分群と前記第１Ｂ部分群との間隔が変化し、前記第１Ｂ部分群と前記第１Ｃ部分群との間隔が変化し、
変倍の際、前記第１レンズ群および前記最終レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群と、前記第３レンズ群と、前記第４レンズ群と、前記中間群内の全てのレンズ群とが隣り合うレンズ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、
望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が、広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔より短いズームレンズ。
［付記２］
望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔をＤ２３ｔ、
広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔をＤ２３ｗとした場合、
Ｄ２３ｔ／Ｄ２３ｗ＜１ （１）
で表される条件式（１）を満足する付記１に記載のズームレンズ。
［付記３］
望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との合成横倍率をβ２３ｔ、
広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との合成横倍率をβ２３ｗとした場合、
１．４＜β２３ｔ／β２３ｗ＜３ （２）
で表される条件式（２）を満足する付記１又は付記２に記載のズームレンズ。
［付記４］
前記第４レンズ群の焦点距離をｆＧ４、
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、
－１５＜ｆＧ４／ｆｗ＜－１ （３）
で表される条件式（３）を満足する付記１から付記３のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記５］
前記第１Ａ部分群の焦点距離をｆＧ１Ａ、
前記第１Ｃ部分群の焦点距離をｆＧ１Ｃとした場合、
－０．５＜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｃ＜０．５ （４）
で表される条件式（４）を満足する付記１から付記４のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記６］
前記第１Ａ部分群の焦点距離をｆＧ１Ａ、
前記第１Ｂ部分群の焦点距離をｆＧ１Ｂとした場合、
０＜｜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｂ｜＜０．３ （５）
で表される条件式（５）を満足する付記１から付記５のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記７］
前記第１レンズ群の焦点距離をｆＧ１、
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＜ｆＧ１／ｆｗ＜－１ （６）
で表される条件式（６）を満足する付記１から付記６のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記８］
合焦の際、前記第１Ｃ部分群は不動である付記１から付記７のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記９］
前記第１Ｃ部分群は少なくとも１枚の負レンズを含み、
前記第１Ｃ部分群に含まれる全ての負レンズのｄ線基準のアッベ数の平均値をνａｖｅとした場合、
νａｖｅ＞５０ （７）
で表される条件式（７）を満足する付記１から付記８のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記１０］
縮小側がテレセントリックである付記１から付記９のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記１１］
前記第２レンズ群の焦点距離をｆＧ２、
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、
２＜ｆＧ２／ｆｗ＜１０ （８）
で表される条件式（８）を満足する付記１から付記１０のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記１２］
前記第３レンズ群の焦点距離をｆＧ３、
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＜ｆＧ３／ｆｗ＜１２ （９）
で表される条件式（９）を満足する付記１から付記１１のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記１３］
前記最終レンズ群の焦点距離をｆＧＥ、
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、
３＜ｆＧＥ／ｆｗ＜８ （１０）
で表される条件式（１０）を満足する付記１から付記１２のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記１４］
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Ｂｆ、
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、
２＜Ｂｆ／ｆｗ （１１）
で表される条件式（１１）を満足する付記１から付記１３のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記１５］
前記中間群は、拡大側から縮小側へ順に負レンズと正レンズとが接合された接合レンズを最も縮小側に含む付記１から付記１４のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記１６］
前記第１Ｃ部分群は、拡大側から縮小側へ順に、負レンズと、正レンズとからなる付記１から付記１５のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記１７］
付記１から付記１６のいずれか１つに記載のズームレンズを備えた投写型表示装置。
［付記１８］
付記１から付記１６のいずれか１つに記載のズームレンズを備えた撮像装置。
［付記１］
拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、１つ以上のレンズ群を含む中間群と、正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、
前記第１レンズ群は、拡大側から縮小側へ順に、負の屈折力を有する第１Ａ部分群と、第１Ｂ部分群と、第１Ｃ部分群とからなり、
合焦の際、前記第１Ａ部分群と前記第１Ｂ部分群との間隔が変化し、前記第１Ｂ部分群と前記第１Ｃ部分群との間隔が変化し、
変倍の際、前記第１レンズ群および前記最終レンズ群は不動であり、前記第２レンズ群と、前記第３レンズ群と、前記第４レンズ群と、前記中間群内の全てのレンズ群とが隣り合うレンズ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、
望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が、広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔より短いズームレンズ。
［付記２］
望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔をＤ２３ｔ、
広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔をＤ２３ｗとした場合、
Ｄ２３ｔ／Ｄ２３ｗ＜１ （１）
で表される条件式（１）を満足する付記１に記載のズームレンズ。
［付記３］
望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との合成横倍率をβ２３ｔ、
広角端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との合成横倍率をβ２３ｗとした場合、
１．４＜β２３ｔ／β２３ｗ＜３ （２）
で表される条件式（２）を満足する付記１又は付記２に記載のズームレンズ。
［付記４］
前記第４レンズ群の焦点距離をｆＧ４、
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、
－１５＜ｆＧ４／ｆｗ＜－１ （３）
で表される条件式（３）を満足する付記１から付記３のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記５］
前記第１Ａ部分群の焦点距離をｆＧ１Ａ、
前記第１Ｃ部分群の焦点距離をｆＧ１Ｃとした場合、
－０．５＜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｃ＜０．５ （４）
で表される条件式（４）を満足する付記１から付記４のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記６］
前記第１Ａ部分群の焦点距離をｆＧ１Ａ、
前記第１Ｂ部分群の焦点距離をｆＧ１Ｂとした場合、
０＜｜ｆＧ１Ａ／ｆＧ１Ｂ｜＜０．３ （５）
で表される条件式（５）を満足する付記１から付記５のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記７］
前記第１レンズ群の焦点距離をｆＧ１、
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＜ｆＧ１／ｆｗ＜－１ （６）
で表される条件式（６）を満足する付記１から付記６のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記８］
合焦の際、前記第１Ｃ部分群は不動である付記１から付記７のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記９］
前記第１Ｃ部分群は少なくとも１枚の負レンズを含み、
前記第１Ｃ部分群に含まれる全ての負レンズのｄ線基準のアッベ数の平均値をνａｖｅとした場合、
νａｖｅ＞５０ （７）
で表される条件式（７）を満足する付記１から付記８のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記１０］
縮小側がテレセントリックである付記１から付記９のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記１１］
前記第２レンズ群の焦点距離をｆＧ２、
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、
２＜ｆＧ２／ｆｗ＜１０ （８）
で表される条件式（８）を満足する付記１から付記１０のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記１２］
前記第３レンズ群の焦点距離をｆＧ３、
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＜ｆＧ３／ｆｗ＜１２ （９）
で表される条件式（９）を満足する付記１から付記１１のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記１３］
前記最終レンズ群の焦点距離をｆＧＥ、
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、
３＜ｆＧＥ／ｆｗ＜８ （１０）
で表される条件式（１０）を満足する付記１から付記１２のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記１４］
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Ｂｆ、
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、
２＜Ｂｆ／ｆｗ （１１）
で表される条件式（１１）を満足する付記１から付記１３のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記１５］
前記中間群は、拡大側から縮小側へ順に負レンズと正レンズとが接合された接合レンズを最も縮小側に含む付記１から付記１４のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記１６］
前記第１Ｃ部分群は、拡大側から縮小側へ順に、負レンズと、正レンズとからなる付記１から付記１５のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［付記１７］
付記１から付記１６のいずれか１つに記載のズームレンズを備えた投写型表示装置。
［付記１８］
付記１から付記１６のいずれか１つに記載のズームレンズを備えた撮像装置。
【符号の説明】
【0148】
１０ ズームレンズ
１１ａ～１１ｃ 透過型表示素子
１２ ダイクロイックミラー
１３ ダイクロイックミラー
１４ クロスダイクロイックプリズム
１５ 光源
１６ａ～１６ｃ コンデンサレンズ
１８ａ～１８ｃ 全反射ミラー
２１ａ～２１ｃ ＤＭＤ素子
２４ａ～２４ｃ ＴＩＲプリズム
２５ 偏光分離プリズム
３１ａ～３１ｃ 反射型表示素子
３２ ダイクロイックミラー
３３ ダイクロイックミラー
３４ クロスダイクロイックプリズム
３５ａ～３５ｃ 偏光分離プリズム
３８ 全反射ミラー
４１ カメラボディ
４２ シャッターボタン
４３ 電源ボタン
４４ 操作部
４５ 操作部
４６ 表示部
４７ マウント
４８ 交換レンズ
４９ ズームレンズ
５０ 撮像素子
１００ 投写型表示装置
１０５ スクリーン
２００ 投写型表示装置
２０５ スクリーン
２１０ ズームレンズ
２１５ 光源
３００ 投写型表示装置
３０５ スクリーン
３１０ ズームレンズ
３１５ 光源
４００ カメラ
Ｄ２３ｔ 間隔
Ｄ２３ｗ 間隔
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ１Ａ 第１Ａ部分群
Ｇ１Ｂ 第１Ｂ部分群
Ｇ１Ｃ 第１Ｃ部分群
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
Ｇ７ 第７レンズ群
ＧＥ 最終レンズ群
ＧＭ 中間群
Ｋ０ 軸上光束
Ｋ１ 最大半画角の光束
Ｌ１１～Ｌ７１ レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 画像表示面
Ｚ 光軸
１１ａ～１１ｃ 透過型表示素子
１２ ダイクロイックミラー
１３ ダイクロイックミラー
１４ クロスダイクロイックプリズム
１５ 光源
１６ａ～１６ｃ コンデンサレンズ
１８ａ～１８ｃ 全反射ミラー
２１ａ～２１ｃ ＤＭＤ素子
２４ａ～２４ｃ ＴＩＲプリズム
２５ 偏光分離プリズム
３１ａ～３１ｃ 反射型表示素子
３２ ダイクロイックミラー
３３ ダイクロイックミラー
３４ クロスダイクロイックプリズム
３５ａ～３５ｃ 偏光分離プリズム
３８ 全反射ミラー
４１ カメラボディ
４２ シャッターボタン
４３ 電源ボタン
４４ 操作部
４５ 操作部
４６ 表示部
４７ マウント
４８ 交換レンズ
４９ ズームレンズ
５０ 撮像素子
１００ 投写型表示装置
１０５ スクリーン
２００ 投写型表示装置
２０５ スクリーン
２１０ ズームレンズ
２１５ 光源
３００ 投写型表示装置
３０５ スクリーン
３１０ ズームレンズ
３１５ 光源
４００ カメラ
Ｄ２３ｔ 間隔
Ｄ２３ｗ 間隔
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ１Ａ 第１Ａ部分群
Ｇ１Ｂ 第１Ｂ部分群
Ｇ１Ｃ 第１Ｃ部分群
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
Ｇ７ 第７レンズ群
ＧＥ 最終レンズ群
ＧＭ 中間群
Ｋ０ 軸上光束
Ｋ１ 最大半画角の光束
Ｌ１１～Ｌ７１ レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 画像表示面
Ｚ 光軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
