JP5546378B2 - 光学系及びそれを有する光学機器 - Google Patents

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Description

本発明は光学系に関し、例えば画像情報を所定面上に投射する液晶プロジェクターの投射光学系やカメラの撮像光学系として好適なものである。
液晶プロジェクターに用いられる光学系は、投射画像が高精細であるとともに、短い距離で大きな画面を投射することができるよう広画角な投射光学系であることが要望されている。又、カメラ等の撮像装置に用いられる光学系は、バックフォーカスが長く、高画質でしかも広い被写体範囲が撮影できる広画角な撮像光学系であることが要望されている。投射画像の高精細化や撮像される像の高画質化を図るには、諸収差のうち特に色ずれを軽減すること、すなわち光学系の色収差を軽減することが重要となってくる。一般に光学系の色収差を補正するのには、異常分散硝子より成るレンズを用いるのが有効である。
一方、光学系の広画角化を図るには、拡大共役側(物体側)に負の屈折力のレンズ群が位置し、レンズ系全体がレトロフォーカス型となるように構成するのが有効である。レトロフォーカス型で異常分散硝子より成るレンズを用いて、色収差を良好に補正した光学系が知られている(特許文献1、2)。
特開2001−324675号公報 特開2008−158159号公報
レトロフォーカス型の投射光学系や撮像光学系等の光学系は一般に焦点距離が短くなり、広画角化するに従い倍率色収差や軸上色収差等の色収差が多く発生してくる。例えば光学系を広画角化した場合には拡大共役側の軸外光線の入射高さが高くなる。また、バックフォーカスを長くした場合には拡大側及び縮小側の軸外光線の入射高が高くなる。この結果、倍率色収差が大幅に増加してくる。倍率色収差を補正するためにレンズを多く使用すると、レンズ全長が長くなるとともに、前群の有効径が増大し、光学系全体が大型化してくる。このためレトロフォーカス型の光学系は、色収差を良好に補正するとともに光学系全体の小型化を図ることが大きな課題となっている。広画角化を図りつつ、倍率色収差を含む色収差を良好に補正するためには、異常分散性の光学材料を用いるのが有効である。しかしながら光路中に単に異常分散性の光学材料より成るレンズを用いても色収差を良好に補正しつつ、光学系全体の小型化を図ることは難しい。
本発明は、広画角化を図ったときに発生する倍率色収差や軸上色収差等の色収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有した光学系及びそれを有する光学機器の提供を目的とする。
本発明の光学系は、拡大共役側から縮小共役側へ順に、最も広い空気間隔を境にして負の屈折力の前群、正の屈折力の後群とを有する光学系において、該前群に含まれる負レンズのうち少なくとも1つの負レンズの焦点距離をfn1、該少なくとも1つの負レンズの材料の屈折率、アッベ数、部分分散比を各々Ndn1、νdn1、θgFn1、全系の焦点距離をF、光軸上において、前記前群の最も拡大共役側のレンズ面から前記後群の最も拡大共役側のレンズ面までの距離をLfとするとき
1.75<Ndn1<2.05
0.02<θgFn1−(0.6438−0.001682×νdn1)<0.082.5<|fn1/F|<5.0
なる条件を満足するとともに、前記少なくとも1つの負レンズが、最も拡大共役側のレンズ面から縮小共役側へ距離0.2Lfから距離0.7Lfの範囲内に配置されていることを特徴としている。
本発明によれば、広画角化を図ったときに発生する倍率色収差や軸上色収差等の色収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有した光学系が得られる。
実施例1のレンズ断面図 実施例1の収差図と倍率色収差 実施例2のレンズ断面図 実施例2の収差図と倍率色収差 実施例3のレンズ断面図 実施例3の収差図と倍率色収差
以下、本発明の光学系及びそれを有する画像投射装置や撮像装置等の光学機器の実施例について説明する。本発明の光学系は、拡大共役側から縮小共役側へ順に、最も広い空気間隔を境にして負の屈折力の前群、正の屈折力の後群とを有する単一焦点距離の光学系又はズーミング作用を有するズームレンズである。
図1は本発明の光学系を画像投射装置(プロジェクター)用の投射光学系として用いたときの実施例1の要部概略図である。図2(A)、(B)は実施例1においてスクリーンまでの距離(第1レンズ面からの距離)が1050[mm]のときの横収差図と倍率色収差図である。
図2(A)は、それぞれ球面収差、非点収差、歪曲収差の横収差図である。球面収差図の点線、実線、破線はそれぞれ620nm、550nm、450nmの波長に関する収差を表す。非点収差は550nmの波長に関する収差を表し、実線はメリジオナル断面(S)、鎖線はサジタル断面における収差を示す。歪曲収差は550nmの波長に関する収差を表す。図2(B)は、倍率色収差の横収差図であり、横軸は光軸に対して垂直な方向の軸である。倍率色収差は550nmを基準とし、破線、実線、点線はそれぞれ620nm、470nm、440nmの波長に関する収差である。
尚、図2、図4および図6に示した収差図は、波長550nmのMTFが最も大きくなる位置に液晶パネルを配置した場合の収差図である。
図3は本発明の光学系を画像投射装置用の投射光学系として用いたときの実施例2の要部概略図である。図4(A)、(B)は実施例2においてスクリーンまでの距離(第1レンズ面からの距離)が1050[mm]のときの横収差図と倍率色収差図である。図5は本発明の光学系を画像投射装置用の投射光学系として用いたときの実施例3の要部概略図である。図6(A)、(B)は実施例3においてスクリーンまでの距離(第1レンズ面からの距離)が1210[mm]のときの広角端における横収差図と倍率色収差図である。図4、図6の収差図の説明は図2で既に行っているので、説明の冗長を避けるために割愛する。
各実施例における画像投射装置では、液晶パネルLCDに表示される原画(被投影画像)を光学系(投影レンズ、投写レンズ)PLを用いてスクリーン面S上に拡大投影している状態を示している。レンズ断面図において、Sはスクリーン面(投影面)、LCDは液晶パネル(液晶表示素子)であり、光学系PLの像面に位置している。スクリーン面Sと液晶パネルLCDとは共役関係にあり、物体側主平面から共役点までの距離と、像側主平面から共役点までの距離を比較した場合、一般にはスクリーン面Sは距離の長い方の共役点で拡大側(前方、拡大共役側)に相当している。液晶パネルLCDは距離の短い方の共役点で縮小側(後方、縮小共役側)に相当している。尚、光学系PLを撮影系(撮像光学系)として用いるときは、スクリーン面S側が物体側、液晶パネルLCD側が像側となる。
図1、図3の実施例1、2の光学系PLは負の屈折力の前群Lfと正の屈折力の後群Lbを有する単一焦点距離の所謂レトロフォーカス型よりである。符号Lijは各レンズを示す。STOは絞りである。絞りSTOはレンズを保持するレンズ保持枠が兼ねているが、具体的に設けても良い。Pは色分解プリズム、色合成プリズム、偏光フィルター、そしてカラーフィルター等に対応して光学設計上設けられたガラスブロックである。光学系PLは、接続部材(不図示)を介して液晶ビデオプロジェクター本体(不図示)に装着されている。ガラスブロックP以降の液晶表示素子LCD側はプロジェクター本体に含まれている。
図5の実施例3の光学系PLはズーミング作用をするズームレンズである。実施例3の光学系PLは負の屈折力の前群Lfと正の屈折力の後群Lbを有している。Giは第iレンズユニットである。拡大共役側より縮小共役側へ順に、前群Lfは負の屈折力の第1レンズユニットG1、負の屈折力の第2レンズユニットG2、正の屈折力の第3レンズユニットG3を有している。後群Lbは負の屈折力の第4レンズユニットG4、正の屈折力の第5レンズユニットG5、正の屈折力の第6レンズユニットG6を有している。
本実施例の光学系PLはズーミングに際して第1レンズ群G1乃至第5レンズ群G5が光軸上移動するレトロフォーカス型の6群ズームレンズである。図5においてSTOは絞りである。絞りSTOはレンズを保持するレンズ保持枠が兼ねているが、具体的に設けても良い。Pは色分解プリズム、色合成プリズム、偏光フィルター、そしてカラーフィルター等に対応して光学設計上設けられたガラスブロックである。光学系PLは、接続部材(不図示)を介して液晶ビデオプロジェクター本体(不図示)に装着されている。ガラスブロックP以降の液晶表示素子LCD側はプロジェクター本体に含まれている。
各実施例の光学系において、前群Lfに含まれる負レンズのうち少なくとも1つの負レンズLn1の焦点距離をfn1とする。少なくとも1つの負レンズLn1の材料の屈折率、アッベ数、部分分散比を各々Ndn1、νdn1、θgFn1とする。全系の焦点距離をF(光学系がズームレンズのときは広角端における焦点距離)とする。このとき
1.75<Ndn1<2.05 ・・・(1)
0.02<θgFn1−(0.6438−0.001682×νdn1)<0.08 ・・・(2)
2.5<|fn1/F|<5.0 ・・・(3)
なる条件を満足している。
レトロフォーカス型の光学系において、全系を大型化することなく倍率色収差を良好に補正するには異常分散性のある硝材(光学材料)を負の屈折力の前群(負レンズ群)に使用するのが良い。レトロフォーカス型の光学系において、異常分散性の材料を使用した負レンズのパワー(屈折力)を大きくすると軸上色収差の二次スペクトルが悪化してくる。一方、負レンズのパワーが小さいと倍率色収差の二次スペクトルの補正効果が少なくなる。そこで本実施例では標準の硝材より部分分散比θgfが大きい硝材より成る負レンズを負の屈折力の前群中に使用している。そして負レンズを適切なパワーで使用することによって、倍率色収差及び軸上色収差の二次スペクトルを全体として良好に補正している。
前群に用いる負レンズの材料に異常分散性の硝子を使用する理由は、次のとおりである。レトロフォーカス型の光学系では前群の方が後群に較べて軸外光線の入射高さが高い。また、軸上光線の入射高さはあまり高くない。このため、軸上の収差にあまり影響を与えることなく倍率色収差を補正することができる。また、負レンズのパワーが弱すぎれば倍率色収差の補正効果は少なくなり、負レンズのパワーが強すぎれば軸上色収差の2次スペクトルの影響が大きくなり、色収差が悪化する。このような収差補正の原理に基づき本実施例では条件式(1)〜(3)を満たす負レンズLn1を用いることによって色収差を良好に補正している。ここでアッベ数νd、部分分散比θgFは次のとおりである。g線、d線、F線、C線に対する材料の屈折率をそれぞれNg、Nd、NF、NCとする。このときアッベ数νdと部分分散比θgFは
νd=(Nd−1)/(NF−NC)
θgF=(Ng−NF)/(NF−NC)
である。
条件式(1)の下限値を逸脱すると負レンズLn1に同じ屈折力を与えるために、負レンズLn1の各レンズ面の曲率半径を小さくする必要がある。そうすると、軸外光線に起因する収差(例えば、倍率色収差や非点収差など)に高次収差が大きく発生して良好な光学性能を得ることが困難になってくる。条件式(1)及び条件式(2)の上限値を逸脱すると、光学材料の種類も少なくなり、良好なる材料を入手することが困難となる。また、樹脂材料を始めとする加工が困難な材料となり、生産性が悪くなり負レンズLn1としての光学性能を安定して維持することが困難となる。
条件式(2)の下限値を逸脱すると倍率色収差の2次スペクトルの補正効果が弱くなり、倍率色収差が過剰に発生してくるため、良好な光学性能を得ることが困難になる。条件式(3)の下限値を逸脱すると、軸上色収差の2次スペクトルが拡大して色収差が悪化してきて、十分な光学性能を得ることが困難になってくる。条件式(3)の上限値を逸脱すると、倍率色収差の2次スペクトルの補正効果が少なく、倍率色収差が過剰に発生してきて、十分な光学性能を得ることが困難になってくる。
各実施例では以上のように構成することによって、倍率色収差および軸上色収差が少なく良好な結像性能を有するレトロフォーカス型の光学系を得ている。尚、各実施例において更に好ましくは条件式(1)〜(3)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
1.78<Ndn1<2.00 ・・・(1a)
0.022<θgFn1−(0.6438−0.001682×νdn1)<0.060・・・(2a)
2.8<|fn1/F|<4.8 ・・・(3a)
本発明の光学系では以上の手法により、色収差を始めとした緒収差を良好に補正した高い光学性能を得ている。更に限定すれば、本実施形態は標準の硝材より部分分散比θgfが大きい硝材より成る負レンズを負の屈折力の前群中に使用している。そして負レンズを適切なパワーで使用することによって、倍率色収差及び軸上色収差の二次スペクトルを全体として良好に補正している。以下、各実施例の光学系において更に効果的に、良好な光学性能が得るのに好ましい条件について説明する。
◎前群Lfの最も拡大共役側のレンズ面から後群Lbの最も拡大共役側のレンズ面までの距離をLfとする。このとき、最も拡大共役側のレンズ面から縮小共役側へ距離0.2Lfから距離0.7Lfの範囲内に条件式(1)〜(3)を満足する少なくとも1つの負レンズLn1が配置されていることが良い。これによれば良好に倍率色収差を補正するのが容易となる。負レンズLn1の位置が距離0.2Lfの下限値を逸脱すると、軸外主光線の高さが高くなりすぎるため、非点収差や歪曲収差を大きく発生する。そのため、良好な光学性能を得ることが困難になる。また、距離0.7Lfの上限値を逸脱すると、軸外主光線の高さが低くなりすぎるため、屈折力を強くした場合でも十分な倍率色収差の2次スペクトルの補正効果を得ることが難しくなる。また、軸上光線の高さが高くなるため、軸上色収差の2次スペクトルが悪化するので良くない。
◎後群Lfに含まれる正レンズのうち少なくとも1つの正レンズLp1の焦点距離をfp1、該少なくとも1つの正レンズLp1の材料のアッベ数と部分分散比を各々νdp1、θgFp1とするとき、
75<νdp1<99 ・・・(4)
0.02<θgFp1−(0.6438−0.001682×νdp1)<0.08・・・(5)
p1/F<5.0 ・・・(6)
なる条件を満足するのが良い。条件式(4)の下限値を逸脱すると分散が大きくなるため、C線とF線の軸上色収差および倍率色収差が過剰に発生する。そのため、良好な光学性能を得ることが困難になる。条件式(4)もしくは条件式(5)の上限値を逸脱した場合は、前述した条件式(1)の上限値を逸脱した場合と同様の理由で、要望される光学性能を安定して供給するのが困難になる。条件式(5)の下限値を逸脱すると異常分散が小さいため、軸上色収差および倍率色収差の2次スペクトルの補正効果が弱く、色収差が過剰に発生する。そのため、良好な光学性能を得ることが困難になる。条件式(6)の上限値を逸脱すると正レンズLp1の屈折力が弱くなるため、軸上色収差および倍率色収差の2次スペクトルを補正するため必要な補正効果を十分に得ることが困難になる。
各実施例において、更に好ましくは条件式(4)〜(6)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
78<νdp1<90 ・・・(4a)
0.025<θgFp1−(0.6438−0.001682×νdp1)<0.060 ・・・(5a)
1.5<fp1/F<3.5 ・・・(6a)
各実施例において、更に好ましい条件について説明する。
◎拡大共役側から縮小共役側へ数えて第i番目の正レンズの焦点距離、材料の部分分散比を各々fpi、θgFpiとする。拡大共役側から縮小共役側へ数えて第i番目の負レンズの焦点距離、材料の部分分散比を各々fni、θgFniとする。光学系PLに含まれる正レンズに関する値(θgFpi/fpi)の総和をΣ(θgFpi/fpi)とする。光学系PLに含まれる負レンズに関する値(θgFni/fni)の総和をΣ(θgFni/fni)とする。光学系PLに含まれる正レンズに関する値(1/fpi)の総和をΣ(1/fpi)とする。光学系PLに含まれる負レンズに関する値(1/fni)の総和をΣ(1/fni)とする。光学系PLに含まれる正レンズの材料の平均異常分散値Qと光学系PLに含まれる負レンズの材料の平均異常分散値QをQ=Σ(θgFpi/fpi)/Σ(1/fpi)Q=Σ(θgFni/fni)/Σ(1/fni)とおく。このとき、
|Q−Q|<0.02 ・・・(7)
なる条件を満足するのが良い。
平均異常分散値Qは正レンズの屈折力(焦点距離fpの逆数)で部分分散比θgFを平均した数値を表し、平均異常分散値Qは負レンズの屈折力でθgFを平均した数値を表している。条件式(7)を逸脱すると色収差の補正効果が不足気味もしくは過剰気味になるため、良好な光学性能を有するためには条件式(7)を満足することが望ましい。更に好ましくは条件式(7)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
|Q−Q|<0.01 ・・・(7a)
各実施例において、更に好ましい条件について説明する。
◎前群Lfの最も拡大共役側のレンズ面から後群Lbの最も縮小共役側のレンズ面までの距離をLとする。このとき、後群Lbの最も拡大共役側のレンズ面から距離±0.1Lの範囲内に少なくとも1つの負レンズを有し、少なくとも1つの負レンズのうち最もパワーの強い負レンズLn2の材料の部分分散比をθgFn2とする。更に、後群Lbの最も拡大共役側のレンズ面から距離±0.1Lの範囲内に少なくとも1つの正レンズを有し、少なくとも1つの正レンズのうち最もパワーの強い正レンズLp2の材料の部分分散比をθgFp2とする。このとき
θgFn2<0.560 ・・・(8)
θgFp2>0.590 ・・・(9)
なる条件を満足するのが良い。ここで距離の符号は拡大共役側へ測ったときを負、縮小共役側へ測ったときを正とする。軸外主光線の入射高が低い後群Lbの最も拡大共役側のレンズ面付近に、条件式(8)を満たす負レンズおよび条件式(9)を満たす正レンズを配置することで、倍率色収差にあまり影響を与えることなく軸上色収差の2次スペクトルを良好に補正している。
条件式(8)の上限および条件式(9)の下限を逸脱すると、軸上色収差の2次スペクトルの補正効果が不足気味になるため、十分な光学性能を得ることが困難になる。更に好ましくは条件式(8)、(9)の数値を次の如く設定するのが良い。
θgFn2<0.557 ・・・(8a)
θgFp2>0.600 ・・・(9a)
各実施例において、更に好ましい条件について説明する。
◎空気換算時のバックフォーカス長をBFとする。このとき、
BF/F>3.5 ・・・(10)
なる条件を満足するのが良い。条件式(10)を満たすことで、色分解系素子(偏光ビームスプリッターやダイクロイックプリズムなど)を光学系と縮小共役側に配置された画像表示素子LCDとの間に配置するために必要なバックフォーカスを得ることができる。更に好ましくは条件式(10)の数値を次の如く設定するのが良い。
BF/F>3.60 ・・・(10a)
次に各実施例のレンズ構成の特徴について説明する。
[実施例1]
実施例1の光学系は、拡大共役側から順に、負の屈折力の前群Lf、絞りSTO、正の屈折力の後群Lbを有している。前群Lfは拡大共役側から順に、負、正、負、負、負、正、負、負、正、正レンズの10枚のレンズL11〜L20で構成されている。後群Lbは拡大共役側から順に、正、負、正、正、負、正、負、正、正、正レンズの10枚のレンズL21〜L30で構成されている。前述した負レンズLn1は負レンズL18に対応し、正レンズLp1は正レンズL26、L30に対応している。また負レンズLn2は負レンズL22に対応し、正レンズLp2は正レンズL23に対応している。
[実施例2]
実施例2は実施例1と同様に、10枚のレンズL41〜L50で構成され、後群Lbは10枚のレンズL51〜L60で構成されている。前述した負レンズLn1は負レンズL48に対応し、正レンズLp1は正レンズL66、L60に対応している。また負レンズLn2は負レンズL52に対応し、正レンズLp2は正レンズL53に対応している。
[実施例3]
実施例3のズームレンズは、拡大共役側から縮小共役側へ順に、負、負、正、負、正、正の屈折力の第1〜第6レンズユニットG1〜G6で構成され、絞りSTOを第3レンズユニットと第4レンズユニットとの間に有する。変倍(ズーミング)の際には第1レンズユニットG1乃至第5レンズユニットG5が光軸上移動する。第6レンズユニットG6はズーミングに際して固定である。第1レンズユニットG1は、拡大共役側から順に負、負、負の屈折力のレンズL71〜L73で構成される。第2レンズユニットG2は、負の屈折力のレンズL74で構成される。第3レンズユニットG3は、拡大共役側から順に負、正、正の屈折力のレンズL75〜L77のレンズで構成される。第4レンズユニットG4は、拡大共役側から順に正、負、正の屈折力のレンズL78〜L80で構成される。第5レンズユニットG5は、拡大共役側から順に負、正、負、正、正、正の屈折力のレンズL81〜L86で構成される。第6レンズユニットG6は、正の屈折力のレンズL87で構成される。実施例3の光学系は、ズームレンズに適用した場合であり、その他の構成および作用については、実施例1と同じである。前述した負レンズLn1は負レンズL75に対応し、正レンズLp1は正レンズL82、L84、L86に対応している。また負レンズLn2は存在しない。正レンズLp2は正レンズL80に対応している。
以上のように各実施例によれば、色収差を良好に補正し、画面全体にわたり良好なる光学性能を有した液晶プロジェクター用に好適な光学系を達成することができる。この他、画像情報を銀塩フィルム、CCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)上に形成するビデオカメラ、フィルムカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置に好適な光学系を達成することができる。
以下に実施例1〜3の光学系に各々対応する数値実施例1〜3を示す。各数値実施例においてiは拡大共役側(前方側)からの光学面の順序を示し、riは第i番目の光学面(第i面)の曲率半径、diは第i面と第i+1面との間の間隔、ndiとνdiはそれぞれd線を基準とした第i番目の光学部材の材質の屈折率、アッベ数を示す。fは焦点距離、FnoはFナンバーである。また数値実施例1〜3において最も拡大共役側のdの値は、スクリーン面から最も拡大共役側のレンズ面までの距離である。また数値実施例1〜3の最も縮小共役側の4つの面はガラスブロックPを構成する面であり、平面より成っている。またkを円錐定数、A、B、C、Dを非球面係数、光軸からの高さhの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてxとするとき、非球面形状は、
x=(h/r)/[1+[1−(1+k)(h/R)1/2]+Ah+Bh+Ch+Dh10で表示される。
但しrは近軸曲率半径である。尚、例えば「E−Z」の表示は「10−Z」を意味する。また数値実施例1〜3において、条件式(1)〜(10)に対応する数値も同様に示す。
[数値実施例1]
f=11.1 ω=49.7° Fno=2.0
(A)数値表1
i r d nd ν θgF
screen 0 1050
1 122.38 6.00 1.834 37.2 0.578
2 89.84 10.23
3 164.87 9.95 1.497 70.2 0.530
4 1248.23 0.10
※5 75.23 3.50 1.806 40.9 0.570
6 38.60 10.11
7 82.42 3.00 1.773 49.6 0.552
8 28.95 11.81
9 0 2.20 1.773 49.6 0.552
10 39.76 9.07
11 -166.87 8.14 1.648 33.8 0.595
12 -31.12 2.50 1.773 49.6 0.552
13 -221.76 13.68
14 -76.28 2.70 1.808 22.8 0.631
15 43.58 14.47 1.740 28.3 0.607
16 -90.10 0.10
17 88.22 11.15 1.654 39.7 0.574
18 -79.40 60.76
19(絞り)40.83 6.63 1.596 39.2 0.580
20 -31.64 3.19 1.757 47.8 0.548
21 15.71 6.81 1.699 30.1 0.603
22 67.33 11.79
23 43.69 5.74 1.487 70.2 0.530
24 -45.51 1.80 1.883 40.8 0.567
25 36.68 10.55 1.497 81.6 0.538
26 -22.73 0.10
27 -29.12 1.90 1.883 40.8 0.567
28 38.72 7.63 1.729 54.7 0.544
29 -131.39 0.10
※30 118.27 7.61 1.583 59.4 0.543
※31 -48.77 0.10
32 238.40 11.58 1.497 81.6 0.538
33 -37.31 2.50
34 0 43.00 1.517 64.2 -
35 0 5.00
36 0 23.00 1.805 25.4 -
37 0 6.51

(B)非球面データ
I K A B C D
5 0 2.027E-06 -7.383E-10 4.952E-13 -1.116E-16
30 0 -3.296E-07 2.974E-10 -7.255E-13 -5.266E-16
31 0 4.741E-06 1.886E-09 1.230E-12 -3.165E-15
(C)条件式
式(1)=1.808
式(2)=0.025
式(3)=3.04
式(4)=81.6
式(5)=0.031
式(6)=2.70
式(7)=0.001
式(8)=0.548
式(9)=0.603
式(10)=4.96
[数値実施例2]
f=11.1 ω=49.7° Fno=2.0
(A)数値表2
i r d nd ν θgF
screen 0 1050
1 129.28 6.00 1.834 37.2 0.578
2 74.63 15.54
3 289.88 8.39 1.497 81.6 0.538
4 -593.08 0.10
※5 64.56 6.50 1.699 30.1 0.570
6 79.91 3.00 1.773 49.6 0.552
7 29.26 12.28
8 141.11 2.20 1.773 49.6 0.552
9 27.15 12.46
10 -68.35 6.27 1.532 48.9 0.563
11 -32.28 2.50 1.788 47.4 0.556
12 278.14 14.55
13 -1177.44 3.50 1.923 18.9 0.649
14 49.58 11.46 1.805 25.4 0.616
15 -140.69 0.10
16 97.90 13.66 1.654 39.7 0.574
17 -70.96 58.65
1(絞り) 37.37 5.93 1.613 37.0 0.586
19 -36.62 1.50 1.773 49.6 0.552
20 16.00 5.52 1.699 30.1 0.603
21 48.80 11.92
22 37.43 7.60 1.487 70.2 0.530
23 -45.91 3.00 1.883 40.8 0.567
24 35.73 12.45 1.497 81.6 0.538
25 -24.15 0.10
26 -33.72 1.90 1.883 40.8 0.567
27 38.88 7.67 1.729 54.7 0.544
28 -200.00 0.10
※29 88.99 7.60 1.583 59.4 0.543
※30 -59.68 0.10
31 171.66 12.46 1.497 81.6 0.538
32 -38.49 2.50
33 0 43.00 1.517 64.2 -
34 0 5.00
35 0 23.00 1.805 25.4 -
36 0 6.51
(B)非球面データ
i K A B C D
5 0 2.409E-06 -5.777E-10 5.989E-13 -7.832E-17
29 0 -5.806E-07 1.215E-09 -1.591E-12 -1.461E-15
30 0 4.859E-06 2.300E-09 1.646E-12 -5.258E-15

(C)条件式
式(1)=1.923
式(2)=0.038
式(3)=4.60
式(4)=81.6
式(5)=0.031
式(6)=2.80
式(7)=0.000
式(8)=0.552
式(9)=0.603
式(10)=4.96
[数値実施例3]
f=12.7〜14.4 ω=37.0°〜33.7° Fno=2.0
(A)数値表3
群 i r d nd ν θgF
screen 0 1210
1 1 46.92 3.50 1.773 49.6 0.552
2 31.39 6.14
3 43.68 3.50 1.773 49.6 0.552
4 26.32 7.62
※5 0 4.00 1.497 70.2 0.530
※6 67.22 d1
2 7 422.83 3.00 1.755 52.3 0.548
8 45.28 24.75
3 9 -98.15 3.00 1.808 22.8 0.631
10 52.28 12.78 1.717 29.5 0.605
11 -73.71 0.10
12 105.49 10.91 1.699 30.1 0.603
13 -77.58 d2
4 14 1409.79 2.37 1.750 35.3 0.582
15 -56.57 0.14
16(絞り)-49.08 1.50 1.801 35.0 0.586
17 20.13 3.74 1.805 25.4 0.616
18 112.47 d3
5 19 70.51 1.50 1.839 37.2 0.578
20 27.04 10.07 1.497 81.6 0.538
21 -19.60 0.21
22 -19.53 1.62 1.834 37.2 0.578
23 74.87 8.16 1.497 81.6 0.538
24 -38.76 0.10
25 -468.22 4.77 1.487 70.2 0.530
26 -57.06 0.10
27 249.77 11.65 1.497 81.6 0.538
28 -37.60 d4
6 29 106.30 3.81 1.812 25.4 0.616
30 0 1.88
31 0 32.00 1.517 64.2
32 0 5.00
33 0 21.00 1.805 25.4
34 8.13
ワイド端 テレ端
d1 13.08 5.70
d2 54.81 59.77
d3 7.96 3.63
d4 0.10 3.19
(B)非球面データ
i K A B C D
5 0 3.756E-05 -7.149E-08 8.587E-11 -7.387E-14
6 0 3.357E-05 -6.649E-08 1.090E-11 0.000E+00
(C)条件式
式(1)=1.808
式(2)=0.025
式(3)=3.26
式(4)=81.6
式(5)=0.031
式(6)=1.93
式(7)=0.007
式(8)=×
式(9)=0.616
式(10)=3.76
P ガラスブロック(プリズム)
LCD 画像表示素子
STO 開口絞り
Lf 絞りより拡大共役側のレンズ群
Lb 絞りより縮小共役側のレンズ群

Claims (6)

  1. 拡大共役側から縮小共役側へ順に、最も広い空気間隔を境にして負の屈折力の前群、正の屈折力の後群とを有する光学系において、該前群に含まれる負レンズのうち少なくとも1つの負レンズの焦点距離をfn1、該少なくとも1つの負レンズの材料の屈折率、アッベ数、部分分散比を各々Ndn1、νdn1、θgFn1、全系の焦点距離をF、光軸上において、前記前群の最も拡大共役側のレンズ面から前記後群の最も拡大共役側のレンズ面までの距離をLfとするとき
    1.75<Ndn1<2.05
    0.02<θgFn1−(0.6438−0.001682×νdn1)<0.082.5<|fn1/F|<5.0
    なる条件を満足するとともに、前記少なくとも1つの負レンズが、最も拡大共役側のレンズ面から縮小共役側へ距離0.2Lfから距離0.7Lfの範囲内に配置されていることを特徴とする学系。
  2. 前記後群に含まれる正レンズのうち少なくとも1つの正レンズの焦点距離をfp1、該少なくとも1つの正レンズの材料のアッベ数と部分分散比を各々νdp1、θgFp1とするとき、
    75<νdp1<99
    0.02<θgFp1−(0.6438−0.001682×νdp1)<0.08fp1/F<5.0
    なる条件を満足することを特徴とする請求項の光学系。
  3. 拡大共役側から縮小共役側へ数えて第i番目の正レンズの焦点距離、材料の部分分散比を各々fpi、θgFpi
    拡大共役側から縮小共役側へ数えて第i番目の負レンズの焦点距離、材料の部分分散比を各々fni、θgFni
    前記光学系に含まれる正レンズに関する値(θgFpi/fpi)の総和をΣ(θgFpi/fpi)、
    該光学系に含まれる負レンズに関する値(θgFni/fni)の総和をΣ(θgFni/fni)、
    該光学系に含まれる正レンズに関する値(1/fpi)の総和をΣ(1/fpi)、該光学系に含まれる負レンズに関する値(1/fni)の総和をΣ(1/fni)とし、該光学系に含まれる正レンズの材料の平均異常分散値Qと該光学系に含まれる負レンズの材料の平均異常分散値Q
    =Σ(θgFpi/fpi)/Σ(1/fpi)Q=Σ(θgFni/fni)/Σ(1/fni)とおくとき、
    |Q−Q|<0.02
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1又は2の光学系。
  4. 前記前群の最も拡大共役側のレンズ面から後群の最も縮小共役側のレンズ面までの距離をLとするとき、該後群の最も拡大共役側のレンズ面から距離±0.1Lの範囲内に少なくとも1つの負レンズを有し、該少なくとも1つの負レンズのうち最もパワーの強い負レンズの材料の部分分散比をθgFn2、該後群の最も拡大共役側のレンズ面から距離±0.1Lの範囲内に少なくとも1つの正レンズを有し、該少なくとも1つの正レンズのうち最もパワーの強い正レンズの材料の部分分散比をθgFp2とするとき、
    θgFn2<0.560
    θgFp2>0.590
    なる条件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項の光学系。
  5. 前記光学系において、空気換算時のバックフォーカス長をBFとするとき、
    BF/F>3.5
    なる条件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項の光学系。
  6. 請求項1乃至5のいずれかに記載の光学系を有することを特徴とする光学機器。
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