JP6182641B2 - ズームレンズ - Google Patents
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Description
本発明は、概して光学装置に関し、具体的には、ズームレンズに関する。
高輝度、高解像度、高ズーム比を有する投影装置が必要とされている。周知の投影装置は、一般に、ライトバルブに基づく画像をズームレンズを介して拡大してスクリーン面上に投影するように、液晶表示装置やデジタルマイクロミラーデバイス等のライトバルブを使用するように構成される。従って、投影装置は、画像を拡大して投影したときに適切な視認性を保証するために、高解像度で大きく明るい投影画像を投影することが望まれており、投影画像の寸法は、ズームレンズのズーム比に依存する。
高輝度の拡大画像を提供するために、投影装置の周知のズームレンズは、複数のレンズ群から構成されるズームレンズを含む、又はズームレンズの拡大側の近くに多数のレンズを配置している。ズーム中に、ズームレンズのレンズグループ同士の間の距離が調整され、且つ画像ソースと複数のレンズグループとの間の距離が増加する。従って、レンズの重量分布は、ズーム中にズームレンズの前方部に集中する。ズームレンズの傾きが発生する可能性があり、特にズームレンズは望遠端に調整されることになり、この傾きは、拡大画像の位置ずれの主な原因の1つである。
背景技術の説明に開示される情報は、記載された技術の背景についての理解を高めるためだけであり、従って、当業者に既に知られている従来技術を形成しないような情報を含み得る。また、背景技術の説明に開示される情報は、本発明の1つ又は複数の実施形態によって解決される1つ又は複数の問題が、当業者によって認識されていたことを意味するものではない。
本発明は、画像を高輝度及び高ズーム比で投影するように構成され、且つ低コストで容易に製造されるズームレンズを対象とする。
本発明の他の目的及び利点は、本発明の開示の技術的特徴から理解することができる。
本発明の他の目的及び利点は、本発明の開示の技術的特徴から理解することができる。
本発明の一実施形態では、前述した目的又は他の目的の少なくとも1つを達成するために、ズームレンズは、第1〜第7レンズ群を含み、それぞれのレンズ群が、負、正、負、正、正、正、及び正の屈折力を有しており、且つ物体側から像面側に順に配置される。第1〜第7レンズ群は、ズームレンズの光軸に沿って配置される。第7レンズ群と像面側との間の距離が固定されている。第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群、第4レンズ群、第5レンズ群、及び第6レンズ群は、光軸に沿って物体側と像面側との間で移動するように構成される。
前述した説明に基づいて、本発明の実施形態は、以下の少なくとも1つの利点を有する。本発明の実施形態では、ズームレンズは、7つのレンズ群で構成され、ズームレンズの重量が、ズームが行われる際に均等分布される。また、ズームレンズは、高いF値、ズーム比を有しており、ズームレンズを使用する投影装置は、高解像度の拡大画像を提供することもできる。ズームレンズの重量バランスが殆ど変化しないことによって、投影装置がズーム中に安定する。
本発明の他の目的、特徴及び利点は、本発明の実施形態により開示される更なる技術的特徴から理解され、本発明を実施するための最適な形態の簡単な説明によって、本発明の好適な実施形態について示され且つ説明される。
本発明の他の目的、特徴及び利点は、本発明の実施形態により開示される更なる技術的特徴から理解され、本発明を実施するための最適な形態の簡単な説明によって、本発明の好適な実施形態について示され且つ説明される。
添付図面は、本発明の更なる理解を提供するために含められており、本明細書に組み込まれ且つ本明細書の一部を構成する。図面は、本発明の実施形態を例示し、詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。
添付図面に例示される実施例である本発明の実施形態について詳細に参照を行う。可能な限り、同じ参照符号が、同じ又は同様の部品を参照するために図面及び詳細な説明において使用される。
添付図面に例示される実施例である本発明の実施形態について詳細に参照を行う。可能な限り、同じ参照符号が、同じ又は同様の部品を参照するために図面及び詳細な説明において使用される。
実施形態の以下の詳細な説明において、本明細書の一部を形成するとともに、本発明を実施する際に特定の実施形態を例示するために示される添付の図面に対して参照を行う。その際に、「上部」、「底部」、「前方」、「後方」等の方向を示す用語は、記載されている図(複数可)の向きに関して使用される。本発明の構成要素は、多数の異なる向きに配置することができる。このように、方向を示す用語は、例示の目的のために使用され、決して限定するものではない。一方、図面は、模式的にのみ示されており、構成要素のサイズは、明確化するために誇張されることがある。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用してもよく、構造の変更がなされ得ることを理解されたい。また、本明細書で使用される用語及び専門用語は、説明のためであり、限定するものとみなすべきではないことを理解されたい。本明細書での「含む」、「備える」又は「有する」及びこれらの活用形の使用は、その後に記載される項目、及びその均等物並びに追加の項目を包含することを意味する。特に限定されない限り、用語「接続される」、「結合される」、及び「取り付けられる」及びこれの活用形は、本明細書中で広く使用され、直接的及び間接的な接続、結合、及び取付けを包含する。同様に、用語「〜に対向する」、「〜に向く」及びこれらの活用形は、本明細書中で広く使用され、直接的及び間接的な対向することを包含し、用語「〜に隣接する」及びこの活用形は、本明細書で広く使用され、直接及び間接的に「隣接する」ことを包含する。従って、本明細書における「A」要素が「B」要素に対向するという記載は、「A」要素が「B」要素に直接的に対向する、又は1つ又は複数の追加の要素が、「A」要素と「B」要素との間に存在するという状況を含み得る。また、本明細書における「A」要素が「B」要素に「隣接する」という記載は、「A」要素が「B」要素に直接的に「隣接する」、又は1つ又は複数の追加の要素が、「A」要素と「B」要素との間に存在するという状況を含み得る。従って、図面及び詳細な説明は、本質的に例示であり、限定ではないとみなされる。
本発明の実施形態では、ズームレンズは、高解像度、高輝度の画像を複数の寸法で表面上に表示するように、ライトバルブからの光をその表面上に投影することができる。換言すれば、本実施形態のズームレンズは、適切な投影レンズである。図1Aを参照すると、本実施形態のズームレンズ100は、負の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2、負の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折力を有する第4レンズ群G4、正の屈折力を有する第5レンズ群G5、正の屈折力を有する第6レンズ群G6、及び正の屈折力を有する第7レンズ群G7を含む。第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3、第4レンズ群G4、第5レンズ群G5、第6レンズ群G6、及び第7レンズ群G7は、ズームレンズ100の光軸S上に配置されるとともに、物体(object)側OBから像面側IMに順に配置される。第7レンズ群G7と像面側IMとの間の距離D像面が、ズームやフォーカスを行う際に固定され、及び第1〜第6レンズ群G1〜G6は、ズームやフォーカスを行う際に、光軸Sに沿って物体側OBと像面側IMとの間を移動するように構成される。
従って、可動式の第1〜第6レンズ群G1〜G6及び固定式の第7レンズ群のG7を有するズームレンズ100は、適切な重量分布を有する。具体的には、本実施形態のズームレンズ100の重心は、ズームやフォーカスを行う際に物体側OBよりも像面側IMに近いので、ズームレンズを投影装置に適切に取り付けることができる。
図1A及び図1Bを参照すると、本実施形態のズームレンズ100は、以下の条件式(1)及び(2)を満たす:
3.62≦H物体/LLw≦47.01・・・・・・(1)、
1.76≦H物体/LLt≦22.99・・・・・・(2)。
条件式(1)及び(2)において、H物体は、物体側OBでのズームレンズ100の像高であり、LLwは、広角端でのズームレンズ100の全長であり、LLtは、望遠端でのズームレンズ100の全長である。従って、ズームレンズ100は、ズームを行う際に傾きが防止され、投影装置に高いズーム比を提供することができる。
図1A及び図1Bを参照すると、本実施形態のズームレンズ100は、以下の条件式(1)及び(2)を満たす:
3.62≦H物体/LLw≦47.01・・・・・・(1)、
1.76≦H物体/LLt≦22.99・・・・・・(2)。
条件式(1)及び(2)において、H物体は、物体側OBでのズームレンズ100の像高であり、LLwは、広角端でのズームレンズ100の全長であり、LLtは、望遠端でのズームレンズ100の全長である。従って、ズームレンズ100は、ズームを行う際に傾きが防止され、投影装置に高いズーム比を提供することができる。
詳細には、本実施形態の像面側IMは、例えば、ズームレンズ100に対向する画像表示面を含むライトバルブ200である。ライトバルブ200には、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD device)、微小電気機械システム(MEMS)、グレーティングライトバルブデバイス(GLV device)、液晶表示装置(LCD)、反射型液晶表示素子(Liquid crystal on silicon、LCOS)等が含まれるが、これらに限定されるものではない。距離D像面は、像面側IMに最も近い第7レンズ群G7のレンズ面とライトバルブ200の画像表示面との間の距離である。また、プリズム300が、カラー画像を組み合わせてマルチカラー画像を生成するためにズームレンズ100とライトバルブ200との間に配置される。プリズム300には、TIRプリズム(全反射プリズム)等が含まれるが、これらに限定されるものではない。
また、本実施形態の物体側OBは、例えば、ズームレンズ100に対向する面を有するスクリーン400であり、距離D物体が、物体側OBに最も近い第1レンズ群G1のレンズ面と、画像が投影されるスクリーン400の面との間の距離である。
また、本実施形態の物体側OBは、例えば、ズームレンズ100に対向する面を有するスクリーン400であり、距離D物体が、物体側OBに最も近い第1レンズ群G1のレンズ面と、画像が投影されるスクリーン400の面との間の距離である。
本実施形態のズームレンズ100は、光軸Sに沿って配置された17枚のレンズを含んでおり、17枚のレンズそれぞれは、球面レンズである。従って、ズームレンズ100の製造コストを低減することができる。また、本実施形態のズームレンズ100のレンズは、ガラスから形成される。従って、ズームレンズ100の製造プロセスには、金型を必要とせず、ズームレンズ100の製造コストをさらに低減することができる。
図1A及び図1Bを参照すると、第1レンズ群G1は、負の屈折力を有する第1レンズL1を含み、第1レンズL1は、物体側OBに突出面S1を向けたメニスカスレンズであり、物体側OBと第1レンズL1の突出面S1との間の距離が、距離D物体である。第1レンズ群G1は、1つのレンズのみを有するので、第1レンズ群G1の総重量が低減され、ズームを行う間に、ズームレンズ100の重量バランスには殆ど変化がない。
図1A及び図1Bを参照すると、第1レンズ群G1は、負の屈折力を有する第1レンズL1を含み、第1レンズL1は、物体側OBに突出面S1を向けたメニスカスレンズであり、物体側OBと第1レンズL1の突出面S1との間の距離が、距離D物体である。第1レンズ群G1は、1つのレンズのみを有するので、第1レンズ群G1の総重量が低減され、ズームを行う間に、ズームレンズ100の重量バランスには殆ど変化がない。
また、ズームレンズ100は、以下の条件式(3)を満たす:
−13<f1/fw<−5・・・・・・(3)。
上記の条件式(3)では、f1は、第1レンズ群G1の焦点距離であり、fwは、広角端でのズームレンズ100の焦点距離である。従って、本実施形態のズームレンズ100の光学収差は、適切に制御される。例えば、f1/fwが上限値(−5)を超える場合には、ズームレンズの非点収差及び色収差が大きくなる。例えば、f1/fwが下限値(−13)未満である場合には、ズームレンズの像面湾曲及び色収差が大きくなる。
−13<f1/fw<−5・・・・・・(3)。
上記の条件式(3)では、f1は、第1レンズ群G1の焦点距離であり、fwは、広角端でのズームレンズ100の焦点距離である。従って、本実施形態のズームレンズ100の光学収差は、適切に制御される。例えば、f1/fwが上限値(−5)を超える場合には、ズームレンズの非点収差及び色収差が大きくなる。例えば、f1/fwが下限値(−13)未満である場合には、ズームレンズの像面湾曲及び色収差が大きくなる。
本実施形態の第2レンズ群G2は、物体側OBから像面側IMに順に配置された正の屈折力を有する第2レンズL2、及び正の屈折力を有する第3レンズL3を含む。第2レンズL2は、両凸レンズであり、第3レンズL3は、物体側OBに突出面S5を向けたメニスカスレンズである。
詳細には、第3レンズL3は、第2レンズL2と一緒に移動し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の距離D2が、フォーカスを行う際に変化する。換言すると、ズームレンズ100により鮮明な画像がスクリーン400上に投影される位置は、距離D2を変えることによってそれに応じて制御可能である。本実施形態では、ズームレンズ100は、以下の条件式(4)を満たす:
49.38≦D物体/D2≦3813.38・・・・・・(4)。
詳細には、第3レンズL3は、第2レンズL2と一緒に移動し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の距離D2が、フォーカスを行う際に変化する。換言すると、ズームレンズ100により鮮明な画像がスクリーン400上に投影される位置は、距離D2を変えることによってそれに応じて制御可能である。本実施形態では、ズームレンズ100は、以下の条件式(4)を満たす:
49.38≦D物体/D2≦3813.38・・・・・・(4)。
上記の条件式(4)では、D物体は、光軸に沿った物体側OBと第1レンズ群G1との間の距離であり、D2は、光軸に沿った第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の距離である。従って、本実施形態のD2は、ズームを行う際に固定されたままであるが、フォーカスを行う際に変化する。本実施形態では、距離D2は、フォーカスを行う間に、3.59ミリメートル(mm)〜27.33mmの間の範囲にある。
また、ズームレンズ100は、以下の条件式(5)を満たす:
1<f2/fw<7・・・・・・(5)。
上記の条件式(5)では、f2は、第2レンズ群G2の焦点距離である。従って、本実施形態のズームレンズ100の光学収差は、適切に制御される。例えば、f2/fwが上限値(7)を超える場合には、ズームレンズの球面収差、歪曲収差、横色収差(lateral chromatic aberration、又は倍率色収差)、及びの軸外色収差(transverse chromatic aberration)が大きくなる。例えば、f2/fwが下限値(1)未満である場合には、ズームレンズの非点収差、像面湾曲、倍率色収差と、軸外色収差が大きくなる。
また、ズームレンズ100は、以下の条件式(5)を満たす:
1<f2/fw<7・・・・・・(5)。
上記の条件式(5)では、f2は、第2レンズ群G2の焦点距離である。従って、本実施形態のズームレンズ100の光学収差は、適切に制御される。例えば、f2/fwが上限値(7)を超える場合には、ズームレンズの球面収差、歪曲収差、横色収差(lateral chromatic aberration、又は倍率色収差)、及びの軸外色収差(transverse chromatic aberration)が大きくなる。例えば、f2/fwが下限値(1)未満である場合には、ズームレンズの非点収差、像面湾曲、倍率色収差と、軸外色収差が大きくなる。
図2Aは、本発明の実施形態の広角端と望遠端との間でズームを行うときの、ズームレンズの第2レンズ群と像面側との間の距離の変動を示す図である。図2Aを参照すると、第2レンズ群G2と像面側IMとの間の距離DL2は、広角端から望遠端へのズームを行う過程で連続的に増加する。換言すれば、光軸Sに沿った像面側IMと第2レンズ群G2との間の距離DL2は、ズームレンズ100から投影される像高の減少中に、増加する。
本実施形態の第3レンズ群G3は、物体側OBから像面側IMに順に配置された負の屈折力を有する第4レンズL4、負の屈折力を有する第5レンズL5、及び負の屈折力を有する第6レンズL6を含む。第4レンズL4は、物体側OBに突出面S7を向けたメニスカスレンズであり、第5レンズL5及び第6レンズL6は、両凹レンズである。
本実施形態の第3レンズ群G3は、物体側OBから像面側IMに順に配置された負の屈折力を有する第4レンズL4、負の屈折力を有する第5レンズL5、及び負の屈折力を有する第6レンズL6を含む。第4レンズL4は、物体側OBに突出面S7を向けたメニスカスレンズであり、第5レンズL5及び第6レンズL6は、両凹レンズである。
本実施形態のズームレンズ100が広角端から望遠端にズームを行っている間に、第3レンズ群G3と像面側IMとの間の最小距離が、ズームを行っている途中で現れる。図2Bは、本発明の実施形態の広角端と望遠端との間でズームを行うときの、ズームレンズの第3レンズ群と像面側との間の距離の変動を示す図である。図2Bを参照すると、光軸Sに沿った像面側IMと第3レンズ群G3との間の距離のDL3が、ズームレンズ100の像高の減少中に、減少し次に増加する。反転位置(turning position)TL3は、第3レンズ群G3が光軸Sに沿って移動するときに、図に示される。詳細には、広角端から望遠端にズームを行うときに、先ず、第3レンズ群G3は、物体側OBから像面側IMの方向に移動する。移動の方向は、反転位置TL3で変更される。次に、第3レンズ群G3は、像面側IMから物体側に移動する。換言すれば、第3レンズ群G3の移動は、ズームレンズ100の像高の減少中に、反転位置TL3を有することになる。
本実施形態の第4レンズ群G4は、物体側OBから像面側IMに順に配置された負の屈折力を有する第7レンズL7、及び正の屈折力を有する第8レンズL8を含み、第7レンズL7は、両凹レンズであり、第8レンズL8は、両凸レンズである。
本実施形態の第4レンズ群G4は、物体側OBから像面側IMに順に配置された負の屈折力を有する第7レンズL7、及び正の屈折力を有する第8レンズL8を含み、第7レンズL7は、両凹レンズであり、第8レンズL8は、両凸レンズである。
図2Cは、本発明の実施形態の広角端と望遠端との間でズームを行うときの、ズームレンズの第4レンズ群と像面側との間の距離の変動を示す図である。図2Cを参照すると、光軸Sに沿った像面側IMと第4レンズ群G4との間の距離のDL4が、ズームレンズ100の像高の減少中に、減少し次に増加する。ズームレンズ100を広角端から望遠端にズームさせる間に、第4レンズ群G4と像面側IMとの間の最小距離が、ズームを行っている途中で現れる。反転位置TL4は、第4レンズ群G4が光軸Sに沿って移動するときに、図に示される。詳細には、広角端から望遠端にズームするときに、先ず、第4レンズ群G4は、物体側OBから像面側IMの方向に移動する。移動の方向は、反転位置TL4で変更される。次に、第4レンズ群G4は、像面側IMから物体側に移動する。換言すれば、第4レンズG4の移動は、ズームレンズ100の像高の減少中に、反転位置TL4を有することになる。
また、本実施形態のズームレンズ100は、以下の条件式(7)を満たす:
h4>h3・・・・・・(7)。
上記条件式(7)では、h3は、第3レンズ群G3がズームレンズ100の像高の減少中にその反転位置TL3にある間の、ズームレンズ100の像高であり、h4は、第4レンズ群G4がズームレンズ100の像高の減少中にその反転位置TL4にある間の、ズームレンズ100の像高である。ズームレンズ100の像高の減少過程は、広角端から望遠端に向けてズームされるズームレンズ100の過程でもあり、図2B及び図2Cを参照すると、広角端から望遠端へのズームを行っている間に、第4レンズ群G4は、第3レンズ群G3よりも早くその反転位置TL4に到達するように移動する。
h4>h3・・・・・・(7)。
上記条件式(7)では、h3は、第3レンズ群G3がズームレンズ100の像高の減少中にその反転位置TL3にある間の、ズームレンズ100の像高であり、h4は、第4レンズ群G4がズームレンズ100の像高の減少中にその反転位置TL4にある間の、ズームレンズ100の像高である。ズームレンズ100の像高の減少過程は、広角端から望遠端に向けてズームされるズームレンズ100の過程でもあり、図2B及び図2Cを参照すると、広角端から望遠端へのズームを行っている間に、第4レンズ群G4は、第3レンズ群G3よりも早くその反転位置TL4に到達するように移動する。
本発明の実施形態の第5レンズ群G5は、物体側OBから像面側IMに順に配置された正の屈折力を有する第9レンズL9、絞りST、正の屈折力を有する第10レンズL10、及び負の屈折力を有する第11レンズL11を含む。具体的には、第9レンズL9は、物体側OBに突出面S17を向けた平凸レンズであり、第10レンズL10は、両凸レンズであり、第11レンズL11は、像面側IMに突出面S22を向けた負メニスカスレンズであり、そして第10レンズL10及び第11レンズL11は、接合ダブレットレンズを形成する。
換言すると、本実施形態のズームレンズ100の絞りSTは、第5レンズ群G5の第9レンズL9、第10レンズL10、及び第11レンズL11と一緒に移動する。光軸Sに沿った第5レンズ群G5と像面側IMとの間の距離DL5が、広角端から望遠端へのズーム中に、増加する。すなわち、ズームレンズ100の距離DL5は、ズームレンズ100の像高の減少中に、増加する。
換言すると、本実施形態のズームレンズ100の絞りSTは、第5レンズ群G5の第9レンズL9、第10レンズL10、及び第11レンズL11と一緒に移動する。光軸Sに沿った第5レンズ群G5と像面側IMとの間の距離DL5が、広角端から望遠端へのズーム中に、増加する。すなわち、ズームレンズ100の距離DL5は、ズームレンズ100の像高の減少中に、増加する。
本実施形態の第6レンズ群G6は、物体側OBから像面側IMに順に配置された負の屈折力を有する第12レンズL12、正の屈折力を有する第13レンズL13、負の屈折力を有する第14レンズL14、正の屈折力を有する第15レンズL15、及び正の屈折力を有する第16レンズL16を含む。具体的には、第12レンズL12及び第14レンズL14は、両凹レンズである。第13レンズL13、第15レンズL15、及び第16レンズL16は、両凸レンズである。第12レンズL12及び第13レンズL13は、接合ダブレットレンズを形成する。また、光軸Sに沿った像面側IMと第6レンズ群G6との間の距離DL6が、ズームレンズ100の像高の減少中に、増加する。
本実施形態の第7レンズ群G7は、正の屈折力を有する第17レンズL17を含む。具体的には、第17レンズL17は、物体側OBに突出面S32を向けたメニスカスレンズである。
本実施形態の第7レンズ群G7は、正の屈折力を有する第17レンズL17を含む。具体的には、第17レンズL17は、物体側OBに突出面S32を向けたメニスカスレンズである。
以下の内容は、ズームレンズ100の実施形態を提供する。しかしながら、本発明は、次の表に記載されている定量的データに限定されるものではない。様々な修正及び変更が本発明の範囲又は精神から逸脱することなく本発明になされ得ることを当業者は知っておくべきである。
図1A、図1B及び表1を参照すると、表1は、ズームレンズ100の第1レンズL1〜第17レンズL17の面を記載する。特に、面S1は、物体側OBに向いた第1レンズL1の面であり、面S2は、像面側OBに向いた第1レンズL1の面であり、面S19は、開口絞りSTが配置される面であり、面S36は、物体側OBに向いたライトバルブ200の画像表示面であり、残りは、類推により推定することができる。また、表1に記載される「間隔」は、光軸S上の2つの隣接する面同士の間の直線距離を意味する。特に、表1内の面S1に対応する間隔は、光軸S上の面S1と面S2との間の直線距離を意味し、表1内の面S2に対応する間隔は、光軸S上の面S2と面S3との間の直線距離を意味し、残りは、類推によって推定することができる。距離D2、D6、D12、D16、D22、及びD31は、それぞれ、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の距離、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の距離、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4と間の距離、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間の距離、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6との間の距離、及び第6レンズ群G6と第7レンズ群G7との間の距離である。そして、D2、D6、D12、D16、D22、及びD31は、可変である。また、表1に無限大(∞)で記載されるような「曲率半径」は、対応する面が平面であることを意味する。
また、ズームレンズ100が広角端にある間、距離D6、D12、D16、D22、及びD31は、それぞれ、約1mm、16.38mm、23.84mm、1.17mm、及び1mmである。ズームレンズ100が望遠端にある間、距離D6、D12、D16、D22、及びD31は、それぞれ、約13.05mm、4.37mm、2.55mm、12.57mm、及び18.41mmである。
詳細には、距離D6、D12、D16、D22、及びD31は、それぞれ、第3レンズ群G3が反転位置にある間に、約13.33mm、10.13mm、7.58mm、5.57mm、及び10.79mmである。距離D6、D12、D16、D22、及びD31は、それぞれ、第4レンズ群G4が反転位置TL4にある間に、約9.02mm、13.78mm、13.47mm、2.91mm、及び5.64ミリメートルである。
詳細には、距離D6、D12、D16、D22、及びD31は、それぞれ、第3レンズ群G3が反転位置にある間に、約13.33mm、10.13mm、7.58mm、5.57mm、及び10.79mmである。距離D6、D12、D16、D22、及びD31は、それぞれ、第4レンズ群G4が反転位置TL4にある間に、約9.02mm、13.78mm、13.47mm、2.91mm、及び5.64ミリメートルである。
図3A及び図3Bは、本発明の実施形態での広角端及び望遠端それぞれにおけるズームレンズのMTFチャートである。図4は、本発明の実施形態での広角端及び望遠端それぞれにおけるズームレンズの縦収差を示す図である。図5は、本発明の実施形態での広角端及び望遠端それぞれにおけるズームレンズの像面湾曲を示す図である。図6は、本発明の実施形態での広角端及び望遠端それぞれにおけるズームレンズの歪曲収差を示す図である。図7は、本発明の実施形態での広角端及び望遠端それぞれにおけるズームレンズの横収差(ray fan plot)を示す図である。図4A〜図7Bに示されるグラフは全て、標準的な範囲内であり、それによって本実施形態のズームレンズ100が、良好な光学品質を実際に提供できることを実証する。また、本実施形態のズームレンズのF値は、例えば、1.7であり、ズームレンズの画像解像度は、100lp/mmにまで達することができる。
要約すると、本発明の実施形態は、以下の少なくとも1つの利点を有する。本発明の実施形態では、ズームレンズは、第1〜第7レンズ群によって形成され、像面側に最も近い第7レンズ群は、フォーカスやズームを行う際に固定されたままであり、第1レンズ群は、単一のレンズによって形成される。従って、ズーム中に、ズームレンズの重量バランスには殆ど変化がなく、ズームレンズ100は、投影装置に取り付けられる間に、傾くのを防止することができる。本発明の実施形態では、ズームレンズは、約2倍のズーム比を提供し、このズームレンズから投影された画像は、高輝度及び高解像度となる。
本発明の好ましい実施形態の前述した説明は、例示及び説明のために提示したものである。その説明は包括的なものあることを意図しておらず、又は本発明を開示された正確な形態又は例示的な実施形態に限定することを意図するものではない。従って、前述した説明は、限定的なものではなく、例示としてみなすべきである。明らかに、多くの修正及び変形が当業者には明らかであろう。実施形態は、本発明の原理及びその最良の形態の実用的なアプリケーションを最も良く説明するために選択され且つ説明したものなので、当業者が、特定の用途や企図される実装態様に適した様々な実施形態の本発明及び種々の変更を含む本発明を理解するのを可能にする。本発明の範囲は、特に断らない限り、本明細書に添付された特許請求の範囲、及び全ての用語がそれら用語の最も広い合理的な意味を有するその均等物によって規定されることが意図される。従って、用語「発明」、「本発明」等は、必ずしも請求の範囲を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の特に好ましい例示的な実施形態への参照は、本発明への限定を意味するものではなく、及びこのような制限を推論すべきではない。本発明は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲によってのみ制限される。開示される要約は、検索者がこの開示から生じる特許の技術的開示の主題を直ぐに確認することを可能にするように、要約を要求する規則に準拠するために提供される。この要約書は、特許請求の範囲又は意味を解釈又は限定するために使用されないという理解の下で提出される。記載された利点及び利益は、本発明の全ての実施形態に適用されない場合がある。なお、変形形態は、以下の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって説明される実施形態になされ得ることを理解すべきである。また、本開示における要素又は部品は、この要素及び部品が以下の特許請求の範囲に明示的に記載されているか否かに関係なく、公にされていることを意図するものではない。さらに、これらの請求項は、名詞又は要素に続く「第1」、「第2」等を使用することを言及することができる。このような用語は、命名法として理解するべきであり、特定の符号が与えられていない限り、このような命名法によって変更された要素の数に制限を与えるものと解釈すべきではない。
Claims (18)
- ズームレンズであって、
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、
負の屈折力を有する第3レンズ群と、
正の屈折力を有する第4レンズ群と、
正の屈折力を有する第5レンズ群と、
正の屈折力を有する第6レンズ群と、
正の屈折力を有する第7レンズ群と、のみにより構成され、
第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群、第4レンズ群、第5レンズ群、第6レンズ群、及び第7レンズ群は、物体側から像面側に順に配置され、且つ前記ズームレンズの光軸に沿って配置されており、
第7レンズ群と前記像面側との間の距離が固定され、
第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群、第4レンズ群、第5レンズ群、及び第6レンズ群は、前記光軸に沿って前記物体側と前記像面側との間で移動するように構成され、
ズームを行うに際して、第1レンズ群と第2レンズ群との距離は変化せず、第2レンズ群から第6レンズ群までの隣接するレンズ群同士の距離は変化し、フォーカスを行うに際して、第1レンズ群と第2レンズ群との距離が変化し、第2レンズ群から第6レンズ群までの隣接するレンズ群同士の距離は変化しない、
ズームレンズ。 - 第1レンズ群は、負の屈折力を有する一つの第1レンズのみにより構成され、
第2レンズ群は、前記物体側から前記像面側に順に配置された正の屈折力を有する第2レンズ、及び正の屈折力を有する第3レンズのみにより構成され、
第3レンズ群は、前記物体側から前記像面側に順に配置された負の屈折力を有する第4レンズ、負の屈折力を有する第5レンズ、及び負の屈折力を有する第6レンズのみにより構成され、
第4レンズ群は、前記物体側から前記像面側に順に配置された負の屈折力を有する第7レンズ、及び正の屈折力を有する第8レンズのみにより構成され、
第5レンズ群は、前記物体側から前記像面側に順に配置された正の屈折力を有する第9レンズ、絞り、正の屈折力を有する第10レンズ、及び負の屈折力を有する第11レンズのみにより構成され、
第6レンズ群は、前記物体側から前記像面側に順に配置された負の屈折力を有する第12レンズ、正の屈折力を有する第13レンズ、負の屈折力を有する第14レンズ、正の屈折力を有する第15レンズ、及び正の屈折力を有する第16レンズをのみにより構成され、
第7レンズ群は、正の屈折力を有する第17レンズをのみにより構成される、
請求項1に記載のズームレンズ。 - 第1レンズは、前記物体側に突出面を向けたメニスカスレンズである、
請求項2に記載のズームレンズ。 - 第2レンズは、両凸レンズであり、第3レンズは、前記物体側に突出面を向けたメニスカスレンズである、
請求項2に記載のズームレンズ。 - 第4レンズは、前記物体側に突出面を向けたメニスカスレンズであり、第5レンズ及び第6レンズは、両凹レンズである、
請求項2に記載のズームレンズ。 - 第7レンズは、両凹レンズであり、第8レンズは、両凸レンズである、
請求項2に記載のズームレンズ。 - 第9レンズは、前記物体側に突出面を向けた平凸レンズであり、第10レンズは、両凸レンズであり、第11レンズは、前記像面側に突出面を向けた負メニスカスレンズであり、第10レンズ及び第11レンズは、接合ダブレットレンズを形成する、
請求項2に記載のズームレンズ。 - 第12レンズ及び第14レンズは、両凹レンズであり、第13レンズ、第15レンズ、及び第16レンズは、両凸レンズであり、第12レンズ及び第13レンズは、接合ダブレットレンズを形成する、
請求項2に記載のズームレンズ。 - 第17レンズは、前記物体側に突出面を向けたメニスカスレンズである、
請求項2に記載のズームレンズ。 - 第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、第5レンズ、第6レンズ、第7レンズ、第8レンズ、第9レンズ、第10レンズ、第11レンズ、第12レンズ、第13レンズ、第14レンズ、第15レンズ、第16レンズ、及び第17レンズは、球面レンズである、
請求項2に記載のズームレンズ。 - D物体が、前記光軸に沿った前記物体側と第1レンズ群との間の距離であり、D2が、前記光軸に沿った第1レンズ群と第2レンズ群との間の距離であり、以下の条件式を満たす:
49.38≦D物体/D2≦3813.38
請求項1に記載のズームレンズ。 - H物体が、前記物体側での前記ズームレンズの像高であり、
LLwが、広角端での前記ズームレンズの全長であり、以下の条件式を満たす:
3.62≦H物体/LLw≦47.01
LLtが、望遠端での前記ズームレンズの全長であり、以下の条件式を満たす:
1.76≦H物体/LLt≦22.99
請求項1に記載のズームレンズ。 - DL2が、前記光軸に沿った前記像面側と第2レンズ群との間の距離であり、DL5が、前記光軸に沿った前記像面側と第5レンズ群との間の距離であり、DL6が、前記光軸に沿った前記像面側と第6レンズ群との間の距離であり、DL2、DL5、及びDL6は、前記ズームレンズの像高が減少する間に、増加する、
請求項1に記載のズームレンズ。 - D2は、前記光軸に沿った第1レンズ群と第2レンズ群との間の距離であり、D2は、ズームレンズの像高が変化する間に、固定される、
請求項13に記載のズームレンズ。 - DL3が、前記光軸に沿った前記像面側と第3レンズ群との間の距離であり、DL4が、前記光軸に沿った前記像面側と第4レンズ群との間の距離であり、DL3及びDL4は、前記ズームレンズの像高の減少中に、減少し次に増加する、
請求項1に記載のズームレンズ。 - h3は、第3レンズ群が前記ズームレンズの像高の減少中に反転位置にある間の、ズームレンズの像高であり、h4は、第4レンズ群が前記ズームレンズの像高の減少中に反転位置にある間の、前記ズームレンズの像高であり、以下の条件式を満たす:
h4>h3
請求項15に記載のズームレンズ。 - f1が、第1レンズ群の焦点距離であり、fwが、広角端での前記ズームレンズの焦点距離であり、以下の条件式を満たす:
−13<f1/fw<−5
請求項1に記載のズームレンズ。 - f2が、第2レンズ群の焦点距離であり、fwが、広角端での前記ズームレンズの焦点距離であり、以下の条件式を満たす:
1<f2/fw<7
請求項1に記載のズームレンズ。
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