(57)【要約】【課題】  体積が縮小され、光学システムの構造を簡易化できるズームレンズであって、レンズセットの数が少なく、且つ緊密な構造を有し、長い後側焦点距離を備え収差の修正を容易に達成することができ、高い画像解析度を有するとともに、低コストのズームレンズを提供する。【解決手段】  物体側から像面側に向かって、負の屈折度を有する第１レンズセット１と、正の屈折度を有する第２レンズセット２及び絞りとを順に設けてなり、第１レンズセット１を物体側に近接した位置に設け、第１レンズセット１と物体側との間に第１可変距離を形成し、かつ第２レンズセット２と第１レンズセット１との間に第２可変距離を形成し、ズームレンズが望遠端から広角端に変化すると、第２レンズセット２が物体側から像面側に移動して、第１レンズセット１と第２レンズセット２との間の第２可変距離が短くなるように構成する。【選択図】  図１
2007052437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像面側に向かって、負の屈折度を有する第１レンズセットと、正の屈折度を有する第２レンズセット及び絞りとを順に設けてなるズームレンズであって、
前記第１レンズセットを物体側に近接した位置に設け、前記第１レンズセットと物体側との間に第１可変距離を形成し、かつ前記第２レンズセットと前記第１レンズセットとの間に第２可変距離を形成し、
ズームレンズが望遠端から広角端に変化すると、前記第２レンズセットが物体側から像面側に移動して、前記第１レンズセットと前記第２レンズセットとの間の第２可変距離が短くなるように構成することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記ズームレンズが、前記第１レンズセットが望遠端から広角端にズームすると、前記第１レンズセットが物体側から像面側に移動して、前記第１レンズセットと物体側との間の距離が大きくなるように構成することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記ズームレンズが、前記第１レンズセットが望遠端から広角端にズームすると、前記第２レンズセットが前記第１レンズセットと同等の速度で、軸線に沿って像面側に移動するように構成することを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記ズームレンズが、次に掲げる関係式を満たし、かつ、前記関係式におけるｆ１が、前記第１レンズセットの焦点距離を表し、ｆ２が第２レンズセットの焦点距離を表すことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
＜式１＞
【数１】
2007052437.tif 000024
【請求項５】
前記第１レンズセットが、次に掲げる関係式を満たし、かつ前記関係式におけるｆ１が前記第１レンズセットの焦点距離を表し、ｆａは前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の焦点距離を表すことを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。
＜式２＞
【数２】
2007052437.tif 000025
【請求項６】
前記第２レンズセットが次に掲げる関係式を満たし、かつ前記関係式におけるｆ２は第２レンズセットの焦点距離を表し、ｆａが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の焦点距離を表すことを特徴とする請求項５に記載のズームレンズ。
＜式３＞
【数３】
2007052437.tif 000026
【請求項７】
前記ズームレンズが次に掲げる関係式を満たし、かつ前記関係式におけるｆａが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の焦点距離であって、ｂｆが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の後側焦点距離であることを特徴とする請求項６に記載のズームレンズ。
＜式４＞
【数４】
2007052437.tif 000027
【請求項８】
前記ズームレンズが次に掲げる関係式を満たし、かつ前記関係式におけるｔｔが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の光学的全長であり、ｆａが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の焦点距離であることを特徴とする請求項７に記載のズームレンズ。
＜式５＞
【数５】
2007052437.tif 000028
【請求項９】
前記ズームレンズが次に掲げる関係式を満たし、かつ前記関係式におけるｔｔが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の光学的全長であり、ｂｆが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の後側焦点距離であることを特徴とする請求項８に記載のズームレンズ。
＜式６＞
【数６】
2007052437.tif 000029
【請求項１０】
前記ズームレンズが次に掲げる関係式を満たし、かつ前記関係式におけるｅｘが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の射出瞳距離を表し、ｂｆが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の後側焦点距離を表すことを特徴とする請求項９に記載のズームレンズ。
＜式７＞
【数７】
2007052437.tif 000030
【請求項１１】
前記ズームレンズが次に掲げる関係式を満たし、かつ前記関係式におけるｌｔは前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の前記第１レンズセットの光軸方向の全長を表し、ｔｔは前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の全長を表すことを特徴とする請求項１０に記載のズームレンズ。
＜式８＞
【数８】
2007052437.tif 000031
【請求項１２】
前記第２レンズセットに絞りを設けることを特徴とする請求項１１に記載のズームレンズ。
【請求項１３】
前記第１レンズセットが、物体側に凸出したレンズ表面と、平坦なレンズ表面とを備える第１レンズを含むことを特徴とする請求項１２に記載のズームレンズ。
【請求項１４】
前記第１レンズセットが、物体側に凸出したレンズ表面と物体側に凹入したレンズ表面とを備える第２レンズを含むことを特徴とする請求項１３に記載のズームレンズ。
【請求項１５】
前記第１レンズセットが、両面ともに凹入した第３レンズを含むことを特徴とする請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項１６】
前記第１レンズセットが、物体側に凸出したレンズ表面と、略平坦に近いレンズ表面とを備える第４レンズを含むことを特徴とする請求項１５に記載のズームレンズ。
【請求項１７】
前記第２レンズセットが、物体側に凸出したレンズ表面と、像面側に凸出したレンズ表面とを備える第５レンズを含むことを特徴とする請求項１６に記載のズームレンズ。
【請求項１８】
前記第２レンズセットが、物体側に凸出したレンズ表面と、物体側にやや凹入したレンズ表面とを備える第６レンズを含むことを特徴とする請求項１７に記載のズームレンズ。
【請求項１９】
前記第２レンズセットが、両面とも凹入した第７レンズを含むことを特徴とする請求項１８に記載のズームレンズ。
【請求項２０】
前記第２レンズセットが、両面とも凸出した第８レンズを含むことを特徴とする請求項１９に記載のズームレンズ。
【請求項２１】
前記第２レンズセットが、第９レンズと第１０レンズとを含み、かつ前記第９レンズと第１０レンズとが接合形成した複合レンズを形成することを特徴とする請求項２０に記載のズームレンズ。
【請求項２２】
前記第１レンズセットの第１レンズから第４レンズに、少なくとも一つ以上の非球面を含むことを特徴とする請求項２１に記載のズームレンズ。
【請求項２３】
前記第２レンズセットの第５レンズから第１０レンズに、少なくとも一つ以上の非球面を含むことを特徴とする請求項２２に記載のズームレンズ。
【請求項２４】
前記第１レンズセットと第２レンズセットとを構成するそれぞれのレンズに、ガラス材を加工してなる球面レンズと、プラスチック材を射出成型してなる非球面レンズとを含むことを特徴とする請求項２３に記載のズームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はズームレンズに関し、特に光学投影システムに用いられ、小型化され、かつ高い解析度を有するズームレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像のキャプチャ、もしくは投影システムにおいて核心となる部材に光学レンズが挙げられる。光学レンズは、高いズーム倍率と解像度が要求される。通常、高倍率ズームレンズは、多群レンズセット、複数枚のレンズによってなり、ズームレンズの全長を長くする形式を採用し、かつ特殊低分散、及び非球面レンズによって解像度に対する要求を満たす。
【０００３】
従来のズームレンズは、撮影において画像のキャプチャを用途として設計される。よって、後側焦点距離は通常長くないが、一般の撮影における画像キャプチャの要求は満足させることができる。但し、光学投影システムにおいて従来のズームレンズは一般に十分な後側焦点距離を備えていない。よって、光学投影システムには適さない。液晶プロジェクタを例に挙げれば液晶プロジェクタの液晶投影盤が必要とする解析度はますます高くなっている。よって、投影用ズームレンズの画像解析度に対する要求も厳格になっている。同時にシステムにおいて分光するため投影用のレンズは長い後側焦点距離を必要とする。
【０００４】
上述する状況に鑑み業界においては光学投影システム用に設計された投影用ズームレンズが開発されるようになってきた。例えば、台湾特許公告第４４２６６５号、第３３０２４５号などにはいずれも投影用のズームレンズが開示される。
【０００５】
投影用のズームレンズについて予期するズーム倍率と画像の解析度を得てズーム範囲全体において好ましい光学特性を達成するためにはそれぞれのレンズセットにおいて適宜な設定でレンズを構成しなければならない。仮にレンズセットの屈折度を高めるのであれば、ズームする場合、それぞれのレンズセットの移動量は短くなる。このため、ズームレンズ全体の長さを縮小することができる。但し、それぞれのレンズセットの屈折度を高めると、収差の波動に従ってズームのストロークが次第に大きくなり、好ましい修正を行うことが難しくなるという問題が発生する。従ってズームレンズを含む投影レンズにとっていかにして高い光学的特性を保ち、且つ光学システムの構成を簡易化して縮小化を達成するかがレンズ設計の領域において難しい課題となっている。
【０００６】
プロジェクタはカメラ、ビデオカメラなどの装置と同様に日常生活において広く使用されている。特にこの数年に至り体積が縮小された画像表示設備と連結して用いられるようになった。例えばノートブックタイプ、デスクトップタイプなどのコンピュータ、ＤＶＤ再生装置などを利用してより操作が簡易で便利なものとなるよう設計されるようになってきた。但し、更なる改良を加え、体積が縮小化され、好ましい品質を備え、低価格の投影用ズームレンズを開発することは将来に渡るマーケットのニーズであり、斯業の技術者にとって大きな課題である。
【特許文献１】台湾特許公告第４４２６６５号公報
【特許文献２】台湾特許公告第３３０２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、体積が縮小され、光学システムの構造を簡易化できるズームレンズであって、レンズセットの数が少なく、且つ緊密な構造を有し、長い後側焦点距離を備え収差の修正を容易に達成することができ、高い画像解析度を有するとともに、低コストのズームレンズを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明者は従来の技術に見られる欠点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、物体側から像面側に向かって、負の屈折度を有する第１レンズセットと、正の屈折度を有する第２レンズセット及び絞りとを順に設けてなるズームレンズであって、前記第１レンズセットを物体側に近接した位置に設け、前記第１レンズセットと物体側との間に第１可変距離を形成し、かつ前記第２レンズセットと前記第１レンズセットとの間に第２可変距離を形成し、ズームレンズが望遠端から広角端に変化すると、前記第２レンズセットが物体側から像面側に移動して、前記第１レンズセットと前記第２レンズセットとの間の第２可変距離が短くなるように構成してなるズームレンズの構造によって課題を解決できる点に着眼し、かかる知見に基づいて本発明を完成させた。
【０００９】
以下、この発明について具体的に説明する。
請求項１に記載するズームレンズは、物体側から像面側に向かって、負の屈折度を有する第１レンズセットと、正の屈折度を有する第２レンズセット及び絞りとを順に設けてなるズームレンズであって、前記第１レンズセットを物体側に近接した位置に設け、前記第１レンズセットと物体側との間に第１可変距離を形成し、かつ前記第２レンズセットと前記第１レンズセットとの間に第２可変距離を形成し、ズームレンズが望遠端から広角端に変化すると、前記第２レンズセットが物体側から像面側に移動して、前記第１レンズセットと前記第２レンズセットとの間の第２可変距離が短くなるように構成する。
【００１０】
請求項２に記載するズームレンズは、請求項１におけるズームレンズが、前記第１レンズセットが望遠端から広角端にズームすると、前記第１レンズセットが物体側から像面側に移動して、前記第１レンズセットと物体側との間の距離が大きくなるように構成する。
【００１１】
請求項３に記載するズームレンズは、請求項２におけるズームレンズが、前記第１レンズセットが望遠端から広角端にズームすると、前記第２レンズセットが前記第１レンズセットと同等の速度で、軸線に沿って像面側に移動するように構成する。
【００１２】
請求項４に記載するズームレンズは、請求項１におけるズームレンズが、次に掲げる関係式を満たし、かつ、前記関係式におけるｆ１が、前記第１レンズセットの焦点距離を表し、ｆ２が第２レンズセットの焦点距離を表す。
＜式１＞
【数１】
2007052437.tif 000003
【００１３】
請求項５に記載するズームレンズは、請求項４における第１レンズセットが、次に掲げる関係式を満たし、かつ前記関係式におけるｆ１が前記第１レンズセットの焦点距離を表し、ｆａは前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の焦点距離を表す。
＜式２＞
【数２】
2007052437.tif 000004
【００１４】
請求項６に記載するズームレンズは、請求項５における第２レンズセットが次に掲げる関係式を満たし、かつ前記関係式におけるｆ２は第２レンズセットの焦点距離を表し、ｆａが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の焦点距離を表す。
＜式３＞
【数３】
2007052437.tif 000005
【００１５】
請求項７に記載するズームレンズは、請求項６におけるズームレンズが次に掲げる関係式を満たし、かつ前記関係式におけるｆａが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の焦点距離であって、ｂｆが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の後側焦点距離である。
＜式４＞
【数４】
2007052437.tif 000006
【００１６】
請求項８に記載するズームレンズは、請求項７におけるズームレンズが次に掲げる関係式を満たし、かつ前記関係式におけるｔｔが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の光学的全長であり、ｆａが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の焦点距離である。
＜式５＞
【数５】
2007052437.tif 000007
【００１７】
請求項９に記載するズームレンズは、請求項８におけるズームレンズが次に掲げる関係式を満たし、かつ前記関係式におけるｔｔが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の光学的全長であり、ｂｆが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の後側焦点距離である。
＜式６＞
【数６】
2007052437.tif 000008
【００１８】
請求項１０に記載するズームレンズは、請求項９におけるズームレンズが次に掲げる関係式を満たし、かつ前記関係式におけるｅｘが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の射出瞳距離を表し、ｂｆが前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の後側焦点距離を表す。
＜式７＞
【数７】
2007052437.tif 000009
【００１９】
請求項１１に記載するズームレンズは、請求項１０におけるズームレンズが次に掲げる関係式を満たし、かつ前記関係式におけるｌｔは前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の前記第１レンズセットの光軸方向の全長を表し、ｔｔは前記ズームレンズ全体を広角端にした場合の全長を表す。
＜式８＞
【数８】
2007052437.tif 000010
【００２０】
請求項１２に記載するズームレンズは、請求項１１における第２レンズセットに絞りを設ける。
【００２１】
請求項１３に記載するズームレンズは、請求項１２における第１レンズセットが、物体側に凸出したレンズ表面と、平坦なレンズ表面とを備える第１レンズを含む。
【００２２】
請求項１４に記載するズームレンズは、請求項１３における第１レンズセットが、物体側に凸出したレンズ表面と物体側に凹入したレンズ表面とを備える第２レンズを含む。
【００２３】
請求項１５に記載するズームレンズは、請求項１４における第１レンズセットが、両面ともに凹入した第３レンズを含む。
【００２４】
請求項１６に記載するズームレンズは、請求項１５における第１レンズセットが、物体側に凸出したレンズ表面と、略平坦に近いレンズ表面とを備える第４レンズを含む。
【００２５】
請求項１７に記載するズームレンズは、請求項１６における第２レンズセットが、物体側に凸出したレンズ表面と、像面側に凸出したレンズ表面とを備える第５レンズを含む。
【００２６】
請求項１８に記載するズームレンズは、請求項１７における第２レンズセットが、物体側に凸出したレンズ表面と、物体側にやや凹入したレンズ表面とを備える第６レンズを含む。
【００２７】
請求項１９に記載するズームレンズは、請求項１８における第２レンズセットが、両面とも凹入した第７レンズを含む。
【００２８】
請求項２０に記載するズームレンズは、請求項１９における第２レンズセットが、両面とも凸出した第８レンズを含む。
【００２９】
請求項２１に記載するズームレンズは、  請求項２０における第２レンズセットが、第９レンズと第１０レンズとを含み、かつ前記第９レンズと第１０レンズとが接合形成した複合レンズを形成する。
【００３０】
請求項２２に記載するズームレンズは、請求項２１における第１レンズセットの第１レンズから第４レンズに、少なくとも一つ以上の非球面を含む。
【００３１】
請求項２３に記載するズームレンズは、請求項２２における第２レンズセットの第５レンズから第１０レンズに、少なくとも一つ以上の非球面を含む。
【００３２】
請求項２４に記載するズームレンズは、請求項２３における第１レンズセットと第２レンズセットとを構成するそれぞれのレンズに、ガラス材を加工してなる球面レンズと、プラスチック材を射出成型してなる非球面レンズとを含む。
【発明の効果】
【００３３】
この発明によるズームレンズは、長い後側焦点距離を備え収差の修正を容易に達成し、高い画像解析度を提供できるという利点を有するとともに、レンズセットの数が少なく、光学システムの構造を簡易化することによって、緊密な構造を有し、かつ体積が縮小されるため、デジタルマイクロミラー素子を応用した装置を含む各種光学システムに係る装置などに幅広く応用でき、これら装置などの体積を縮小するとともに、その光学的性能を高めることができ、さらには製造コストを低減させることができるという利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
この発明によるズームレンズは、投影設備に適した光学投影レンズであるが、この発明によるズームレンズは実質的に画像をキャプチャする光学レンズとして画像をキャプチャする設備に用いることもできる。その構造は、
物体側から像面側に向かって、負の屈折度を有する第１レンズセットと、正の屈折度を有する第２レンズセット及び絞りとを順に設けてなり、前記第１レンズセットを物体側に近接した位置に設け、前記第１レンズセットと物体側との間に第１可変距離を形成し、かつ前記第２レンズセットと前記第１レンズセットとの間に第２可変距離を形成し、ズームレンズが望遠端から広角端に変化すると、前記第２レンズセットが物体側から像面側に移動して、前記第１レンズセットと前記第２レンズセットとの間の第２可変距離が短くなるように構成する。
係るズームレンズの構造と特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照にして以下に説明する。
【実施例】
【００３５】
図１は、この発明によるズームレンズに係る第１の実施形態であって、図２は、第２の実施形態を開示する。図１、図２のいずれも光学設備の前端に設けられ、広角の状態にあるズームレンズの光学的構造を表す。第１、第２の実施例においてこの発明のズームレンズは二つのレンズセットによって構成される。即ち、物体側（即ち拡大する側、ｅｎｌａｒｇｅｍｅｎｔ  ｓｉｄｅである）から像面側（即ち縮小する側、ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｓｉｄｅである）に向かって順に設けられる第１レンズセット１と第２レンズセット２とを含む。第１レンズセット１は負の屈折度を有し、第２レンズセットは正の屈折度を有する。第１レンズセット１と物体（投影システムにおいてはスクリーン側を指す）との間に第１可変距離を形成し、第２レンズセット２と第１レンズセット１との間に第２可変距離を形成する。別途、第２レンズセット２の像面側にガラス板を設ける。
【００３６】
この発明の第１の実施形態は図１に開示するように、第１レンズセット１が第１レンズ１１と、第２レンズ１２と、第２レンズ１３と、第４レンズ１４とを含む。第１レンズ１１は正レンズであって、物体側に凸出したレンズ表面Ｒ１と、平坦なレンズ表面Ｒ２とを備える。第２レンズ１２は負レンズであって、物体側に凸出したレンズ表面Ｒ３と物体側に凹入したレンズ表面Ｒ４とを備える。第３レンズ１３は両面ともに凹入したレンズであって、レンズ表面Ｒ５、Ｒ６を備える。第４レンズ１４は正レンズであって、物体側に凸出したレンズ表面Ｒ７と、略平坦に近いレンズ表面Ｒ８とを備える。また、第１レンズセット１は第１レンズ１１から第４レンズ１４に至る中に少なくとも１以上の非球面を含む。
【００３７】
第２レンズセット２は第５レンズ２１と、第６レンズ２２と、第７レンズ２３と、第８レンズ２４と、第９レンズ２５と、第１０レンズ２６とを含む。第５レンズ２１は正レンズであって、物体側に凸出したレンズ表面Ｒ９と、像面側に凸出したレンズ表面Ｒ１０とを備える。第６レンズ２２は正レンズであって、物体側に凸出したレンズ表面Ｒ１１と、物体側にやや凹入したレンズ表面Ｒ１２とを備える。第７レンズ２３は両面ともに凹入したレンズであって、レンズ表面Ｒ１３、Ｒ１４とを備える。第８レンズ２４は両面とも凸出したレンズであって、レンズ表面Ｒ１５、Ｒ１６とを備える。また、第９レンズ２５は第１０レンズ２６と接合して形成した複合レンズであって、略平坦に近いレンズ表面Ｒ１７、接合レンズ表面Ｒ１８、及び像面側に凸出したレンズ表面Ｒ１９とを備える。第２レンズセット２の第５レンズ２１から第１０レンズ２６に至る中に少なくとも１以上の非球面を含む。
【００３８】
この発明のズームレンズは、更に絞り（図示しない）を含む。絞りは第２レンズセット２に設ける。
【００３９】
図２に基づいて、この発明の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態と第２の実施形態とは後述するように、それぞれのレンズ面の数値が異なる。第２の実施形態における第１レンズセット３は、第１レンズ３１と、第２レンズ３２と、第３レンズ３３と、第４レンズ３４とを含む。第２レンズセット４は第５レンズ４１と、第６レンズ４２と、第７レンズ４３と、第８レンズ４４と、第９レンズ４５と、第１０レンズ４６とを含む。また、第２レンズセット４の一方の側にはガラス板５を設ける。
【００４０】
図１、図２に開示する第１、第２の実施形態によるズームレンズは、光学投影システムにおいてズームレンズが望遠端（ｔｅｌｅｐｈｏｔｏ  ｅｎｄ）から広角端（ｗｉｄｅ−ａｎｇｌｅ  ｅｎｄ）に向かってズームする場合、第１レンズセット１が拡大側（スクリーン側）から縮小側（像面側）に向かって移動し、同時に第２レンズセット２が同等の速度で像面側に移動し、第１レンズセット１と、スクリーン間の第１可変距離が長くなる。また、第２レンズセット２と、第１レンズセット１との間の第２可変距離が短くなる。
【００４１】
この発明によるズームレンズを構成するそれぞれのレンズは、ガラス材を加工してなる球面と、プラスチック材を射出成型してなる非球面レンズとを含み、温度の変化による影響に対して両レンズセットの間のピッチ、もしくはバックライトを利用して補償を行う。よって、温度の変化によって画像の品質が低下するといった状況の発生を減少させることができる。
【００４２】
デジタルマイクロミラー素子（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）の画像をスクリーンに投射する光学投影システムは、光源の干渉を避けるために、十分な距離のバックライトを必要とする。また、かかる光学投影システムは、構造が緊密で装置全体が小型であり、かつ要求される修正を達成して各種収差（例えば、横方向の色収差など）を校正しなければならない。  よって、レンズが望遠端から広角端に向かってズームする場合、第１レンズセットと第２レンズセットとの間の距離が減少して、次に掲げる式１の条件を満たすことができるようになる。
＜式１＞
【数９】
2007052437.tif 000011
【００４３】
式１におけるｆ１は第１レンズセットの焦点距離を表し、ｆ２は第２レンズセットの焦点距離を表す。
【００４４】
前記ズームレンズの第１レンズセットは、次に掲げる関係式２の条件を満たす。
＜式２＞
【数１０】
2007052437.tif 000012
【００４５】
式２におけるｆ１は第１レンズセットの焦点距離を表し、ｆａはズームレンズ全体を広角端にした場合の焦点距離を表す。
【００４６】
レンズの設計値が式１と式２の下限を超えた場合、第２レンズセット２に発生する像面湾曲及びその他収差が過大となり、第１レンズセット１によって修正することが難しくなる。また、レンズの設定値が式１、式２の上限を超えた場合、第１レンズセットの移動の幅が長くなりすぎ、ズームレンズの全長も長くなりすぎる。
【００４７】
この発明によるズームレンズの第２レンズセットは、次に掲げる関係式３の条件を満たす。
＜式３＞
【数１１】
2007052437.tif 000013
【００４８】
式３におけるｆ２は第２レンズセットの焦点距離を表し、ｆａはズームレンズ全体を広角端にした場合の焦点距離を表す。
【００４９】
レンズの設計値が式３の下限を超えた場合、第１レンズセットの移動の幅が長くなりすぎ、ズームレンズの全長も長くなりすぎる。レンズの設計値が式３の上限を超えた場合、第２レンズセット２に横方向の過度の色収差が発生し、修正することが難しくなる。
【００５０】
この発明によるズームレンズは次の関係式４、５、６の条件を満たす。
＜式４＞
【数１２】
2007052437.tif 000014
＜式５＞
【数１３】
2007052437.tif 000015
＜式６＞
【数１４】
2007052437.tif 000016
【００５１】
上述する式におけるｆａはズームレンズ全体を広角端にした場合の焦点距離であって、ｂｆはズームレンズ全体を広角端にした場合の後側焦点距離である。ｔｔはズームレンズ全体を広角端にした場合の光学的全長である。
【００５２】
レンズの設計値が式４、５、６の下限を超えた場合、ズームレンズ全体を広角端にした場合の後側焦点距離の移動の幅が長くなりすぎ、レンズの設計値が式４、５、６の上限を超えた場合は光のパワーが低くなりすぎる。
【００５３】
この発明によるズームレンズは、次に掲げる関係式７を満たす。
＜式７＞
【数１５】
2007052437.tif 000017
【００５４】
式７におけるｅｘはズームレンズ全体を広角端にした場合の射出瞳距離を表し、ｂｆはズームレンズ全体を広角端にした場合の後側焦点距離を表す。
【００５５】
レンズの設計値が式７の上限を超えた場合、光パワーが低くなりすぎ、レンズの設計値が式７の下限を超えた場合は、遠点ズームレンズシステムとなる、この発明のシステムには適さなくなる。
【００５６】
この発明によるズームレンズは、次に掲げる関係式８を満たす。
＜式８＞
【数１６】
2007052437.tif 000018
【００５７】
式８における１ｔはズームレンズ全体を広角端にした場合の第１レンズセットの光軸方向の全長を表し、ｔｔはズームレンズ全体を広角端にした場合の全長を表す。
【００５８】
レンズの設計値が式８の下限を超えると、ズームレンズ全体を広角端とした場合の全長が長くなりすぎ、後側焦点距離が短くなりすぎる。また、レンズの設計値が式８の上限を超えると、ズームレンズ全体を広角端とした場合の第１レンズセットの光軸方向の全長が長くなりすぎ、後側焦点距離が短くなりすぎる。
【００５９】
この発明によるズームレンズにおいて、第１レンズセット１と第２レンズセット２は、それぞれ少なくとも１以上の非球面レンズを含む。前記非球面は次に掲げる式９によって表す。
＜式９＞
【数１７】
2007052437.tif 000019
【００６０】
式９におけるＸは、光軸方向に沿って、高度Ｈの位置から表面頂点を参考距離とした光軸の移動値を表す。
Ｋはテーパーの定数であって、Ｒは曲率半径を表し、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは高次非球面係数を表す。
【００６１】
本発明の第１の実施の形態に係る技術内容は、次に掲げる数値に基づいて実施することができる。
＜実例１＞
【表１】
2007052437.tif 000020
【００６２】
上述する表における第１レンズセット１のレンズ表面Ｒ３、Ｒ４、および第２レンズセット２のレンズ表面Ｒ１５、Ｒ１６は非球面であって、これに関連する数値は次の表に掲げる。
【表２】
2007052437.tif 000021
表中のＥ４、Ｅ６、Ｅ８、Ｅ１０は実施例１に「数１７」中の高次非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの数値である。
【００６３】
また、ズームレンズの性能に関する指数は次のとおりである。
焦点距離（Ｆ）＝２１．３０（広角）〜２２．９０（一般）〜２４．４８（望遠）
Ｆ値＝２．４４（広角）〜２．５４（一般）〜２．６６（望遠）
【００６４】
本発明の第２の実施の形態に係る技術内容は、次に掲げる数値に基づいて実施することができる。
＜実例２＞
【表３】
2007052437.tif 000022
【００６５】
上述する表における第１レンズセット１のレンズ表面Ｒ３、Ｒ４、および第２レンズセット２のレンズ表面Ｒ１５、Ｒ１６は非球面であって、これに関連する数値は次の表に掲げる
【表４】
2007052437.tif 000023
表中のＥ４、Ｅ６、Ｅ８、Ｅ１０は実施例２に「数１７」中の高次非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの数値である。
【００６６】
また、ズームレンズの性能に関する指数は次のとおりである。
焦点距離（Ｆ）＝２１．３０（広角）〜２２．９０（一般）〜２４．４８（望遠）
Ｆ値＝２．４４（広角）〜２．５４（一般）〜２．６３（望遠）
【００６７】
図３Ａから図５Ｄ、及び図６Ａから図８Ｄは、上述する第１の実施形態、第２の実施形態に係る収差の表現を表したグラフである。図３Ａから図３Ｄ、及び図６Ａから図６Ｄは、それぞれ第１の実施形態、及び第２の実施形態によるズームレンズの広角端（ｗ）における収差の表現を表したグラフである。図４Ａから図４Ｄ、及び図７Ａから図７Ｄは、それぞれ第１の実施形態、及び第２の実施形態によるズームレンズの中間位置（Ｍ）における収差の表現を表したグラフである。図５Ａから図５Ｄ、及び図８Ａから図８Ｄは、それぞれ第１の実施形態、及び第２の実施形態によるズームレンズの望遠端（Ｔ）における収差の表現を表したグラフである。
【００６８】
上述する収差の表現を表したそれぞれのグラフは、ズームレンズの縮小側において２ｍ離れた位置に存在する物体を目標として観測した場合の各種収差であって、縦方向の収差（ｍｍ）（図３Ａ、４Ａ、５Ａ、６Ａ、７Ａ、８Ａ参照）、横方向の色収差（μｍ）（図３Ｂ、４Ｂ、５Ｂ、６Ｂ、７Ｂ、８Ｂ参照）、非点収差（ｍｍ）及び変形（％）（図３Ｃ、４Ｃ、５Ｃ、６Ｃ、７Ｃ、８Ｃ参照）、多色回折の変調伝達関数（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）（％）図３Ｄ、４Ｄ、５Ｄ、６Ｄ、７Ｄ、８Ｄ参照）などである。
【００６９】
以上は、この発明の好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明によるズームレンズの第１の実施形態の構造を示した説明図である。
【図２】この発明によるズームレンズの第２の実施形態の構造を示した説明図である。
【図３Ａ】第１の実施形態によるズームレンズが広角端にある場合の縦方向の収差表現を表したグラフである。
【図３Ｂ】第１の実施形態によるズームレンズが広角端にある場合の横方向の色収差表現を表したグラフである。
【図３Ｃ】第１の実施形態によるズームレンズが広角端にある場合の非点収差、変形の表現を表したグラフである。
【図３Ｄ】第１の実施形態によるズームレンズが広角端にある場合の多色回折ＭＴＦの表現を表したグラフである。
【図４Ａ】第１の実施形態によるズームレンズが中間位置（Ｍ）にある場合の縦方向の収差表現を表したグラフである。
【図４Ｂ】第１の実施形態によるズームレンズが中間位置（Ｍ）にある場合の横方向の色収差表現を表したグラフである。
【図４Ｃ】第１の実施形態によるズームレンズが中間位置（Ｍ）にある場合の非点収差、変形の表現を表したグラフである。
【図４Ｄ】第１の実施形態によるズームレンズが中間位置（Ｍ）にある場合の多色回折ＭＴＦの表現を表したグラフである。
【図５Ａ】第１の実施形態によるズームレンズが望遠端にある場合の縦方向の収差表現を表したグラフである。
【図５Ｂ】第１の実施形態によるズームレンズが望遠端にある場合の横方向の色収差表現を表したグラフである。
【図５Ｃ】第１の実施形態によるズームレンズが望遠端にある場合の非点収差、変形の表現を表したグラフである。
【図５Ｄ】第１の実施形態によるズームレンズが望遠端にある場合の多色回折ＭＴＦの表現を表したグラフである。
【図６Ａ】第２の実施形態によるズームレンズが広角端にある場合の縦方向の収差表現を表したグラフである。
【図６Ｂ】第２の実施形態によるズームレンズが広角端にある場合の横方向の色収差表現を表したグラフである。
【図６Ｃ】第２の実施形態によるズームレンズが広角端にある場合の非点収差、変形の表現を表したグラフである。
【図６Ｄ】第２の実施形態によるズームレンズが広角端にある場合の多色回折ＭＴＦの表現を表したグラフである。
【図７Ａ】第２の実施形態によるズームレンズが中間位置（Ｍ）にある場合の縦方向の収差表現を表したグラフである。
【図７Ｂ】第２の実施形態によるズームレンズが中間位置（Ｍ）にある場合の横方向の色収差表現を表したグラフである。
【図７Ｃ】第２の実施形態によるズームレンズが中間位置（Ｍ）にある場合の非点収差、変形の表現を表したグラフである。
【図７Ｄ】第２の実施形態によるズームレンズが中間位置（Ｍ）にある場合の多色回折ＭＴＦの表現を表したグラフである。
【図８Ａ】第２の実施形態によるズームレンズが望遠端にある場合の縦方向の収差表現を表したグラフである。
【図８Ｂ】第２の実施形態によるズームレンズが望遠端にある場合の横方向の色収差表現を表したグラフである。
【図８Ｃ】第２の実施形態によるズームレンズが望遠端にある場合の非点収差、変形の表現を表したグラフである。
【図８Ｄ】第２の実施形態によるズームレンズが望遠端にある場合の多色回折ＭＴＦの表現を表したグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
１                第１レンズセット
１１              第１レンズ
１２              第２レンズ
１３              第３レンズ
１４              第４レンズ
２                第２レンズセット
２１              第５レンズ
２２              第６レンズ
２３              第７レンズ
２４              第８レンズ
２５              第９レンズ
２６              第１０レンズ
６                ガラス板
Ｒ１〜Ｒ２０      レンズ表面
【図１】
2007052437.tif 000032
【図２】
2007052437.tif 000033
【図３Ａ】
2007052437.tif 000034
【図３Ｂ】
2007052437.tif 000035
【図３Ｃ】
2007052437.tif 000036
【図３Ｄ】
2007052437.tif 000037
【図４Ａ】
2007052437.tif 000038
【図４Ｂ】
2007052437.tif 000039
【図４Ｃ】
2007052437.tif 000040
【図４Ｄ】
2007052437.tif 000041
【図５Ａ】
2007052437.tif 000042
【図５Ｂ】
2007052437.tif 000043
【図５Ｃ】
2007052437.tif 000044
【図５Ｄ】
2007052437.tif 000045
【図６Ａ】
2007052437.tif 000046
【図６Ｂ】
2007052437.tif 000047
【図６Ｃ】
2007052437.tif 000048
【図６Ｄ】
2007052437.tif 000049
【図７Ａ】
2007052437.tif 000050
【図７Ｂ】
2007052437.tif 000051
【図７Ｃ】
2007052437.tif 000052
【図７Ｄ】
2007052437.tif 000053
【図８Ａ】
2007052437.tif 000054
【図８Ｂ】
2007052437.tif 000055
【図８Ｃ】
2007052437.tif 000056
【図８Ｄ】
2007052437.tif 000057