(57)【要約】【課題】本発明は、後側焦点距離が長いズームレンズを提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係るズームレンズは、物側から像側へ順に、負の屈折力を有する第一レンズ群及び正の屈折力を有する第二レンズ群を備え、且つ下記の条件式（−１．１５＜Ｆ１／Ｆ２＜−１．１２）を満たす。ここで、Ｆ１は第一レンズ群の有効焦点距離を表し、Ｆ２は第二レンズ群の有効焦点距離を表す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物側から像側へ順に、負の屈折力を有する第一レンズ群及び正の屈折力を有する第二レンズ群を備えるズームレンズにおいて、
前記ズームレンズが下記の条件式（１）を満たすことを特徴とするズームレンズ。
−１．１５＜Ｆ１／Ｆ２＜−１．１２……（１）
（ここで、Ｆ１は、第一レンズ群の有効焦点距離を表し、Ｆ２は、第二レンズ群の有効焦点距離を表す）
【請求項２】
前記ズームレンズが下記の条件式（２）をさらに満たすことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
０．２＜ＢＦＬ／Ｌ＜０．２８……（２）
（ここで、ＢＦＬは前記ズームレンズの後側焦点距離を表し、Ｌは前記ズームレンズの光学全長を表す）
【請求項３】
前記第一レンズ群は、物側から像側へ順に、正の屈折力を有する第一レンズと、負の屈折力を有する第二レンズと、負の屈折力を有する第三レンズと、正の屈折力を有する第四レンズと、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第二レンズ群は、物側から像側へ順に、正の屈折力を有する第五レンズと、正の屈折力を有する第六レンズと、負の屈折力を有する第七レンズと、負の屈折力を有する第八レンズと、正の屈折力を有する第九レンズと、を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第一レンズ、前記第二レンズ、前記第三レンズ及び前記第四レンズは、全て球面レンズであることを特徴とする請求項３に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第五レンズ、前記第六レンズ、前記第七レンズ及び前記第八レンズは、全て球面レンズであり、前記第九レンズは、非球面レンズであることを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第九レンズは、圧力鋳造によって製造されたガラスレンズ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。
【請求項８】
前記ズームレンズは、１０枚を超えないレンズの組み合わせによって構成されることを特徴とする請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記ズームレンズは、光学絞りをさらに備え、該光学絞りは、前記第七レンズと前記第八レンズとの間に位置して前記第七レンズに入射される光線の光束を制御することを特徴とする請求項８に記載のズームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズに関するものである。
【０００２】
現在多くの投影機器はズーム機能を有し、様々な場所（例えば、商業施設或いは家庭等）で使用されている。ズーム機能を有する投影機器のズームレンズは、通常複数のレンズ群を備え且つ該レンズ群の間の相対位置を変更させることで、前記ズームレンズの有効焦点距離を調節して、ズーム機能を実現する。
【０００３】
しかし、従来の市販されているズームレンズは、１．７ｍの距離で６０インチ（ｉｎｃｈ）の画像を投射し、１．６倍のズーム機能を有する。従って、このようなズームレンズでは、優れた画質は確保できるが、後側焦点距離が制限されるため、他の部品の装着に必要とする十分な空間を確保できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上の問題点に鑑みて、本発明は、後側焦点距離が長いズームレンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記問題を解決するために、本発明に係るズームレンズは、物側から像側へ順に、負の屈折力を有する第一レンズ群及び正の屈折力を有する第二レンズ群を備え、且つ下記の条件式（１）を満たす。
−１．１５＜Ｆ１／Ｆ２＜−１．１２……（１）
ここで、Ｆ１は第一レンズ群の有効焦点距離を表し、Ｆ２は第二レンズ群の有効焦点距離を表す。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係るズームレンズは条件式（−１．１５＜Ｆ１／Ｆ２＜−１．１２）を満たすので、ズームレンズの画質を確保する前提下で、後側焦点距離が長くなり、他の部品の装着に必要とする十分な空間を確保することができる。ここで、Ｆ１は第一レンズ群の有効焦点距離を表し、Ｆ２は第二レンズ群の有効焦点距離を表す。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第一実施形態に係るズームレンズの構造図である。
【図２】図１に示したズームレンズの広角端における球面収差図である。
【図３】図１に示したズームレンズの広角端における像面湾曲図である。
【図４】図１に示したズームレンズの広角端における歪曲収差図である。
【図５】図１に示したズームレンズの望遠端における球面収差図である。
【図６】図１に示したズームレンズの望遠端における像面湾曲図である。
【図７】図１に示したズームレンズの望遠端における歪曲収差図である。
【図８】本発明の実施形態に係るズームレンズの構造図である。
【図９】図８に示したズームレンズの広角端における球面収差図である。
【図１０】図８に示したズームレンズの広角端における像面湾曲図である。
【図１１】図８に示したズームレンズの広角端における歪曲収差図である。
【図１２】図８に示したズームレンズの望遠端における球面収差図である。
【図１３】図８に示したズームレンズの望遠端における像面湾曲図である。
【図１４】図８に示したズームレンズの望遠端における歪曲収差図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面に基づいて、本発明に係るズームレンズについて詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明の第一実施形態に係るズームレンズ１００の構造図である。ズームレンズ１００は、物側から像側へ順に、負の屈折力を有する第一レンズ群１０と、正の屈折力を有する第二レンズ群２０と、フィルタ３０と、を備える。
【００１０】
本実施形態に係るズームレンズ１００は、ＤＬＰプロジェクタに応用され且つＤＭＤチップを採用して光線を調節する。前記ＤＬＰプロジェクタが投影する際に、ＤＭＤチップの空間光変調器（ＳＬＭ）４０からの投影光線が、ズームレンズ１００に投射され、この投射された光線は、フィルタ３０、第二レンズ群２０及び第一レンズ群１０を順に透過した後、スクリーン（図示せず）に投射されて画像を形成する。
【００１１】
本実施形態に係るズームレンズ１００は、下記の条件式（１）を満たす。
【００１２】
−１．１５＜Ｆ１／Ｆ２＜−１．１２……（１）
【００１３】
ここで、Ｆ１は、前記第一レンズ群１０の有効焦点距離を表し、Ｆ２は、前記第二レンズ群２０の有効焦点距離を表す。
【００１４】
上記条件式（１）を満たすことで、前記ズームレンズ１００は、優れた画質を確保できる一方、後側焦点距離が長くなり、他の部品の装着に必要とする十分な空間を確保することができる。
【００１５】
ズームレンズ１００は、下記の条件式（２）をさらに満たす。
【００１６】
０．２＜ＢＦＬ／Ｌ＜０．２８……（２）
【００１７】
ここで、ＢＦＬは、前記ズームレンズ１００の後側焦点距離を表し、Ｌは、前記ズームレンズ１００の光学全長を表す。
【００１８】
上記条件式（２）を満たすことで、前記ズームレンズ１００の後側焦点距離を確保する前提下で、前記ズームレンズ１００の体積及び収差を適当な範囲内に制御することができる。
【００１９】
前記第一レンズ群１０は、物側から像側へ順に、正の屈折力を有する第一レンズ１１と、負の屈折力を有する第二レンズ１２と、負の屈折力を有する第三レンズ１３と、正の屈折力を有する第四レンズ１４と、を備える。前記第一レンズ１１、前記第二レンズ１２、前記第三レンズ１３及び前記第四レンズ１４は、全て球面レンズである。前記第一レンズ１１は、物側へ突出した第一表面Ｓ１及び像側へ窪んだ第二表面Ｓ２を有し、前記第二レンズ１２は、物側へ突出した第三表面Ｓ３及び像側へ窪んだ第四表面Ｓ４を有し、前記第三レンズ１３は、物側へ突出した第五表面Ｓ５及び像側へ窪んだ第六表面Ｓ６を有し、前記第四レンズ１４は、物側へ突出した第七表面Ｓ７及び像側へ窪んだ第八表面Ｓ８を有する。
【００２０】
前記第二レンズ群２０は、物側から像側へ順に、正の屈折力を有する第五レンズ２１と、正の屈折力を有する第六レンズ２２と、負の屈折力を有する第七レンズ２３と、負の屈折力を有する第八レンズ２４と、正の屈折力を有する第九レンズ２５と、を備える。前記第五レンズ２１、前記第六レンズ２２、前記第七レンズ２３及び前記第八レンズ２４は、全て球面レンズである。前記第五レンズ２１は、物側へ突出した第九表面Ｓ９及び像側へ突出した第十表面Ｓ１０を有し、前記第六レンズ２２は、物側へ突出した第十一表面Ｓ１１及び像側へ突出した第十二表面Ｓ１２を有し、前記第七レンズ２３は、物側へ突出した第十三表面Ｓ１３及び像側へ窪んだ第十四表面Ｓ１４を有し、前記第八レンズ２４は、物側へ窪んだ第十五表面Ｓ１５及び像側へ窪んだ第十六表面Ｓ１６を有する。前記第九レンズ２５は、非球面レンズであり、且つ物側へ突出した第十七表面Ｓ１７及び像側へ突出した第十八表面Ｓ１８を有する。
【００２１】
ズームレンズ１００に採用するレンズ数を減らすために、前記第二レンズ群２０における第九レンズ２５をガラスレンズとし、該ガラスレンズは、圧力鋳造によって製造される。また、前記第九レンズ２５以外の他のレンズは、プラスチック又はガラスによって製造されるので、前記ズームレンズ１００は優れた画質を有すると共に、低コストである。また、前記ズームレンズ１００の体積をさらに減少させるために、１０枚を超えないレンズを組み合わせて前記ズームレンズ１００を構成する。
【００２２】
前記フィルタ３０は、前記第九レンズ２５と前記空間光変調器４０との間に位置し、且つ物側に向かう第十九表面Ｓ１９及び像側に向かう第二十表面Ｓ２０を有する。また、前記ズームレンズ１００は、光学絞り５０をさらに備える。該光学絞り５０は、前記第七レンズ２３と前記第八レンズ２４との間に位置して、前記第七レンズ２３に入射される光線の光束（Ｆｌｕｘ）を制御する。
【００２３】
レンズ表面の中心を原点とし、光軸をｘ軸とする時、レンズ表面の非球面形状の条件式は、以下の数式によって表される。
【００２４】
【数１】
2013120392.tif 000003
【００２５】
【数２】
2013120392.tif 000004
【００２６】
ここで、ｃは、レンズ表面中心の曲率であり、ｈは、光軸からレンズの表面までの高さを表し、ｋは、二次曲面係数であり、Ａｉは、第ｉ次の非球面形状の係数である。下記の表１〜表４におけるパラメーターを上記の条件式に代入すれば、レンズ表面の非球面形状を得ることができる。
【００２７】
［実施例１］
実施例１において、ズームレンズ１００における各光学素子は、表１〜表３の条件を満たす。ここで、Ｆは、前記ズームレンズ１００の有効焦点距離であり、ＦＮＯは、前記ズームレンズ１００のＦ値であり、Ｒは、対応する表面の曲率半径であり、Ｄは、対応する表面から次の表面までの光軸上の距離（２つの表面が光軸を遮る光軸距離）であり、Ｎｄは、対応するレンズ群がｄ光（波長が５８７ｎｍである光）に対する屈折率であり、Ｖｄは、ｄ光が対応するレンズ群におけるアッベ数であり、Ｃｏｎｉｃは、レンズ表面の二次曲面係数を表す。
【００２８】
【表１】
2013120392.tif 000005
【００２９】
【表２】
2013120392.tif 000006
【００３０】
【表３】
2013120392.tif 000007
【００３１】
広角状態における前記ズームレンズ１００の球面収差、像面湾曲、歪曲収差は、それぞれ図２乃至図４に示す通りである。図２に示す球面収差は、−０．１０ｍｍ〜０．１０ｍｍの範囲内で制御される。図３に示す子午的像面湾曲値（Tangential field Curvature）及び球欠的像面湾曲値（Sagittal field Curvature）は、−０．２０ｍｍ〜０．２０ｍｍの範囲内で制御される。図４に示す歪曲収差量は、−３％〜３％の範囲内で制御される。これにより、前記ズームレンズ１００の球面収差、像面湾曲、歪曲収差は、有効的に制御される。
【００３２】
望遠状態におけるズームレンズ１００の球面収差、像面湾曲、収差歪曲は、それぞれ図５乃至図７に示す通りである。図５に示す球面収差は、−０．２０ｍｍ〜０．２０ｍｍの範囲内で制御される。図６に示す子午的像面湾曲値及び球欠的像面湾曲値は、−０．３０ｍｍ〜０．３０ｍｍの範囲内で制御される。図７における歪曲収差量は、−３％〜３％の範囲内で制御される。これにより、前記ズームレンズ１００の球面収差、像面湾曲、歪曲収差は、有効的に制御される。
【００３３】
また、前記ズームレンズ１００の光学全長は小さくなるので、優れた画質を確保できる一方、他の部品の装着に必要とする十分な空間を確保することができる。
【００３４】
［実施例２］
図８は、本発明の実施例２に係るズームレンズ１００ａの構造図である。実施例２のズームレンズ１００ａの構造は、実施例１のズームレンズ１００の構造とほぼ同じであるが、異なる点は、実施例２のズームレンズ１００ａにおける各光学素子は、表４〜表６の条件を満たす。
【００３５】
【表４】
2013120392.tif 000008
【００３６】
【表５】
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【００３７】
【表６】
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【００３８】
広角状態におけるズームレンズ１００ａの球面収差、像面湾曲、歪曲収差は、それぞれ図９乃至図１１に示す通りである。図９の球面収差は、−０．２０ｍｍ〜０．２０ｍｍの範囲内で制御される。図１０の子午的像面湾曲値及び球欠的像面湾曲値は、−０．２０ｍｍ〜０．２０ｍｍの範囲内で制御される。図１１の歪曲収差量は、−３％〜３％の範囲内で制御される。これにより、前記ズームレンズ１００ａの球面収差、像面湾曲、歪曲収差は、有効的に制御される。
【００３９】
望遠状態におけるズームレンズ１００ａの球面収差、像面湾曲、歪曲収差は、それぞれ図１２乃至図１４に示す通りである。図１２の球面収差は、−０．２０ｍｍ〜０．２０ｍｍの範囲内で制御される。図１３の子午的像面湾曲値及び球欠的像面湾曲値は、−０．２０ｍｍ〜０．２０ｍｍの範囲内で制御される。図１４の歪曲収差量は、−３％〜３％の範囲内で制御される。これにより、前記ズームレンズ１００ａの球面収差、像面湾曲、歪曲収差は、有効的に制御される。
【００４０】
また、前記ズームレンズ１００ａの光学全長は小さくなるので、優れた画質を確保できる一方、他の部品の装着に必要とする十分な空間を確保することができる。
【００４１】
本発明のズームレンズ１００、１００ａは、条件式（−１．１５＜Ｆ１／Ｆ２＜−１．１２）を満たすので、ズームレンズ１００、１００ａの画質を確保する前提下で、後側焦点距離が長くなり、他の部品の装着に必要とする十分な空間を確保することができる。ここで、Ｆ１は、第一レンズ群の有効焦点距離を表し、Ｆ２は、第二レンズ群の有効焦点距離を表す。
【００４２】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は該実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。
【符号の説明】
【００４３】
１００、１００ａ  ズームレンズ
１０  第一レンズ群
１１  第一レンズ
１２  第二レンズ
１３  第三レンズ
１４  第四レンズ
２０  第二レンズ群
２１  第五レンズ
２２  第六レンズ
２３  第七レンズ
２４  第八レンズ
２５  第九レンズ
３０  フィルタ
４０  空間光変調器
５０  光学絞り
Ｓ１、・・・、Ｓ２０  第一表面、・・・、第二十表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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