变焦透镜以及光学装置技术领域
本发明涉及一种变焦透镜以及光学装置，更详细而言，涉及一种适合
作为在投射型显示装置中使用的投射光学系统、或在数码相机、摄影机等
中使用的摄像光学系统的变焦透镜、以及搭载了该变焦透镜的光学装置。
背景技术
以往，在上述领域的相机中，使用对放大侧的被摄物进行拍摄并使之
在缩小侧的摄像元件上成像的摄像光学系统。另外，以往，在投射型显示
装置中，使用将由配置在缩小侧的调制元件调制后的光的光学像向放大侧
投射的投射光学系统。在这样的投射光学系统、摄像光学系统中，能够以
一个光学系统实现各种焦距的状态的变焦透镜成为主体。
其中，作为长焦点的变焦透镜，例如提出了下述专利文献1～4中记载
的变焦透镜。专利文献1～3中记载了在最靠放大侧配置有在变倍时固定
的第一透镜组、紧随第一透镜组的缩小侧而配置有在变倍时移动且具有负
的光焦度的第二透镜组的变焦透镜。专利文献4中记载了在最靠放大侧配
置有在变倍时固定的第一透镜组、紧随第一透镜组的缩小侧配置有在变倍
时移动且具有正的光焦度的第二透镜组的变焦透镜。
在先技术文献
专利文献1：日本特开平8-334692号公报
专利文献2：日本特开平10-90599号公报
专利文献3：日本特开2004-145304号公报
专利文献4：日本特开2001-66501号公报
一般而言，适于长焦点的透镜系统为放大侧视场角窄的系统，但在这
样的放大侧视场角窄的长焦点的透镜系统中，存在相对于焦距而言光学系
统大型化这一问题。近年来，对长焦点的透镜系统也强烈要求小型化，并
且也要求F值小。
然而，专利文献1～3中记载的变焦透镜的F值为4以上而无法认为F
值小。上述的透镜系统将紧随固定组即第一透镜组的缩小侧而配置的移动
组的第二透镜组设为负透镜组，因此难以实现F值小的光学系统的结构。
专利文献4中记载的变焦透镜中，相对于焦距而言光学系统的尺寸大，无
法认为能够满足近年来的小型化的期望。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种长焦点、小型、
F值小、且具有良好的光学性能的变焦透镜以及具备该变焦透镜的光学装
置。
用于解决课题的方案
本发明的变焦透镜具备：配置在最靠放大侧且在变倍时固定的第一透
镜组、和与第一透镜组的缩小侧相邻配置且在变倍时移动的具有正的光焦
度的第二透镜组，第一透镜组实质上从放大侧起依次由具有正的光焦度的
前组、和具有负的光焦度的后组构成，通过使前组与后组之间的间隔变化
来进行对焦，且满足下述条件式(1)。
-0.35≤f1b/ft＜0(1)
其中，
f1b：后组的焦距；
ft：望远端处的整个系统的焦距。
本发明的变焦透镜优选满足下述条件式(2)～(4)、(1-1)～(4-1)
中的任一个或任意的组合。
-0.29≤f1b/ft≤-0.05(1-1)
0.5≤TLt/ft≤1.5(2)
0.6≤TLt/ft≤1.4(2-1)
0.1≤D1G/DLt≤0.45(3)
0.2≤D1G/DLt≤0.4(3-1)
0.05≤Bfw/fw≤0.4(4)
0.1≤Bfw/fw≤0.35(4-1)
其中，
f1b：后组的焦距；
ft：望远端处的整个系统的焦距；
TLt：望远端处的、从最靠放大侧的透镜面到最靠缩小侧的透镜面为
止的光轴上的距离与从最靠缩小侧的透镜面到缩小侧焦点位置为止的空
气换算距离之和；
D1G：从最靠放大侧的透镜面到第一透镜组的最靠缩小侧的透镜面为
止的光轴上的距离；
DLt：望远端处的从最靠放大侧的透镜面到最靠缩小侧的透镜面为止
的光轴上的距离；
Bfw：广角端处的从最靠缩小侧的透镜面到缩小侧焦点位置为止的光
轴上的空气换算距离；
fw：广角端处的整个系统的焦距。
本发明的变焦透镜优选在最靠缩小侧配置有在变倍时固定的具有正
的光焦度的透镜组，缩小侧为远心结构。
本发明的变焦透镜能够构成为整个系统实质上由变倍时相邻的透镜
组之间的间隔发生变化的五个或六个透镜组构成。
本发明的变焦透镜也可以构成为实质上从放大侧起依次由第一透镜
组、第二透镜组、具有正的光焦度的第三透镜组、具有负的光焦度的第四
透镜组、具有负的光焦度的第五透镜组、以及具有正的光焦度的第六透镜
组构成，在变倍时，第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组、第五透镜组
以使相邻的透镜组之间的间隔变化的方式移动，第六透镜组固定。
本发明的变焦透镜也可以构成为实质上从放大侧起依次由第一透镜
组、第二透镜组、具有正的光焦度的第三透镜组、具有负的光焦度的第四
透镜组、以及具有正的光焦度的第五透镜组构成，在变倍时，第二透镜组、
第三透镜组、第四透镜组以使相邻的透镜组之间的间隔变化的方式移动，
第五透镜组固定。
本发明的光学装置具备上述的本发明的变焦透镜。
需要说明的是，上述“实质上由～构成”的“实质上”是指，除了作
为构成要素而举出的构件之外，也可以包括实质上不具有屈光力的透镜、
光阑、玻璃罩等透镜以外的光学要素、透镜凸缘、透镜镜筒、手抖修正机
构等机构部分等。
需要说明的是，上述“透镜组”、“前组”、“后组”不一定仅包含由多
个透镜构成的结构，也包含仅由一片透镜构成的结构。
需要说明的是，上述“透镜组”、“前组”、“后组”的光焦度的符
号在包含有非球面的情况下是在近轴区域考虑的。
需要说明的是，上述条件式的ft、TLt、D1G、DLt是在放大侧共轭
点位于无限远的情况下的值。
发明效果
根据本发明，由在对焦时间隔变化的正的前组以及负的后组构成配置
在最靠放大侧且在变倍时固定的第一透镜组且将第一透镜组设为远摄型
(telephototype)的结构，并且以满足规定的条件式的方式适当地设定后
组的光焦度，另外，将紧随第一透镜组的缩小侧配置且在变倍时移动的第
二透镜组视为正透镜组，因此能够提供一种长焦点、小型、F值小、且具
有良好的光学性能的变焦透镜以及具备该变焦透镜的光学装置。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的变焦透镜(与实施例1对应
的变焦透镜)的透镜结构的剖视图。
图2是表示图1的变焦透镜的广角端处的透镜结构以及光线轨迹的剖
视图。
图3是表示本发明的实施例2的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图4是表示本发明的实施例2的变焦透镜的广角端处的透镜结构以及
光线轨迹的剖视图。
图5是表示本发明的实施例3的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图6是表示本发明的实施例3的变焦透镜的广角端处的透镜结构以及
光线轨迹的剖视图。
图7是本发明的实施例1的变焦透镜的各种像差图，从左起依次为球
面像差图、像散图、歪曲像差图以及倍率色差图。
图8是本发明的实施例2的变焦透镜的各种像差图，从左起依次为球
面像差图、像散图、歪曲像差图以及倍率色差图。
图9是本发明的实施例3的变焦透镜的各种像差图，从左起依次为球
面像差图、像散图、歪曲像差图以及倍率色差图。
图10是本发明的光学装置的第一实施方式所涉及的投射型显示装置
的概要结构图。
图11是本发明的光学装置的第二实施方式所涉及的投射型显示装置
的概要结构图。
图12A是本发明的光学装置的第三实施方式所涉及的摄像装置的前
侧的立体图。
图12B是图12A所示的摄像装置的背面侧的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。图1、图2是
表示本发明的一实施方式所涉及的变焦透镜的结构的剖视图，与后述的实
施例1的变焦透镜相对应。在图1、图2中，将左侧作为放大侧，右侧作
为缩小侧。
在图1中，在标注了广角的上段示出广角端处的状态，在标注了望远
的下段示出望远端处的状态。在上段与下段之间，示出表示在从广角端向
望远端变倍时移动的各透镜组的大致的移动方向的箭头。另外，在图1
中，在对焦时进行移动的透镜组上标注双箭头。需要说明的是，在图1
中为了避免图的复杂化，不对上段与下段的双方，而仅对上段与下段中的
一方标注各透镜组的附图标记、各透镜的附图标记、以及双箭头。图2
示出该变焦透镜的广角端处的光路图，与透镜剖视图一起示出来自无限远
物体的轴上光束4、最大视场角的光束5、以及最大视场角的光束5所包
含的的上侧的最大光线5u与下侧的最大光线5s。
图1、图2所示的例子是从放大侧起依次排列有第一透镜组G1～第六
透镜组G6的六组结构的变焦透镜，在变倍时，第一透镜组G1与第六透
镜组G6固定，第二透镜组G2～第五透镜组G5在光轴方向上移动。然而，
在本发明的变焦透镜中，构成整个系统的透镜组的数量、和配置在比第二
透镜组G2靠缩小侧的透镜组的变倍时的行为不限定于图1所示的例子。
本实施方式的变焦透镜例如能够用作搭载于摄像装置而对被摄物进
行拍摄的摄像光学系统，另外，也能够用作搭载于投射型显示装置而将由
光阀显示的图像信息向屏幕投射的投射光学系统。
在该变焦透镜搭载于摄像装置、投射型显示装置时，由于有时会在透
镜系统的缩小侧配置棱镜、各种滤光片、玻璃罩等，因此在图1、图2中
示出了具有假定了上述部件的平行平面的光学构件PP被配置的例子，但
光学构件PP不是本发明所必须的构成要素。另外，在图1、图2中，示
出了缩小侧共轭点位于光学构件PP的缩小侧的面上的例子，但不一定限
定于此。
本实施方式的变焦透镜具备配置在最靠放大侧且在变倍时固定的第
一透镜组G1、和与第一透镜组G1的缩小侧相邻配置且在变倍时移动的
具有正的光焦度的第二透镜组G2。第一透镜组G1实质上从放大侧起依
次由具有正的光焦度的前组G1A、和具有负的光焦度的后组G1B构成。
通过使前组G1A与后组G1B之间的间隔变化来进行对焦。并且，该变焦
透镜满足下述条件式(1)。
-0.35≤f1b/ft＜0(1)
其中，
f1b：后组的焦距；
ft：望远端处的整个系统的焦距。
通过将第一透镜组G1设为从放大侧起依次由具有正的光焦度的前组
G1A、和具有负的光焦度的后组G1B构成的远摄型，从而容易实现光学
系统的小型化，有利于实现长焦点且小型的变焦透镜。
通过构成上述的远摄型并且以满足条件式(1)的方式进行适当的屈
光力分配，更加有利于实现长焦点且小型的变焦透镜。通过设为条件式(1)
的下限以上，能够使后组G1B具有适当的负的光焦度，能够适宜地发挥
远摄型的效果，能够实现小型化。通过避免成为条件式(1)的上限以上，
能够使后组G1B为负透镜组。通过以满足下述条件式(1-1)的方式设定
后组G1B的光焦度的范围，能够进行更好的像差修正，且有利于小型化。
-0.29≤f1b/ft≤-0.05(1-1)
在该变焦透镜中，将紧随正的前组G1A、负的后组G1B配置的第二
透镜组G2设为正透镜组。通过采用这样的屈光力排列，在具有负的光焦
度的后组G1B受到发散作用的光束通过第二透镜组G2而受到会聚作用，
因此能够抑制光线高度，与第二透镜组G2为负透镜组的情况相比，容易
实现小F值的光学系统。
另外，通过使在变倍时固定的前组G1A与后组G1B之间的间隔变化
而进行对焦，能够避免对焦引起的变倍比的变动。另外，通过使在变倍时
移动的透镜组与在对焦时移动的透镜组不同，能够将变倍机构与对焦机构
分开，能够有助于机构的简化。对焦可以通过仅移动前组G1A来进行，
也可以通过仅移动后组G1B来进行，还可以通过移动前组G1A以及后组
G1B来进行。
本实施方式的变焦透镜优选满足下述条件式(2)～(4)中的任一个
或任意的组合。
0.5≤TLt/ft≤1.5(2)
0.1≤D1G/DLt≤0.45(3)
0.05≤Bfw/fw≤0.4(4)
其中，
ft：望远端处的整个系统的焦距；
TLt：望远端处的、从最靠放大侧的透镜面到最靠缩小侧的透镜面为
止的光轴上的距离与从最靠缩小侧的透镜面到缩小侧焦点位置为止的空
气换算距离之和；
D1G：从最靠放大侧的透镜面到第一透镜组的最靠缩小侧的透镜面为
止的光轴上的距离；
DLt：望远端处的从最靠放大侧的透镜面到最靠缩小侧的透镜面为止
的光轴上的距离；
Bfw：广角端处的从最靠缩小侧的透镜面到缩小侧焦点位置为止的光
轴上的空气换算距离；
fw：广角端处的整个系统的焦距。
通过设为条件式(2)的下限以上，能够良好地修正各像差。通过设
为条件式(2)的上限以下，能够使光学系统构成为小型。为了提高与条
件式(2)有关的上述效果，更优选满足下述条件式(2-1)。
0.6≤TLt/ft≤1.4(2-1)
通过设为条件式(3)的下限以上，能够充分地得到第一透镜组G1
产生的小型化的效果，能够使光学系统整体构成为小型。通过设为条件式
(3)的上限以下，能够确保变倍时的透镜组的移动区域，能够得到实用
的变倍比，另外，能够进行变倍时的良好的像差修正。为了提高与条件式
(3)有关的上述效果，更优选满足下述条件式(3-1)。
0.2≤D1G/DLt≤0.4(3-1)
通过设为条件式(4)的下限以上，在将该变焦透镜用于投射型显示
装置的情况下能够确保用于配置颜色合成用的棱镜等的空间所需的足够
的后焦距，在将该变焦透镜与摄像元件组合而用于摄像装置的情况下能够
防止与摄像元件的机械干涉。通过设为条件式(4)的上限以下，能够抑
制光学系统整体的小型化、缩小侧的透镜直径。为了提高与条件式(4)
有关的上述效果，更优选满足下述条件式(4-1)。
0.1≤Bfw/fw≤0.35(4-1)
本实施方式的变焦透镜优选在最靠缩小侧配置有变倍时固定的具有
正的光焦度的透镜组，且缩小侧为远心结构(telecentric)。通过在最靠缩
小侧配置具有正的光焦度的透镜组，容易使缩小侧成为远心结构。通过在
变倍时固定最靠缩小侧的透镜组，从而在变倍时缩小侧也容易维持远心的
结构。
通过使缩小侧为远心结构，从而在将该变焦透镜用作摄像光学系统而
与CCD(ChargeCoupledDevice：电荷耦合器件)等摄像元件组合使用的
情况下，能够确保光向摄像元件的入射效率较高。在将该变焦透镜用作投
射光学系统的情况下，通过使缩小侧为远心结构，则在透镜系统的缩小侧
配置颜色合成棱镜等具有入射光的角度依存性的光学构件而使用的情况
下也能够得到良好的光学性能。
需要说明的是，上述“缩小侧为远心结构”是指在从放大侧朝向缩小
侧的方向上观察光束时，在聚光于缩小侧共轭面的任意的点的光束的剖面
中，上侧的最大光线与下侧的最大光线之间的角平分线与光轴Z接近于
平行的状态。但并不限于完全为远心结构的情况、即并不限于上述角平分
线相对于光轴Z完全平行的情况，也包括稍微存在误差的情况。在此，
稍微存在误差的情况是指，上述角平分线相对于光轴Z的斜率为-5°
～+5°的范围内的情况。在具有孔径光阑的透镜系统中，上述“缩小侧为
远心结构”是指主光线相对于光轴Z的斜率为-5°～+5°的范围内。
需要说明的是，本发明的变焦透镜可以构成为，整个系统实质上由变
倍时相邻的透镜组之间的间隔发生变化的五个或六个透镜组构成。在这样
的情况下，能够减少变倍时的像差变动，有利于高性能化。
例如，如图1所示的例子那样，本发明的变焦透镜也可以构成为，实
质上从放大侧起依次由第一透镜组G1、具有正的光焦度的第二透镜组
G2、具有正的光焦度的第三透镜组G3、具有负的光焦度的第四透镜组
G4、具有负的光焦度的第五透镜组G5、以及具有正的光焦度的第六透镜
组G6构成，所述第一透镜组G1由具有正的光焦度的前组G1A以及具有
负的光焦度的后组G1B构成，在变倍时，第二透镜组G2、第三透镜组
G3、第四透镜组G4以及第五透镜组G5以相邻的透镜组之间的间隔发生
变化的方式移动，第一透镜组G1以及第六透镜组G6固定。图1所示的
例子采用这样的六组结构，构成为在进行从广角端向望远端的变倍时，第
二透镜组G2、第三透镜组G3、第四透镜组G4以及第五透镜组G5向放
大侧移动。
或者，如与后述的实施例3对应的图5所示的例子那样，本发明的变
焦透镜还可以构成为，实质上从放大侧起依次由第一透镜组G1、具有正
的光焦度的第二透镜组G2、具有正的光焦度的第三透镜组G3、具有负的
光焦度的第四透镜组G4、以及具有正的光焦度的第五透镜组G5构成，
所述第一透镜组G1由具有正的光焦度的前组G1A以及具有负的光焦度
的后组G1B构成，在变倍时，第二透镜组G2、第三透镜组G3以及第四
透镜组G4以相邻的透镜组之间的间隔发生变化的方式移动，第一透镜组
G1以及第五透镜组G5固定。后述的实施例3采用这样的五组结构，在
该实施例3中，构成为在进行从广角端向望远端的变倍时，第二透镜组
G2、第三透镜组G3以及第四透镜组G4向放大侧移动。
本发明例如能够应用于广角端处的F值小于2.6的变焦透镜。
上述优选的结构或可能的结构能够进行任意的组合，优选根据变焦透
镜所要求的项目而适当选择性地采用。
接下来，对本发明的变焦透镜的具体的实施例进行说明。需要说明的
是，以下所示的实施例的数值数据全部以放大侧共轭点处于无限远的情况
下的广角端处的整个系统的焦点距离为1的方式进行了标准化，并且以规
定的位数进行了四舍五入。
<实施例1>
实施例1的变焦透镜的结构图如图1、图2所示。实施例1的变焦透
镜是由第一透镜组G1～第六透镜组G6构成的六组结构。第一透镜组G1
整体具有负的光焦度，由前组G1A和后组G1B构成。前组G1A由透镜
L11～透镜L14构成。后组G1B由透镜L15～透镜L18构成。第二透镜组
G2仅由透镜L21构成。第三透镜组G3由透镜L31～透镜L32构成。第四
透镜组G4由透镜L41～透镜L44构成。第五透镜组G5由透镜L51～透镜
L52构成。第六透镜组G6仅由透镜L61构成。通过仅使前组G1A在光
轴方向上移动来进行对焦。
表1、表2分别示出实施例1的变焦透镜的基本透镜数据、可变面间
隔的值。在表1的Si一栏中示出以将最靠放大侧的构成要素的放大侧的
面作为第一个而随着朝向缩小侧依次增加的方式对构成要素的面标注面
编号时的第i个(i＝1、2、3、...)面编号，在Ri一栏中示出第i个面的
曲率半径，在Di一栏中示出第i个面与第i+1个面之间的光轴Z上的面
间隔，在Ndj一栏中示出将最靠放大侧的构成要素作为第一个而随着朝向
缩小侧依次增加的第j个(j＝1、2、3、...)构成要素的关于d线(波长
为587.6nm)的折射率，在vdj一栏中示出第j个构成要素的d线基准的
阿贝数。
其中，关于曲率半径的符号，将凸面朝向放大侧的面形状的曲率半径
设为正，将凸面朝向缩小侧的面形状的曲率半径设为负。表1中还一并示
出光学构件PP。在表1中，可变面间隔使用了DD[]这样的标号，在[]
中标注该间隔的放大侧的面编号而记入到Di一栏中。即，DD[6]、DD[14]、
DD[16]、DD[20]、DD[27]、DD[31]分别对应于前组G1A与后组G1B之
间的间隔、第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的间隔、第二透镜组G2
与第三透镜组G3之间的间隔、第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的
间隔、第四透镜组G4与第五透镜组G5之间的间隔、以及第五透镜组G5
与第六透镜组G6之间的间隔。
在表1的框外下方示出实施例1的变焦透镜的变倍比Zr、从广角端
变倍至望远端的情况下的F值即FNo.的范围以及全视场角2ω(单位为
度)的范围。表1所示的F值和全视场角是在从最靠放大侧的透镜面到
放大侧共轭点为止的光轴上的距离为107.5的情况下的值。
表2中示出各变倍状态和各对焦状态下的各可变面间隔的值。在表2
的最上段的-的左侧示出变倍状态，在-的右侧示出从最靠放大侧的透镜面
到正在对焦的放大侧共轭点为止的距离。表2的最上段的W是指广角端
状态，T是指望远端状态，INF是指无限远。
【表1】
实施例1
Zr＝1.64，FNo.＝2.51～3.90，2ω＝12.4°～7.4°
【表2】
实施例1
W-INF
T-INF
W-107.5
T-107.5
W-61.3
T-61.3
|
DD[6]
0.128
0.128
0.132
0.132
0.135
0.135
DD[14]
0.257
0.003
0.257
0.003
0.257
0.003
DD[16]
0.008
0.026
0.008
0.026
0.008
0.026
DD[20]
0.257
0.297
0.257
0.297
0.257
0.297
DD[27]
0.128
0.138
0.128
0.138
0.128
0.138
DD[31]
0.044
0.230
0.044
0.230
0.044
0.230
图7从左起依次示出实施例1的变焦透镜的球面像差、像散、歪曲像
差(畸变)、倍率色差(倍率的色差)的各像差图。在图7中，在标注为
广角的上段示出广角端处的各像差图，在标注为望远的下段示出望远端处
的各像差图。在图7中，在球面像差图中，分别以实线、双点划线、长虚
线示出关于d线(波长587.6nm)、C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)
的像差。在像散图中，分别以实线、短虚线示出径向、切向的关于d线的
像差。在歪曲像差图中，以实线示出关于d线的像差。在倍率色差图中，
分别以双点划线、长虚线示出关于C线、F线的像差。球面像差图的FNo.
是指F值，其他像差图的ω是指半视场角。图7所示的像差是从最靠放
大侧的透镜面到放大侧共轭点为止的距离为107.5的情况下的值。
只要未特别说明，则上述的实施例1的说明所述的各数据的标号、含
义、记载方法在以下的实施例中也相同，因此在以下的实施例的说明中省
略一部分重复说明。
<实施例2>
图3示出实施例2的变焦透镜的透镜结构图，图4示出广角端处的光
路图。实施例2的变焦透镜是由第一透镜组G1～第六透镜组G6构成的六
组结构。第一透镜组G1整体具有负的光焦度，由前组G1A和后组G1B
构成。前组G1A由透镜L11～透镜L14构成。后组G1B由透镜L15～透镜
L18构成。第二透镜组G2仅由透镜L21构成。第三透镜组G3由透镜L31～
透镜L32构成。第四透镜组G4由透镜L41～透镜L44构成。第五透镜组
G5由透镜L51～透镜L52构成。第六透镜组G6仅由透镜L61构成。通过
仅使后组G1B在光轴方向上移动来进行对焦。
表3、表4分别示出实施例2的变焦透镜的基本透镜数据、可变面间
隔的值。图8从左起依次示出实施例2的变焦透镜的球面像差、像散、歪
曲像差、倍率色差的各像差图。表3所示的F值和全视场角以及图8所
示的像差是从最靠放大侧的透镜面到放大侧共轭点为止的距离为108.0的
情况下的值。
【表3】
实施例2
Zr＝1.98，FNo.＝2.48～4.92，2ω＝12.4°～6.2°
【表4】
实施例2
W-INF
T-INF
W-108.0
T-108.0
W-74.6
T-74.6
|
DD[6]
0.091
0.091
0.094
0.094
0.095
0.095
DD[13]
0.352
0.006
0.349
0.003
0.348
0.002
DD[15]
0.002
0.001
0.002
0.001
0.002
0.001
DD[19]
0.046
0.084
0.046
0.084
0.046
0.084
DD[25]
0.149
0.159
0.149
0.159
0.149
0.159
DD[29]
0.015
0.314
0.015
0.314
0.015
0.314
<实施例3>
图5示出实施例3的变焦透镜的透镜结构图，图6示出广角端处的光
路图。实施例3的变焦透镜是由第一透镜组G1～第五透镜组G5构成的五
组结构。第一透镜组G1整体具有负的光焦度，由前组G1A和后组G1B
构成。前组G1A由透镜L11～透镜L14构成。后组G1B由透镜L15～透镜
L18构成。第二透镜组G2仅由透镜L21构成。第三透镜组G3由透镜L31～
透镜L32构成。第四透镜组G4由透镜L41～透镜L46构成。第五透镜组
G5仅由透镜L51构成。采用以前组G1A与后组G1B之间的间隔发生变
化的方式使前组G1A以及后组G1B在光轴方向上移动来进行对焦的浮动
对焦(floatingfocus)方式。
表5、表6分别示出实施例3的变焦透镜的基本透镜数据、可变面间
隔的值。图9从左起依次示出实施例3的变焦透镜的球面像差、像散、歪
曲像差、倍率色差的各像差图。表5所示的F值和全视场角以及图9所
示的像差是从最靠放大侧的透镜面到放大侧共轭点为止的距离为112.2的
情况下的值。
【表5】
实施例3
Zr＝1.50，FNo.＝2.51～3.75，2ω＝15.4°～10.2°
【表6】
实施例3
W-INF
T-INF
W-112.2
T-112.2
W-74.8
T-74.8
|
DD[6]
0.151
0.151
0.156
0.156
0.159
0.159
DD[14]
0.355
0.088
0.350
0.083
0.340
0.073
DD[16]
0.002
0.058
0.002
0.058
0.002
0.058
DD[20]
0.094
0.124
0.094
0.124
0.094
0.124
DD[31]
0.019
0.201
0.019
0.201
0.019
0.201
表7中示出上述实施例1～3的上述各条件式(1)～(4)的对应值。
表7所示的值是关于d线的值。
【表7】
式编号
实施例1
实施例2
实施例3
(1)
f1b/ft
-0.16
-0.12
-0.21
(2)
TLt/ft
0.93
0.77
1.19
(3)
D1G/DLt
0.34
0.27
0.33
(4)
Bfw/fw
0.25
0.25
0.31
根据以上的数据可知，实施例1～3的变焦透镜的广角端处的F值为
2.5左右而较小，且广角端处的放大侧全视场角为16°以下而成为适于长
焦点的透镜系统，能够实现小型化，缩小侧为远心结构，良好地修正了各
种像差而实现了较高的光学性能。
接下来，参照图10、图11、图12A、图12B对本发明的光学装置的
实施方式进行说明。图10是本发明的光学装置的第一实施方式所涉及的
投射型显示装置的概要结构图。图10所示的投射型显示装置100具有：
作为本发明的实施方式所涉及的变焦透镜的投射透镜10；光源15；作为
与各颜色光对应的光阀的透射型显示元件11a～11c；用于进行颜色分解的
二向色镜12、13；用于进行颜色合成的十字二向色棱镜14；聚光透镜
16a～16c；以及用于使光路偏转的全反射镜18a～18c。需要说明的是，在
图10中，简要地图示了投射透镜10。另外，在光源15与二向色镜12之
间配置有积分仪，但在图10中省略了其图示。
来自光源15的白色光由二向色镜12、13分解成3种颜色光光束(G
光、B光、R光)之后，分别经过聚光透镜16a～16c入射至分别与各颜色
光光束对应的透射型显示元件11a～11c而进行光调制，在由十字二向色棱
镜14进行了颜色合成之后入射至投射透镜10。投射透镜10将基于由透
射型显示元件11a～11c进行了光调制后的光的光学像投射到屏幕105上。
图11是本发明的光学装置的第二实施方式所涉及的投射型显示装置
的概要结构图。图11所示的投射型显示装置200具有：作为本发明的实
施方式所涉及的变焦透镜的投射透镜210；光源215；作为与各颜色光对
应的光阀的DMD(DigitalMirrorDevice；数字微镜器件：注册商标)元
件21a～21c；用于进行颜色分解以及颜色合成的TIR(TotalInternal
Reflection；全内反射)棱镜24a～24c；以及将照明光与投射光分离的偏振
分离棱镜25。需要说明的是，在图11中，简要地图示了投射透镜210。
另外，在光源215与偏振分离棱镜25之间配置有积分仪，但在图11中省
略了其图示。
来自光源215的白色光在由偏振分离棱镜25内部的反射面反射之后，
被TIR棱镜24a～24c分解成3种颜色光光束(G光、B光、R光)。分解
后的各种颜色光光束分别入射至对应的DMD元件21a～21c而进行光调
制，再次在TIR棱镜24a～24c中逆向前进而进行颜色合成之后，透过偏
振分离棱镜25而入射至投射透镜210。投射透镜210将基于由DMD元
件21a～21c进行了光调制后的光的光学像投射到屏幕205上。
图12A、图12B示出作为本发明的光学装置的第三实施方式所涉及
的摄像装置的相机300的外观图。图12A示出从前侧观察相机300时的
立体图，图12B示出从背面侧观察相机300时的立体图。相机300是拆
装自如地装配有更换镜头320且不具有反光取景器的单镜头式的数码相
机。更换镜头320是将作为本发明的实施方式所涉及的变焦透镜的摄像透
镜310收纳在镜筒内的镜头。
该相机300具备相机机身31，在相机机身31的上表面上设有快门按
钮32和电源按钮33。另外在相机机身31的背面上设有操作部34、35和
显示部36。显示部36用于显示拍摄到的图像、拍摄之前的位于视场角内
的图像。
在相机机身31的前表面中央部设有供来自摄影对象的光入射的摄影
开口，在与该摄影开口对应的位置设有固定件(mount)37，更换镜头320
借助固定件37而装配在相机机身31上。
在相机机身31内设有对与由摄像透镜310形成的被摄物像对应的摄
像信号进行输出的CCD等摄像元件(未图示)、对从该摄像元件输出的
摄像信号进行处理而生成图像的信号处理电路(未图示)、以及用于记录
该生成的图像的记录介质等(未图示)。在该相机300中，通过按下快门
按钮32而能够进行静态图像或动态图像的摄影，由该摄影得到的图像数
据记录于上述记录介质。
以上，列举实施方式以及实施例来说明了本发明，但本发明的变焦透
镜并不限于上述实施例，能够进行各种方式的变更，例如能够适当变更各
透镜的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数。
另外，本发明的光学装置并不限于上述结构。例如，在投射型显示装
置中使用的光阀、用于光束分离或光束合成的光学构件也不限于上述结
构，能够进行各种方式的变更。另外，在摄像装置的实施方式中，图示了
应用于不具有反光取景器的单镜头式的数码相机的例子而进行了说明，但
本发明不限于该用途，例如也能够在单反式的相机、胶片相机、摄影机、
电视摄影机等中应用。