JP2010091836A - ズームレンズ、これを搭載する光学機器および製造方法 - Google Patents
ズームレンズ、これを搭載する光学機器および製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】光路を折り曲げるための光学素子を有した、超小型で、高画質で且つ高変倍なズームレンズ、これを搭載する光学機器および製造方法の提供。
【解決手段】光路を折り曲げるための光学素子Ｐを有するズームレンズにおいて、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを有し、第５レンズ群Ｇ５は複数のレンズを有し、Ｇ３は、正のレンズＬ３１と、正のレンズＬ３２と負のレンズＬ３３との接合レンズとを有し、光学素子Ｐの光路長をＰＬとし、ズームレンズの広角端状態における焦点距離をｆＷとし、光学素子Ｐの入射面から結像面までの光軸長をＰＷＬとしたとき、次式１．５＜ＰＬ／ｆＷ＜３．０および０．０＜ＰＬ／ＰＷＬ＜０．１７の条件を満足する。
【選択図】図１
【解決手段】光路を折り曲げるための光学素子Ｐを有するズームレンズにおいて、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを有し、第５レンズ群Ｇ５は複数のレンズを有し、Ｇ３は、正のレンズＬ３１と、正のレンズＬ３２と負のレンズＬ３３との接合レンズとを有し、光学素子Ｐの光路長をＰＬとし、ズームレンズの広角端状態における焦点距離をｆＷとし、光学素子Ｐの入射面から結像面までの光軸長をＰＷＬとしたとき、次式１．５＜ＰＬ／ｆＷ＜３．０および０．０＜ＰＬ／ＰＷＬ＜０．１７の条件を満足する。
【選択図】図１
Description
本発明は、ズームレンズ、これを搭載する光学機器および製造方法に関する。
昨今、デジタルスチルカメラ等の携行時の携帯性が重視され、カメラ本体の小型化、薄型化および軽量化を図るため、撮影レンズであるズームレンズも小型化、軽量化が図られてきた。例えば、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群と、負の屈折力を持つ第５レンズ群とから構成される５群タイプのズームレンズにおいて、第１レンズ群内に光路を略９０度に折り曲げる光学素子（プリズム）を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この構成により、格納状態から使用状態へと移行する際にカメラ本体よりレンズが突出することがないため、使用状態において携帯性に優れているとともに、カメラの小型化、薄型化に大きく寄与することができるようになっている。
特開２００７−１４８０５６号公報
しかしながら、従来のズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態へのズーミングの際に、各レンズ群間の空気間隔を効果的に可変させることで小型化に寄与していたものの、変倍比を４倍以上にすることが困難であった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に好適で、特に光路を折り曲げるための光学素子を有した、超小型で、高画質で且つ高変倍なズームレンズ、これを搭載する光学機器および製造方法を提供することを目的とする。
このような目的を達成するため、本発明は、光路を折り曲げるための光学素子を有するズームレンズにおいて、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群と、負の屈折力を持つ第５レンズ群とを有し、前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つレンズと、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズとの接合レンズとを有し、前記光学素子の光路長をＰＬとし、前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離をｆＷとし、前記光学素子の入射面から結像面までの光軸長をＰＷＬとしたとき、次式１．５＜ＰＬ／ｆＷ＜３．０および０．０＜ＰＬ／ＰＷＬ＜０．１７の条件を満足する。
なお、前記第２レンズ群、前記第４レンズおよび前記第５レンズ群は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して移動することが好ましい。
また、開口絞りは、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に配置されていることが好ましい。
また、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して光軸上の位置を固定とすることが好ましい。
また、前記第３レンズ群の焦点距離をｆＧ３とし、前記第４レンズ群の焦点距離をｆＧ４としたとき、次式１．０＜ｆＧ３／ｆＧ４＜２．０の条件を満足することが好ましい。
また、前記第１レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つレンズと、前記光路を折り曲げるための光学素子と、正の屈折力を持つレンズとを有することが好ましい。
また、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群のうち少なくとも一方は、１枚の接合レンズからなることが好ましい。
また、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群のうち少なくとも一方は、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズとの接合レンズを有することが好ましい。
また、本発明の光学機器（例えば、本実施形態におけるデジタルスチルカメラ１）は、上記ズームレンズを搭載する。
また、本発明は、光路を折り曲げるための光学素子を有するズームレンズの製造方法であって、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群と、負の屈折力を持つ第５レンズ群とを配置し、前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つレンズと、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズとの接合レンズとを有し、前記光学素子の光路長をＰＬとし、前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離をｆＷとし、前記光学素子の入射面から結像面までの光軸長をＰＷＬとしたとき、次式１．５＜ＰＬ／ｆＷ＜３．０および０．０＜ＰＬ／ＰＷＬ＜０．１７の条件を満足する。
本発明によれば、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に好適で、特に光路を折り曲げるための光学素子を有した、超小型で、高画質で且つ高変倍なズームレンズ、これを搭載する光学機器および製造方法を提供することができる。
以下、好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、光路を折り曲げるための光学素子Ｐ（本実施形態では直角プリズム）を備えて正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、光量を調節するための開口絞りＳと、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５とを有する。このように第５レンズ群Ｇ５に負の屈折力を持たせる構成により、レンズ全長を短くし、小型化を図ることができる。
さらに、第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つレンズ（図１ではレンズＬ３１）と、正の屈折力を持つレンズ（図１ではレンズＬ３２）と負の屈折力を持つレンズ（図１ではレンズＬ３３）との接合レンズとを有する。この構成とすることにより、ズーミングによる倍率色収差の変動、コマ収差および球面収差の補正を良好にすることが可能となる。
そして、上記構成の基で、光学素子Ｐの光路長をＰＬとし、ズームレンズの広角端状態における焦点距離をｆＷとし、光学素子Ｐの入射面から結像面までの光軸長をＰＷＬとしたとき、次式（１）および（２）の条件を満足する。
１．５＜ＰＬ／ｆＷ＜３．０ …（１）
０．０＜ＰＬ／ＰＷＬ＜０．１７ …（２）
０．０＜ＰＬ／ＰＷＬ＜０．１７ …（２）
上記条件式（１）は、光路を折り曲げるための光学素子Ｐの光路長ＰＬと、ズームレンズの広角端状態における焦点距離ｆＷとの適切な比率を規定している。この条件式（１）の上限値を上回ると、光路を折り曲げるための光学素子Ｐの光路長ＰＬが焦点距離ｆＷに対して長くなり、好ましくない。また、ズーミングによる非点収差の変動が大きくなって、前記収差補正が困難となり、好ましくない。一方、条件式（１）の下限値を下回ると、ズーミングによる倍率色収差およびコマ収差の変動が大きくなって、前記収差補正が困難となり、好ましくない。
なお、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（１）の上限値を２．０とすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式（１）の上限値を１．８とすることが好ましい。
また、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（１）の下限値を１．６とすることが好ましい。
上記条件式（２）は、光路を折り曲げるための光学素子Ｐの光路長ＰＬと、光学素子Ｐの入射面から結像面までの光軸長ＰＷＬとの適切な比率を規定している。この条件式（２）の上限値を上回ると、光路を折り曲げるための光学素子Ｐの光路長ＰＬが光軸長ＰＷＬに対して長くなり、好ましくない。また、ズーミングによる倍率色収差およびコマ収差の変動が大きくなって、前記収差補正が困難となり好ましくない。一方、条件式（２）の下限値を下回ると、ズーミングによる非点収差の変動が大きくなって、前記収差補正が困難となり、好ましくない。
なお、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（２）の上限値を０．１６とすることが好ましい。
また、本実施形態において、第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳおよび第３レンズ群Ｇ３は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して光軸上の位置を固定とし、第２レンズ群Ｇ２、第４レンズＧ４および第５レンズ群Ｇ５は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して移動することが好ましい。その結果、最も物体側の第１レンズ群Ｇ１は、広角端状態から望遠端状態への変倍（ズーミングおよびフォーカシング）に際して光軸上の位置を固定されるため、本ズームレンズ中一番大きな群を稼動させる必要がなくなり、構造的に簡素なものにすることができる。また、一番大きな群である第１レンズ群Ｇ１以外によって変倍（ズーミングおよびフォーカシング）するため、従来よりも小さな駆動系を使用することが可能となり、本ズームレンズの小型化に貢献できる。また、第５レンズ群Ｇ５を変倍に際して移動させることにより、非点収差を良好に補正し易くなる。
また、本実施形態において、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆＧ３とし、第４レンズ群Ｇ４の焦点距離をｆＧ４としたとき、次式（３）の条件を満足することが好ましい。
１．０＜ｆＧ３／ｆＧ４＜２．０ …（３）
上記条件式（３）は、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆＧ３と第４レンズ群Ｇ４の焦点距離ｆＧ４との適切な比率を規定している。この条件式（３）上限値を上回ると、ズーミングによる倍率色収差の変動を良好に補正することが困難となり、好ましくない。一方、条件式（３）の下限値を下回ると、球面収差を良好に補正することが困難となり、好ましくない。
なお、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（３）の上限値を１．７とすることが好ましい。
また、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（３）の下限値を１．２とすることが好ましい。
また、本実施形態において、第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つレンズ（図１ではレンズＬ１１）と、光路を折り曲げるための光学素子（図１ではプリズムＰ）と、正の屈折力を持つレンズ（図１ではレンズＬ１２）とを有することが好ましい。この構成とすることにより、広角端状態における倍率色収差およびコマ収差を良好に補正することが可能となる。
また、本実施形態において、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５のうち少なくとも一方は、１枚の接合レンズからなることが好ましい。この構成にすることにより、ズーミングによる倍率色収差の変動を良好に補正することが可能となる。
また、本実施形態において、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５のうち少なくとも一方は、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズとの接合レンズを有することが好ましい。この構成にすることにより、ズーミングによる倍率色収差の変動を良好に補正することが可能となる。
図９および図１０に、撮影レンズＺＬとして上記ズームレンズを備えたデジタルスチルカメラ１（光学機器）を示す。このデジタルスチルカメラ１は、不図示の電源釦を押すと、撮影レンズＺＬの不図示のシャッタが開放されて、撮影レンズＺＬで被写体（物体）からの光が集光され、像面Ｉに配置された（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等からなる）撮像素子Ｃに結像される。撮像素子Ｃに結像された被写体像は、デジタルスチルカメラ１の背後に配置された液晶モニターＭに表示される。撮影者は、液晶モニターＭを見ながら被写体像の構図を決めた後、レリーズ釦Ｂ１を押し下げて被写体像を撮像素子Ｃで撮影し、不図示のメモリーに記録保存する。
なお、このカメラ１には、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部４、撮影レンズＺＬを広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）にズーミングする際のワイド（Ｗ）−テレ（Ｔ）ボタン５、および、デジタルスチルカメラ１の種々の条件設定等に使用するファンクションボタン６等が配置されている。
続いて、図１１を参照しながら、上記構成のズームレンズの製造方法について説明する。まず、円筒状の鏡筒内に各レンズを組み込む（ステップＳ１）。レンズを鏡筒内に組み込む際、光軸に沿った順にレンズを１つずつ鏡筒内に組み込んでもよく、一部または全てのレンズを保持部材で一体保持してから鏡筒部材と組み立ててもよい。次に、鏡筒内に各レンズが組み込まれた後、鏡筒内に各レンズが組み込まれた状態で物体の像が形成されるか、すなわち各レンズの中心が揃っているかを確認する（ステップＳ２）。続いて、ズームレンズの各種動作を確認する（ステップＳ３）。各種動作の一例としては、広角端状態から望遠端状態への変倍を行う変倍動作、遠距離物体から近距離物体への合焦を行うレンズが光軸方向に沿って移動する合焦動作、少なくとも一部のレンズが光軸と直交方向の成分を持つように移動する手ブレ補正動作などが挙げられる。なお、各種動作の確認順番は任意である。
以下、本実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。以下に、表１〜表４を示すが、これらは第１実施例〜第４実施例における各諸元の表である。［全体諸元］において、ｆは本ズームレンズの焦点距離を、ＦＮＯはＦナンバーを、ωは半画角を、Ｙは像高を、ＴＬはレンズ全長を、Ｂｆはバックフォーカスを示す。［レンズデータ］においては、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、ｒは各レンズ面の曲率半径を、ｄは各光学面から次の光学面（又は像面）までの光軸上の距離である面間隔を、ｎｄはｄ線（波長587.6nm）に対する屈折率を、νｄはｄ線に対するアッベ数を示す。また、レンズ面が非球面である場合には、面番号に＊印を付し、曲率半径ｒの欄には近軸曲率半径を示す。なお、曲率半径の「∞」は平面又は開口を示す。また、空気の屈折率「1.00000」の記載は省略している。［ズーミングデータ］において、広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態の各状態における、ｄｉ（但し、ｉは整数）は第ｉ面の可変の面間隔を示す。［ズームレンズ群データ］において、各群の初面および焦点距離を示す。［条件式］において、上記の条件式（１）〜（３）に対応する値を示す。
［非球面データ］には、［レンズデータ］に示した非球面について、その形状を次式（ａ）で示す。すなわち、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をＳ（ｙ）とし、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒとし、円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＡｎとしたとき、以下の式（ａ）で示している。なお、各実施例において、２次の非球面係数Ａ2は０であり、その記載を省略している。また、Ｅ-nは、×１０-nを表す。例えば、1.234E-05＝1.234×10-5である。
Ｓ（ｙ）＝（ｙ2／ｒ）／｛１＋（１−κ・y2／ｒ2）1/2｝
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10 …（ａ）
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10 …（ａ）
なお、表中において、焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄ、その他の長さの単位は、一般に「ｍｍ」が使われている。但し、光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「ｍｍ」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。
以上の表の説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。
（第１実施例）
第１実施例について、図１、図２および表１を用いて説明する。図１は、第１実施例に係るズームレンズの構成を示すとともに、広角端状態（Ｗ）から（中間焦点距離状態を経て）望遠端状態（Ｔ）までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。なお、第１実施例に係るズームレンズは、図１０に示すように直角プリズムＰ（光路を折り曲げるための光学素子）により光路を９０度偏光しているが、図１ではこれを展開して示している。
第１実施例について、図１、図２および表１を用いて説明する。図１は、第１実施例に係るズームレンズの構成を示すとともに、広角端状態（Ｗ）から（中間焦点距離状態を経て）望遠端状態（Ｔ）までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。なお、第１実施例に係るズームレンズは、図１０に示すように直角プリズムＰ（光路を折り曲げるための光学素子）により光路を９０度偏光しているが、図１ではこれを展開して示している。
第１実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５とを有する。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、光路を９０度折り曲げるための直角プリズムＰと、両凸形状の正レンズＬ１２とを有する。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と両凸形状の正レンズＬ２３との接合レンズとを有する。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と両凹形状の負レンズＬ３３との接合レンズとを有する。
第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ４１と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２との接合レンズを有する。
第５レンズ群Ｇ５は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ５１と両凹形状の負レンズＬ５２との接合レンズを有する。
なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、光量を調節するための開口絞りＳが配置されている。
また、第５レンズ群Ｇ５と像面Ｉとの間には、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタＬＰＦが配置されている。なお、像面Ｉは、不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成されている。
そして、上記構成を有する本実施例のズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳおよび第３レンズ群Ｇ３を常に像面Ｉに対して固定とし、第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５を移動させる。
表１に第１実施例における各諸元の表を示す。なお、表１における面番号１〜２７は、図１に示す面１〜２７に対応している。なお、第１実施例では、第５面、第６面、第８面、第１４面および第１８面が、いずれも非球面形状に形成されている。
（表１）
［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 27.7315 0.7000 1.922860 20.88
2 9.0107 2.6800
3 ∞ 8.4000 1.846660 23.78
4 ∞ 0.2000
＊5 13.4490 2.5500 1.693500 53.22
＊6 -16.9884 d6
7 -33.2204 0.7000 1.765460 46.73
＊8 6.2472 1.0000
9 -15.7537 0.5000 1.882997 40.76
10 8.3323 1.8000 1.922860 20.88
11 -36.3999 d11
12 ∞ 0.3000 (開口絞りＳ)
13 8.0796 1.3000 1.693500 53.22
＊14 -36.4376 0.1000
15 6.9367 1.5500 1.518229 58.93
16 -11.6360 0.4000 1.882997 40.76
17 7.2546 d17
＊18 14.5309 3.4500 1.693500 53.22
19 -5.5042 0.6500 1.903658 31.31
20 -10.6985 d20
21 17.0925 2.6000 1.603001 65.44
22 -7.5018 0.5000 1.834000 37.16
23 16.5600 d23
24 ∞ 0.2100 1.516330 64.14
25 ∞ 1.0000
26 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
27 ∞ Bf
像面 ∞
［非球面データ］
第５面
κ=+1.0000,A4=-8.08740E-05,A6=-1.64960E-07,A8=-3.15350E-09,A10=0.00000E+00
第６面
κ=+1.0000,A4=+3.54910E-05,A6=+8.39040E-08,A8=-3.95330E-09,A10=0.00000E+00
第８面
κ=+1.0000,A4=-4.94150E-04,A6=-2.37680E-06,A8=-2.03850E-07,A10=0.00000E+00
第１４面
κ=+1.0000,A4=+6.52730E-05,A6=-9.40280E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１８面
κ=+0.0992,A4=-1.09210E-04,A6=+3.96910E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
［全体諸元］
ズーム比 4.70433
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 5.15198 〜 10.14958 〜 24.23663
ＦＮＯ 4.07957 〜 4.49619 〜 6.01030
ω 40.17430 〜 21.63392 〜 9.39484
Ｙ 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
ＴＬ 56.97959 〜 56.97892 〜 56.97717
Ｂｆ 0.59960 〜 0.59893 〜 0.59717
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d６ 0.50000 5.12487 8.85015
d11 8.95013 4.32527 0.59999
d17 8.46078 5.49176 1.00000
d20 1.00000 2.03367 1.80337
d23 6.37908 8.31442 13.03648
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 14.40652
Ｇ２ ７ -5.88007
Ｇ３ 13 16.11221
Ｇ４ 18 11.21984
Ｇ５ 21 -24.30328
［条件式］
条件式（１）ＰＬ／ｆＷ＝1.63044
条件式（２）ＰＬ／ＰＷＬ＝0.15672
条件式（３）ｆＧ３／ｆＧ４＝1.4360
［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 27.7315 0.7000 1.922860 20.88
2 9.0107 2.6800
3 ∞ 8.4000 1.846660 23.78
4 ∞ 0.2000
＊5 13.4490 2.5500 1.693500 53.22
＊6 -16.9884 d6
7 -33.2204 0.7000 1.765460 46.73
＊8 6.2472 1.0000
9 -15.7537 0.5000 1.882997 40.76
10 8.3323 1.8000 1.922860 20.88
11 -36.3999 d11
12 ∞ 0.3000 (開口絞りＳ)
13 8.0796 1.3000 1.693500 53.22
＊14 -36.4376 0.1000
15 6.9367 1.5500 1.518229 58.93
16 -11.6360 0.4000 1.882997 40.76
17 7.2546 d17
＊18 14.5309 3.4500 1.693500 53.22
19 -5.5042 0.6500 1.903658 31.31
20 -10.6985 d20
21 17.0925 2.6000 1.603001 65.44
22 -7.5018 0.5000 1.834000 37.16
23 16.5600 d23
24 ∞ 0.2100 1.516330 64.14
25 ∞ 1.0000
26 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
27 ∞ Bf
像面 ∞
［非球面データ］
第５面
κ=+1.0000,A4=-8.08740E-05,A6=-1.64960E-07,A8=-3.15350E-09,A10=0.00000E+00
第６面
κ=+1.0000,A4=+3.54910E-05,A6=+8.39040E-08,A8=-3.95330E-09,A10=0.00000E+00
第８面
κ=+1.0000,A4=-4.94150E-04,A6=-2.37680E-06,A8=-2.03850E-07,A10=0.00000E+00
第１４面
κ=+1.0000,A4=+6.52730E-05,A6=-9.40280E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１８面
κ=+0.0992,A4=-1.09210E-04,A6=+3.96910E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
［全体諸元］
ズーム比 4.70433
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 5.15198 〜 10.14958 〜 24.23663
ＦＮＯ 4.07957 〜 4.49619 〜 6.01030
ω 40.17430 〜 21.63392 〜 9.39484
Ｙ 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
ＴＬ 56.97959 〜 56.97892 〜 56.97717
Ｂｆ 0.59960 〜 0.59893 〜 0.59717
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d６ 0.50000 5.12487 8.85015
d11 8.95013 4.32527 0.59999
d17 8.46078 5.49176 1.00000
d20 1.00000 2.03367 1.80337
d23 6.37908 8.31442 13.03648
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 14.40652
Ｇ２ ７ -5.88007
Ｇ３ 13 16.11221
Ｇ４ 18 11.21984
Ｇ５ 21 -24.30328
［条件式］
条件式（１）ＰＬ／ｆＷ＝1.63044
条件式（２）ＰＬ／ＰＷＬ＝0.15672
条件式（３）ｆＧ３／ｆＧ４＝1.4360
表１に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズでは、上記条件式（１）〜（３）を全て満たすことが分かる。
図２は、第１実施例の諸収差図であり、（ａ）は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、（ｂ）は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、（ｃ）は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは像高を示している。球面収差を示す収差図において、実線は球面収差を示し、破線はサインコンディション（正弦条件）を示す。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリジオナル像面を示す。さらに、コマ収差において、実線はメリジオナルコマを示す。また、ｄはｄ線（波長587.6nm）、ｇはｇ線（波長435.8nm）、ＣはＣ線（波長656.3nm）、ＦはＦ線（波長486.1nm）に対する諸収差を、記載のないものはｄ線に対する諸収差をそれぞれ示す。以上の収差図の説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。
各収差図から明らかなように、第１実施例では、ズーム比が４．５倍以上であり、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
（第２実施例）
第２実施例について、図３、図４および表２を用いて説明する。図３は、第２実施例に係るズームレンズの構成を示すとともに、広角端状態（Ｗ）から（中間焦点距離状態を経て）望遠端状態（Ｔ）までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。なお、第２実施例に係るズームレンズは、図１０に示すように直角プリズムＰ（光路を折り曲げるための光学素子）により光路を９０度偏光しているが、図３ではこれを展開して示している。
第２実施例について、図３、図４および表２を用いて説明する。図３は、第２実施例に係るズームレンズの構成を示すとともに、広角端状態（Ｗ）から（中間焦点距離状態を経て）望遠端状態（Ｔ）までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。なお、第２実施例に係るズームレンズは、図１０に示すように直角プリズムＰ（光路を折り曲げるための光学素子）により光路を９０度偏光しているが、図３ではこれを展開して示している。
第２実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５とを有する。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、光路を９０度折り曲げるための直角プリズムＰと、両凸形状の正レンズＬ１２とを有する。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と両凸形状の正レンズＬ２３との接合レンズとを有する。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と両凹形状の負レンズＬ３３との接合レンズとを有する。
第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ４１と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２との接合レンズを有する。
第５レンズ群Ｇ５は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ５１と両凹形状の負レンズＬ５２との接合レンズを有する。
なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、光量を調節するための開口絞りＳが配置されている。
また、第５レンズ群Ｇ５と像面Ｉとの間には、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタＬＰＦが配置されている。なお、像面Ｉは、不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成されている。
そして、上記構成を有する本実施例のズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳおよび第３レンズ群Ｇ３を常に像面Ｉに対して固定とし、第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５を移動させる。
表２に第２実施例における各諸元の表を示す。なお、表２における面番号１〜２７は、図３に示す面１〜２７に対応している。なお、第２実施例では、第５面、第６面、第８面、第１４面および第１８面が、いずれも非球面形状に形成されている。
（表２）
［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 28.0669 0.7000 1.922860 20.88
2 9.0068 2.6800
3 ∞ 8.4000 1.846660 23.78
4 ∞ 0.2000
＊5 13.4622 2.5500 1.693500 53.22
＊6 -17.3557 d6
7 -34.4164 0.7000 1.765460 46.73
＊8 6.3406 1.0000
9 -20.2197 0.5000 1.882997 40.76
10 7.3962 1.8000 1.922860 20.88
11 -76.1310 d11
12 ∞ 0.3000 （開口絞りＳ）
13 8.9612 1.3000 1.693500 53.22
＊14 -31.5432 0.1000
15 6.9664 1.5500 1.518229 58.93
16 -12.2345 0.4000 1.882997 40.76
17 7.8809 d17
＊18 14.0041 3.4500 1.693500 53.22
19 -5.5107 0.6500 1.903658 31.31
20 -10.7103 d20
21 16.3845 2.6000 1.603001 65.44
22 -7.2652 0.5000 1.834000 37.16
23 14.1600 d23
24 ∞ 0.2100 1.516330 64.14
25 ∞ 1.0000
26 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
27 ∞ Bf
像面 ∞
［非球面データ］
第５面
κ=+1.0000,A4=-8.75640E-05,A6=-9.22050E-08,A8=-6.82360E-09,A10=0.00000E+00
第６面
κ=+1.0000,A4=+2.29280E-05,A6=+1.15360E-07,A8=-5.28810E-09,A10=0.00000E+00
第８面
κ=+1.0000,A4=-4.43690E-04,A6=-3.31190E-06,A8=-3.39010E-08,A10=0.00000E+00
第１４面
κ=+1.0000,A4=+3.67380E-05,A6=-5.00970E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１８面
κ=+3.7416,A4=-2.77250E-04,A6=+2.04260E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
［全体諸元］
ズーム比 4.70426
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 5.15199 〜 10.14958 〜 24.23632
ＦＮＯ 4.08367 〜 4.47159 〜 6.06960
ω 40.16795 〜 21.66401 〜 9.39123
Ｙ 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
ＴＬ 56.97964 〜 56.97889 〜 56.97701
Ｂｆ 0.59964 〜 0.59890 〜 0.59699
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d６ 0.50000 5.20480 8.85022
d11 8.95018 4.24539 0.60000
d17 8.66600 5.68519 1.00000
d20 1.00000 2.18190 2.42232
d23 6.17383 7.97272 12.41749
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 14.71707
Ｇ２ ７ -5.84281
Ｇ３ 13 15.88709
Ｇ４ 18 11.03087
Ｇ５ 21 -20.67584
［条件式］
条件式（１）ＰＬ／ｆＷ＝1.63044
条件式（２）ＰＬ／ＰＷＬ＝0.15672
条件式（３）ｆＧ３／ｆＧ４＝1.4402
［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 28.0669 0.7000 1.922860 20.88
2 9.0068 2.6800
3 ∞ 8.4000 1.846660 23.78
4 ∞ 0.2000
＊5 13.4622 2.5500 1.693500 53.22
＊6 -17.3557 d6
7 -34.4164 0.7000 1.765460 46.73
＊8 6.3406 1.0000
9 -20.2197 0.5000 1.882997 40.76
10 7.3962 1.8000 1.922860 20.88
11 -76.1310 d11
12 ∞ 0.3000 （開口絞りＳ）
13 8.9612 1.3000 1.693500 53.22
＊14 -31.5432 0.1000
15 6.9664 1.5500 1.518229 58.93
16 -12.2345 0.4000 1.882997 40.76
17 7.8809 d17
＊18 14.0041 3.4500 1.693500 53.22
19 -5.5107 0.6500 1.903658 31.31
20 -10.7103 d20
21 16.3845 2.6000 1.603001 65.44
22 -7.2652 0.5000 1.834000 37.16
23 14.1600 d23
24 ∞ 0.2100 1.516330 64.14
25 ∞ 1.0000
26 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
27 ∞ Bf
像面 ∞
［非球面データ］
第５面
κ=+1.0000,A4=-8.75640E-05,A6=-9.22050E-08,A8=-6.82360E-09,A10=0.00000E+00
第６面
κ=+1.0000,A4=+2.29280E-05,A6=+1.15360E-07,A8=-5.28810E-09,A10=0.00000E+00
第８面
κ=+1.0000,A4=-4.43690E-04,A6=-3.31190E-06,A8=-3.39010E-08,A10=0.00000E+00
第１４面
κ=+1.0000,A4=+3.67380E-05,A6=-5.00970E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１８面
κ=+3.7416,A4=-2.77250E-04,A6=+2.04260E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
［全体諸元］
ズーム比 4.70426
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 5.15199 〜 10.14958 〜 24.23632
ＦＮＯ 4.08367 〜 4.47159 〜 6.06960
ω 40.16795 〜 21.66401 〜 9.39123
Ｙ 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
ＴＬ 56.97964 〜 56.97889 〜 56.97701
Ｂｆ 0.59964 〜 0.59890 〜 0.59699
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d６ 0.50000 5.20480 8.85022
d11 8.95018 4.24539 0.60000
d17 8.66600 5.68519 1.00000
d20 1.00000 2.18190 2.42232
d23 6.17383 7.97272 12.41749
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 14.71707
Ｇ２ ７ -5.84281
Ｇ３ 13 15.88709
Ｇ４ 18 11.03087
Ｇ５ 21 -20.67584
［条件式］
条件式（１）ＰＬ／ｆＷ＝1.63044
条件式（２）ＰＬ／ＰＷＬ＝0.15672
条件式（３）ｆＧ３／ｆＧ４＝1.4402
表２に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズでは、上記条件式（１）〜（３）を全て満たすことが分かる。
図４は、第２実施例の諸収差図であり、（ａ）は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、（ｂ）は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、（ｃ）は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。各収差図から明らかなように、第２実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
（第３実施例）
第３実施例について、図５、図６および表３を用いて説明する。図５は、第３実施例に係るズームレンズの構成を示すとともに、広角端状態（Ｗ）から（中間焦点距離状態を経て）望遠端状態（Ｔ）までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。なお、第３実施例に係るズームレンズは、図１０に示すように直角プリズムＰ（光路を折り曲げるための光学素子）により光路を９０度偏光しているが、図５ではこれを展開して示している。
第３実施例について、図５、図６および表３を用いて説明する。図５は、第３実施例に係るズームレンズの構成を示すとともに、広角端状態（Ｗ）から（中間焦点距離状態を経て）望遠端状態（Ｔ）までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。なお、第３実施例に係るズームレンズは、図１０に示すように直角プリズムＰ（光路を折り曲げるための光学素子）により光路を９０度偏光しているが、図５ではこれを展開して示している。
第３実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５とを有する。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、光路を９０度折り曲げるための直角プリズムＰと、両凸形状の正レンズＬ１２とを有する。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と両凸形状の正レンズＬ２３との接合レンズとを有する。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と両凹形状の負レンズＬ３３との接合レンズとを有する。
第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ４１と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２との接合レンズを有する。
第５レンズ群Ｇ５は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ５１と両凹形状の負レンズＬ５２との接合レンズを有する。
なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、光量を調節するための開口絞りＳが配置されている。
また、第５レンズ群Ｇ５と像面Ｉとの間には、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタＬＰＦが配置されている。なお、像面Ｉは、不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成されている。
そして、上記構成を有する本実施例のズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳおよび第３レンズ群Ｇ３を常に像面Ｉに対して固定とし、第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５を移動させる。
表３に第３実施例における各諸元の表を示す。なお、表３における面番号１〜２７は、図５に示す面１〜２７に対応している。なお、第３実施例では、第５面、第６面、第８面、第１４面および第１８面が、いずれも非球面形状に形成されている。
（表３）
［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 27.2773 0.7000 1.922860 20.88
2 8.9548 2.6800
3 0.0000 8.4000 1.846660 23.78
4 0.0000 0.2000
＊5 13.6668 2.5500 1.693500 53.22
＊6 -17.2270 d6
7 -32.5000 0.7000 1.755121 45.60
＊8 6.2845 0.9700
9 -17.7842 0.4000 1.882997 40.76
10 7.5992 1.8000 1.922860 20.88
11 -52.9614 d11
12 0.0000 0.3000 （開口絞りＳ）
13 8.7381 1.3000 1.693500 53.22
＊14 -29.8645 0.1000
15 7.2172 1.5500 1.518229 58.93
16 -12.4753 0.4000 1.882997 40.76
17 7.9213 d17
＊18 14.2955 3.4500 1.693500 53.22
19 -5.5249 0.6500 1.903658 31.31
20 -10.9042 d20
21 17.7272 2.6000 1.603001 65.44
22 -7.1407 0.4000 1.834000 37.16
23 16.1148 d23
24 ∞ 0.2100 1.516330 64.14
25 ∞ 1.0000
26 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
27 ∞ Bf
像面 ∞
［非球面データ］
第５面
κ=+1.0000,A4=-7.84780E-05,A6=-3.97070E-07,A8=+2.61250E-09,A10=0.00000E+00
第６面
κ=+1.0000,A4=+2.84240E-05,A6=-1.67470E-07,A8=+2.80030E-09,A10=0.00000E+00
第８面
κ=+1.0000,A4=-4.72180E-04,A6=-1.41680E-06,A8=-1.83450E-07,A10=0.00000E+00
第１４面
κ=+1.0000,A4=+7.16020E-05,A6=-2.50890E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１８面
κ=+4.2637,A4=-2.72250E-04,A6=+1.58960E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
［全体諸元］
ズーム比 4.70428
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 5.15199 〜 10.14959 〜 24.23640
ＦＮＯ 4.11749 〜 4.50702 〜 6.03932
ω 40.18289 〜 21.65903 〜 9.39449
Ｙ 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
ＴＬ 56.97949 〜 56.97891 〜 56.97704
Ｂｆ 0.59964 〜 0.59892 〜 0.59703
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d６ 0.50000 5.23786 8.98004
d11 9.08002 4.34217 0.59999
d17 8.82371 5.68099 1.00000
d20 1.00000 2.18397 2.55813
d23 6.11626 8.07499 12.38184
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 14.83868
Ｇ２ ７ -5.83571
Ｇ３ 13 15.44915
Ｇ４ 18 11.29784
Ｇ５ 21 -22.02234
［条件式］
条件式（１）ＰＬ／ｆＷ＝1.63044
条件式（２）ＰＬ／ＰＷＬ＝0.15672
条件式（３）ｆＧ３／ｆＧ４＝1.3674
［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 27.2773 0.7000 1.922860 20.88
2 8.9548 2.6800
3 0.0000 8.4000 1.846660 23.78
4 0.0000 0.2000
＊5 13.6668 2.5500 1.693500 53.22
＊6 -17.2270 d6
7 -32.5000 0.7000 1.755121 45.60
＊8 6.2845 0.9700
9 -17.7842 0.4000 1.882997 40.76
10 7.5992 1.8000 1.922860 20.88
11 -52.9614 d11
12 0.0000 0.3000 （開口絞りＳ）
13 8.7381 1.3000 1.693500 53.22
＊14 -29.8645 0.1000
15 7.2172 1.5500 1.518229 58.93
16 -12.4753 0.4000 1.882997 40.76
17 7.9213 d17
＊18 14.2955 3.4500 1.693500 53.22
19 -5.5249 0.6500 1.903658 31.31
20 -10.9042 d20
21 17.7272 2.6000 1.603001 65.44
22 -7.1407 0.4000 1.834000 37.16
23 16.1148 d23
24 ∞ 0.2100 1.516330 64.14
25 ∞ 1.0000
26 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
27 ∞ Bf
像面 ∞
［非球面データ］
第５面
κ=+1.0000,A4=-7.84780E-05,A6=-3.97070E-07,A8=+2.61250E-09,A10=0.00000E+00
第６面
κ=+1.0000,A4=+2.84240E-05,A6=-1.67470E-07,A8=+2.80030E-09,A10=0.00000E+00
第８面
κ=+1.0000,A4=-4.72180E-04,A6=-1.41680E-06,A8=-1.83450E-07,A10=0.00000E+00
第１４面
κ=+1.0000,A4=+7.16020E-05,A6=-2.50890E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１８面
κ=+4.2637,A4=-2.72250E-04,A6=+1.58960E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
［全体諸元］
ズーム比 4.70428
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 5.15199 〜 10.14959 〜 24.23640
ＦＮＯ 4.11749 〜 4.50702 〜 6.03932
ω 40.18289 〜 21.65903 〜 9.39449
Ｙ 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
ＴＬ 56.97949 〜 56.97891 〜 56.97704
Ｂｆ 0.59964 〜 0.59892 〜 0.59703
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d６ 0.50000 5.23786 8.98004
d11 9.08002 4.34217 0.59999
d17 8.82371 5.68099 1.00000
d20 1.00000 2.18397 2.55813
d23 6.11626 8.07499 12.38184
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 14.83868
Ｇ２ ７ -5.83571
Ｇ３ 13 15.44915
Ｇ４ 18 11.29784
Ｇ５ 21 -22.02234
［条件式］
条件式（１）ＰＬ／ｆＷ＝1.63044
条件式（２）ＰＬ／ＰＷＬ＝0.15672
条件式（３）ｆＧ３／ｆＧ４＝1.3674
表３に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズでは、上記条件式（１）〜（３）を全て満たすことが分かる。
図６は、第３実施例の諸収差図であり、（ａ）は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、（ｂ）は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、（ｃ）は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。各収差図から明らかなように、第３実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
（第４実施例）
第４実施例について、図７、図８および表４を用いて説明する。図７は、第４実施例に係るズームレンズの構成を示すとともに、広角端状態（Ｗ）から（中間焦点距離状態を経て）望遠端状態（Ｔ）までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。なお、第４実施例に係るズームレンズは、図１０に示すように直角プリズムＰ（光路を折り曲げるための光学素子）により光路を９０度偏光しているが、図７ではこれを展開して示している。
第４実施例について、図７、図８および表４を用いて説明する。図７は、第４実施例に係るズームレンズの構成を示すとともに、広角端状態（Ｗ）から（中間焦点距離状態を経て）望遠端状態（Ｔ）までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。なお、第４実施例に係るズームレンズは、図１０に示すように直角プリズムＰ（光路を折り曲げるための光学素子）により光路を９０度偏光しているが、図７ではこれを展開して示している。
第４実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５とを有する。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、光路を９０度折り曲げるための直角プリズムＰと、両凸形状の正レンズＬ１２とを有する。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と両凸形状の正レンズＬ２３との接合レンズとを有する。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と両凹形状の負レンズＬ３３との接合レンズとを有する。
第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ４１と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２との接合レンズを有する。
第５レンズ群Ｇ５は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ５１と両凹形状の負レンズＬ５２との接合レンズを有する。
なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、光量を調節するための開口絞りＳが配置されている。
また、第５レンズ群Ｇ５と像面Ｉとの間には、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタＬＰＦが配置されている。なお、像面Ｉは、不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成されている。
そして、上記構成を有する本実施例のズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳおよび第３レンズ群Ｇ３を常に像面Ｉに対して固定とし、第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５を移動させる。
表４に第４実施例における各諸元の表を示す。なお、表４における面番号１〜２７は、図７に示す面１〜２７に対応している。なお、第４実施例では、第５面、第６面、第８面、第１４面および第１８面が、いずれも非球面形状に形成されている。
（表４）
［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 24.4338 0.7000 1.922860 20.88
2 8.5340 2.7674
3 ∞ 8.4000 1.846660 23.78
4 ∞ 0.2000
＊5 13.9639 2.5500 1.693500 53.31
＊6 -17.0828 d6
7 -32.5000 0.7000 1.765460 46.73
＊8 6.4884 0.9134
9 -25.5105 0.4000 1.882997 40.76
10 6.8170 1.8000 1.922860 20.88
11 -271.6795 d11
12 0.0000 0.3000 （開口絞りＳ）
13 9.8840 1.3000 1.606060 57.45
＊14 -22.2846 0.1000
15 7.1506 1.5500 1.518229 58.93
16 -15.3314 0.4000 1.882997 40.76
17 9.1229 d17
＊18 14.4540 3.4500 1.693500 53.22
19 -5.9015 0.6000 1.903658 31.31
20 -11.3005 d20
21 13.5798 2.6000 1.603001 65.44
22 -7.4747 0.4000 1.834000 37.16
23 11.3288 d23
24 ∞ 0.2100 1.516330 64.14
25 ∞ 1.0000
26 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
27 ∞ Bf
像面 ∞
［非球面データ］
第５面
κ=+1.0000,A4=-8.58680E-05,A6=-3.05900E-07,A8=-2.07220E-09,A10=0.00000E+00
第６面
κ=+1.0000,A4=+8.02510E-06,A6=+7.31250E-09,A8=-2.26130E-09,A10=0.00000E+00
第８面
κ=+1.0000,A4=-4.17550E-04,A6=-1.70980E-06,A8=+2.28340E-08,A10=0.00000E+00
第１４面
κ=+1.0000,A4=+8.48630E-05,A6=0.00000E+00,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１８面
κ=+0.8950,A4=-1.40330E-04,A6=+2.28600E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
［全体諸元］
ズーム比 4.70434
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 5.15199 〜 10.14959 〜 24.23671
ＦＮＯ 4.10656 〜 4.47665 〜 6.11490
ω 40.12682 〜 20.00748 〜 11.72370
Ｙ 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
ＴＬ 57.06692 〜 57.06649 〜 56.06486
Ｂｆ 0.59951 〜 0.59908 〜 0.59747
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d６ 0.50000 5.31289 9.03655
d11 9.13656 4.32368 0.60000
d17 8.87526 5.78781 1.00000
d20 1.00000 2.33169 2.92853
d23 6.11479 7.87054 12.06151
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 15.03501
Ｇ２ ７ -5.86083
Ｇ３ 13 15.67234
Ｇ４ 18 11.41548
Ｇ５ 21 -19.10688
［条件式］
条件式（１）ＰＬ／ｆＷ＝1.63044
条件式（２）ＰＬ／ＰＷＬ＝0.15672
条件式（３）ｆＧ３／ｆＧ４＝1.3674
［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 24.4338 0.7000 1.922860 20.88
2 8.5340 2.7674
3 ∞ 8.4000 1.846660 23.78
4 ∞ 0.2000
＊5 13.9639 2.5500 1.693500 53.31
＊6 -17.0828 d6
7 -32.5000 0.7000 1.765460 46.73
＊8 6.4884 0.9134
9 -25.5105 0.4000 1.882997 40.76
10 6.8170 1.8000 1.922860 20.88
11 -271.6795 d11
12 0.0000 0.3000 （開口絞りＳ）
13 9.8840 1.3000 1.606060 57.45
＊14 -22.2846 0.1000
15 7.1506 1.5500 1.518229 58.93
16 -15.3314 0.4000 1.882997 40.76
17 9.1229 d17
＊18 14.4540 3.4500 1.693500 53.22
19 -5.9015 0.6000 1.903658 31.31
20 -11.3005 d20
21 13.5798 2.6000 1.603001 65.44
22 -7.4747 0.4000 1.834000 37.16
23 11.3288 d23
24 ∞ 0.2100 1.516330 64.14
25 ∞ 1.0000
26 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
27 ∞ Bf
像面 ∞
［非球面データ］
第５面
κ=+1.0000,A4=-8.58680E-05,A6=-3.05900E-07,A8=-2.07220E-09,A10=0.00000E+00
第６面
κ=+1.0000,A4=+8.02510E-06,A6=+7.31250E-09,A8=-2.26130E-09,A10=0.00000E+00
第８面
κ=+1.0000,A4=-4.17550E-04,A6=-1.70980E-06,A8=+2.28340E-08,A10=0.00000E+00
第１４面
κ=+1.0000,A4=+8.48630E-05,A6=0.00000E+00,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第１８面
κ=+0.8950,A4=-1.40330E-04,A6=+2.28600E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
［全体諸元］
ズーム比 4.70434
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 5.15199 〜 10.14959 〜 24.23671
ＦＮＯ 4.10656 〜 4.47665 〜 6.11490
ω 40.12682 〜 20.00748 〜 11.72370
Ｙ 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
ＴＬ 57.06692 〜 57.06649 〜 56.06486
Ｂｆ 0.59951 〜 0.59908 〜 0.59747
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d６ 0.50000 5.31289 9.03655
d11 9.13656 4.32368 0.60000
d17 8.87526 5.78781 1.00000
d20 1.00000 2.33169 2.92853
d23 6.11479 7.87054 12.06151
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 15.03501
Ｇ２ ７ -5.86083
Ｇ３ 13 15.67234
Ｇ４ 18 11.41548
Ｇ５ 21 -19.10688
［条件式］
条件式（１）ＰＬ／ｆＷ＝1.63044
条件式（２）ＰＬ／ＰＷＬ＝0.15672
条件式（３）ｆＧ３／ｆＧ４＝1.3674
表４に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズでは、上記条件式（１）〜（３）を全て満たすことが分かる。
図８は、第４実施例の諸収差図であり、（ａ）は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、（ｂ）は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、（ｃ）は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。各収差図から明らかなように、第４実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
なお、上述の実施形態において、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
各実施例では、ズームレンズとして５群構成を示したが、６群、７群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。また、レンズ群とは、変倍時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも１枚のレンズを有する部分をいう。
また、本実施形態においては、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としてもよい。この合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の（超音波モーター等を用いた）モーター駆動にも適している。特に、第４レンズ群Ｇ４または第５レンズ群Ｇ５を合焦レンズ群とするのが好ましい。なお、第４レンズ群Ｇ４を合焦レンズ群とする場合は、該レンズ群を光軸に沿って物体側に移動させる。また、第５レンズ群Ｇ５を合焦レンズ群とする場合は、該レンズ群を光軸に沿って像側に移動させる。
また、本実施形態において、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向に振動させ、または光軸を含む面内方向に回転移動（揺動）させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、第３レンズ群Ｇ３の全体または一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
また、本実施形態において、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工および組立調整が容易になり、加工および組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。また、レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。なお、本実施形態では、非球面を３面以上用いるのが好ましい。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしてもよい。
また、本実施形態において、開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用してもよい。
また、本実施形態において、各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減して高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。
本実施形態のズームレンズ（変倍光学系）は、３５ｍｍ換算で広角端状態での焦点距離が２４〜３０ｍｍ程度であり、変倍比が４．５〜１０程度である。
また、本実施形態のズームレンズ(変倍光学系)は、第１レンズ群Ｇ１が、正レンズ成分を１つと、負レンズ成分を１つ、少なくとも有するのが好ましい。また、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負レンズ・プリズム・正レンズ、負レンズ・負レンズ・プリズム・正レンズ、負レンズ・プリズム・正レンズ・正レンズ、あるいは、負レンズ・プリズム・正の接合レンズの順番に、レンズ成分を空気間隔を介在させて配置するのが好ましい。
また、本実施形態の第２レンズ群Ｇ２は、正レンズを１枚と、負レンズを１枚、少なくとも有するのが好ましい。また、第２レンズ群Ｇ２は、１つの接合レンズと１枚の単レンズを有するのが好ましく、接合レンズの像側に単レンズを配置してもよい。さらに、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズは、物体側から順に並んだ正レンズと負レンズとが貼り合わされたものでもよい。
また、本実施形態の第３レンズ群Ｇ３は、正レンズを１枚と、負レンズを１枚を有するのが好ましい。また、第３レンズ群Ｇ３は、１つの接合レンズと１枚の単レンズを有するのが好ましく、接合レンズの像側に単レンズを配置してもよい。さらに、第３レンズ群Ｇ３の接合レンズは、物体側から順に並んだ負レンズと正レンズとが貼り合わされたものでもよい。
また、本実施形態において、第４レンズ群Ｇ４が、正レンズ成分を１つと、負レンズ成分を１つ有するのが好ましい。また、物体側から順に、負レンズ・正レンズからなる１枚の接合レンズ、あるいは正レンズ・負レンズからなる１枚の接合レンズを配置するのが好ましい。
また、本実施形態において、第５レンズ群Ｇ５が、正レンズ成分を１つと、負レンズ成分を１つ有するのが好ましい。また、物体側から順に、負レンズ・正レンズからなる１枚の接合レンズ、あるいは、正レンズ・負レンズからなる１枚の接合レンズを配置するのが好ましい。
なお、本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
ＬＰＦ ローパスフィルタ
Ｐ 直角プリズム（光路を折り曲げるための光学素子）
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
１ デジタルスチルカメラ（光学機器）
ＺＬ 撮影レンズ（ズームレンズ）
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
ＬＰＦ ローパスフィルタ
Ｐ 直角プリズム（光路を折り曲げるための光学素子）
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
１ デジタルスチルカメラ（光学機器）
ＺＬ 撮影レンズ（ズームレンズ）
Claims (10)
- 光路を折り曲げるための光学素子を有するズームレンズにおいて、
光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群と、負の屈折力を持つ第５レンズ群とを有し、
前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つレンズと、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズとの接合レンズとを有し、
前記光学素子の光路長をＰＬとし、前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離をｆＷとし、前記光学素子の入射面から結像面までの光軸長をＰＷＬとしたとき、次式
１．５＜ＰＬ／ｆＷ＜３．０
０．０＜ＰＬ／ＰＷＬ＜０．１７
の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第２レンズ群、前記第４レンズおよび前記第５レンズ群は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して移動することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
- 開口絞りは、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群および前記第３レンズ群は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して光軸上の位置を固定とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第３レンズ群の焦点距離をｆＧ３とし、前記第４レンズ群の焦点距離をｆＧ４としたとき、次式
１．０＜ｆＧ３／ｆＧ４＜２．０
の条件を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 前記第１レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つレンズと、前記光路を折り曲げるための光学素子と、正の屈折力を持つレンズとを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第４レンズ群と前記第５レンズ群のうち少なくとも一方は、１枚の接合レンズからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第４レンズ群と前記第５レンズ群のうち少なくとも一方は、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズとの接合レンズを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 請求項１〜８のいずれか一項に記載のズームレンズを搭載することを特徴とする光学機器。
- 光路を折り曲げるための光学素子を有するズームレンズの製造方法であって、
光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群と、負の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群と、正の屈折力を持つ第４レンズ群と、負の屈折力を持つ第５レンズ群とを配置し、
前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つレンズと、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズとの接合レンズとを有し、
前記光学素子の光路長をＰＬとし、前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離をｆＷとし、前記光学素子の入射面から結像面までの光軸長をＰＷＬとしたとき、次式
１．５＜ＰＬ／ｆＷ＜３．０
０．０＜ＰＬ／ＰＷＬ＜０．１７
の条件を満足することを特徴とするズームレンズの製造方法。
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