JP5126661B2 - ズームレンズ及びこれを搭載する光学機器 - Google Patents
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Description
本発明は、ズームレンズ、特に固体撮像素子等を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適なズームレンズ及びこれを搭載する光学機器に関する。
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、軽量化を図るために、撮影レンズであるズームレンズの小型化及び軽量化が求められている。そこで、レンズ系の一部に光路を略９０度に折り曲げる光学素子を備えたズームレンズが提案されている。このようなズームレンズを搭載することで、格納状態から使用状態へ移行する際にカメラ本体より突出することがないため、使用状態においても携帯性に優れており、カメラの小型化、薄型化に大きく寄与することが可能である。
従来のズームレンズとして、第１〜第５レンズ群からなる正負正正負の５群タイプであり、第１レンズ群内に光路を折り曲げる光学素子（プリズム）を含み、広角端から望遠端へのズーミングの際には第２、第４及び第５レンズ群を光軸に沿って移動させて各レンズ群間の空気間隔を可変させるものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１のズームレンズにおいて、広角端状態における焦点距離を短くすると、第１レンズ群内に配設された光路を折り曲げる光学素子（プリズム）の中心厚が増大することとなり、これはカメラの小型化・薄型化とは相反することになってしまう。
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、ズームレンズの配置場所が限定された際の使用を考慮した超小型で、高画質なズームレンズ及びこのズームレンズを搭載する光学装置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、本発明のズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正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、負の屈折力を有する第５レンズ群とにより実質的に５個のレンズ群からなり、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、負の屈折力を有するレンズと、光路を折り曲げることを目的とした光学素子（例えば、実施形態における光路折り曲げ光学素子Ｐ）と、正の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズとを有し、前記光路を折り曲げることを目的とした光学素子の光軸に沿った中心厚をＰＴとし、レンズ全系の広角端焦点距離をｆｗとしたとき、次式１．０＜ＰＴ／ｆｗ＜１．７の条件を満足し、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＜１．５の条件を満足し、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、正の屈折力を有する単レンズと、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズとで構成される。
また、前記第４レンズ群が、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レンズと、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズとで構成されていることが好ましい。
また、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群及び第５レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して固定とし、前記第２レンズ群及び第４レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して移動させることが好ましい。
また、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に、光量を調整することを目的とした開口絞りを配設することが好ましい。
また、本発明は、前記ズームレンズを搭載することを特徴とする光学機器を提供する。
以上説明したように、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、ズームレンズの配置場所が限定された際の使用を考慮した超小型で、高画質なズームレンズ及びこのズームレンズを搭載する光学装置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。本願に係るレンズ系であるズームレンズＺＬを備えたデジタルスチルカメラＣＡＭが図１に示されている。なお、図１において、（ａ）はデジタルスチルカメラの正面図を、（ｂ）は背面図をそれぞれ示す。また図２は、図１（ａ）中の矢印ＩＩ−ＩＩに沿った断面図であり、後述するズームレンズＺＬの概要を示している。
図１及び図２に示すデジタルスチルカメラＣＡＭ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ＣＡＭ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。
撮影レンズは、本実施形態に係るズームレンズＺＬで構成されており、デジタルスチルカメラＣＡＭの正面から入射した光は、ズームレンズＺＬ内の光路折り曲げ光学素子Ｐで略９０度下方（図２の紙面下方）へ光路が折り曲げられるため、デジタルスチルカメラＣＡＭを薄型化することが可能になる。また、デジタルスチルカメラＣＡＭ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Ｄ、ズームレンズ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）釦Ｂ２、及び、デジタルスチルカメラＣＡＭの種々の条件設定等に使用するファンクション釦Ｂ３等が配置されている。
ズームレンズＺＬは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、光路折り曲げ光学素子Ｐを備えて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とから構成されている。
そして、ズームレンズＺＬは、広角端状態から望遠端状態まで焦点距離が変化する（ズーミング）際には、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３及び第５レンズ群Ｇ５は像面Ｉに対して固定され、第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４は光軸に沿って移動する。具体的には、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が増大するようになっている（図３参照）。
なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、光量を調節することを目的とした開口絞りＳが配設されており、広角端状態から望遠端状態へのズーミングの際は像面Ｉに対して固定されている。開口絞りＳは、この位置、すなわち第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間よりも物体側に配設すると、第３レンズ群Ｇ３や第４レンズ群の大型化に繋がるため、好ましくない。また、開口絞りＳは、この位置よりも像側に配置すると、光路折り曲げ光学素子Ｐの大型化に繋がるため、好ましくない。
また、ズームレンズＺＬ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が配設されている。
第１レンズ群Ｇ１は、上記したように各レンズ群の中で最も物体側に位置しており、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有するレンズと、光路を折り曲げることを目的とした光路折り曲げ光学素子Ｐと、正の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズとから構成されており、光路を略９０度折り曲げる作用及び光束を収斂する作用を有している。このような構成の第１レンズ群Ｇ１を、広角端から望遠端へのズーミング及び望遠端から広角端へのフォーカシングの際に像面Ｉに対して固定とすることで、各レンズ群の中で一番大きく、重量を有するレンズ群を可動させる必要がなくなり、構造的に簡素化することが可能である。その結果、ズーミングの際には、最も大きい第１レンズ群Ｇ１以外のレンズ群（具体的には、第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４）を可動させることになり、駆動系をより小型化することも可能である。また、上記構成により、従来のようにレンズ全長を長くすることなく、ズーミング中のコマ収差の変動を良好にすることが可能である。
第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１により形成される被写体（物体）の像を拡大する作用をなし、広角端状態から望遠端状態に向かうに従い、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔を広げることにより拡大率を高めて、焦点距離を変化させている。
第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズとで構成されており、第２レンズ群Ｇ２によって拡大された光束を収斂させる作用を有している。このような構成により、第３レンズ群Ｇ３では、ズーミングによる倍率色収差の変動及びコマ収差の補正を良好に行うことができる。ここで、第３レンズ群Ｇ３を１つの単レンズと１つの接合レンズとから構成することとすると、防振レンズ群としての機能を確保しつつ、第３レンズ群Ｇ３の構成が複雑化することを回避でき、好ましい。
第４レンズ群Ｇ４は、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レンズと、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズとで構成されており、第３レンズ群Ｇ３によって収斂される光束をより収斂させる作用をなしている。このように、本実施形態のズームレンズＺＬでは、広角端状態から望遠端状態へのズーミングの際に第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔を積極的に変化させることで、焦点距離の変化に対する像面の変動、すなわち倍率色収差の変動を良好に抑えることができる。
第５レンズ群Ｇ５は、負の屈折力を有することで、第１レンズ群Ｇ１から第４レンズ群Ｇ４に至るまでの屈折力を強めることができる。これによりレンズ系全長を短縮することができる。また、高性能化を達成するために、第５レンズ群Ｇ５を複数のレンズ群で構成してもよい。
上記構成のズームレンズＺＬにおいて、光路を折り曲げることを目的とした光路折り曲げ光学素子Ｐの光軸に沿った中心厚をＰＴとし、レンズ全系の広角端焦点距離をｆｗとしたとき、次式（１）を満足することが好ましい。
１．０＜ＰＴ／ｆｗ＜１．７ …（１）
上記条件式（１）は、光路を折り曲げることを目的とした光路折り曲げ光学素子Ｐの光軸に沿った中心厚ＰＴと、レンズ全系の広角端焦点距離ｆｗとの適切な比率を規定している。この条件式（１）において、下限値を下回ると、光路折り曲げ光学素子Ｐの大きさが小さくなり、該光学素子Ｐへの入射時の光線角度が急になってしまうため、倍率色収差の補正が困難となり、好ましくない。一方、条件式（１）において、上限値を上回ると、光路折り曲げ光学素子Ｐの大きさが増大してしまうため、各レンズ群の移動量が制限され、変倍に伴う収差変動の補正、特に非点収差の補正が困難となり、好ましくない。なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式（１）の下限値を１．３にすることが好ましい。
また、本実施形態のズームレンズＺＬは、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（２）を満足することが好ましい。
１．０＜ｆＧ３／ｆＧ４＜１．５ …（２）
上記条件式（２）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（２）を満たす場合、第３レンズ群Ｇ３をズーミングに際して固定とすることが好ましい。また、この条件式（２）を満たす場合、第３レンズ群Ｇ３の少なくとも一部を光軸に垂直な方向に移動させて像ブレを補正することも好ましい。さらに、この条件式（２）を満たす場合、第４レンズ群Ｇ４の少なくとも一部を合焦レンズ群とすることが好ましい。この条件式（２）において、下限値を下回ると、ズーミングの際に発生するコマ収差の補正が困難となり、好ましくない。一方、条件式（２）において、上限値を上回ると、ズーミングによる倍率色収差の補正が困難となり、好ましくない。なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の下限値を１．１９にすることが好ましい。また、本実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の上限値を１．４にすることが好ましい。
また、本実施形態のズームレンズＺＬは、レンズ全系の広角端焦点距離をｆｗとしたとき、次式（３）を満足することが好ましい。
ｆｗ＜６．０ …（３）
上記条件式（３）は、レンズ全系の広角端焦点距離ｆｗの適切な範囲を規定している。条件式（３）を満足することにより、ズーム比が３〜４倍程度の条件下で、光路折り曲げ光学素子Ｐをコンパクトに構成することが可能であるとともに、これを搭載する光学機器の小型化に貢献することができる。
なお、本実施形態のズームレンズＺＬは、各レンズ群Ｇ１〜Ｇ５において任意の面を（例えば、光路折り曲げ光学素子Ｐの表面や非球面の形成面と交換する形で）回折面としてもよい。また、各レンズ群Ｇ１〜Ｇ５において、任意のレンズ（例えば、表面に非球面が形成されているレンズ）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。
以下、各実施例を添付図面に基づいて説明する。各実施例に係るズームレンズＺＬ（レンズ系）は、前述したように、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とを有して構成される。なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、光量を調整することを目的とした開口絞りＳが配設されている。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。また、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、上記構成のズームレンズＺＬは、広角端から望遠端へのズーミングの際、第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って移動し、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３及び第５レンズ群Ｇ５が像面Ｉに対して固定されるようになっている。このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が増大する。なお、開口絞りＳは、広角端状態から望遠端状態へのズーミングの際、像面Ｉに対して固定されている。
以下に、表１〜表４を示すが、これらは第１〜第４実施例における各諸元の表である。いずれの表においても、ｆは焦点距離を、ＦＮｏはＦナンバーを、ωは画角を、Ｙは像高を、ＴＬはレンズ全長を、Ｂｆはバックフォーカスを表している。また、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（以下、面番号と称する）を、面間隔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を、屈折率はｄ線（波長587.56ｎｍ）に対する値を示している。
なお、表中において、焦点距離ｆ、曲率半径、面間隔、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。また、表中において、曲率半径の「∞」は平面または開口を示し、空気の屈折率「1.00000」の記載は省略している。
また、表中において＊印が付される非球面は、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Ｋとし、ｎ次の非球面係数をＡｎとしたとき、以下の式（ａ）で表される。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、Ｅｎは、×１０ｎを表す。例えば、1.234E-05＝1.234×10-5である。
Ｓ（ｙ）＝（ｙ２／ｒ）／｛１＋（１−Ｋ・y２／ｒ２）１／２｝
＋Ａ４×ｙ４＋Ａ６×ｙ６＋Ａ８×ｙ８＋Ａ１０×ｙ１０ …（ａ）
＋Ａ４×ｙ４＋Ａ６×ｙ６＋Ａ８×ｙ８＋Ａ１０×ｙ１０ …（ａ）
（第１実施例）
第１実施例について、図３、図４及び表１を用いて説明する。図３は、第１実施例に係るズームレンズＺＬ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（Ｍ）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。
第１実施例について、図３、図４及び表１を用いて説明する。図３は、第１実施例に係るズームレンズＺＬ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（Ｍ）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。
本実施例に係るズームレンズＺＬ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、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、光路を約９０度に折り曲げることを目的とした直角プリズム（光路折り曲げ光学素子）Ｐと、両凸形状の正レンズＬ１２と、両凸形状の正レンズＬ１３とから構成される。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と両凸形状の正レンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ２２とから構成される。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と両凹形状の負レンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ３２とから構成される。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、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ４２とから構成される。第５レンズ群Ｇ５は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ５１で構成される。なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、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、ローパスフィルタＬＰＦが配置されている。
なお、本実施例に係るズームレンズＺＬでは、上記の直角プリズム（光路折り曲げ光学素子）Ｐにより光路を９０度偏光しているが（図２参照）、図３で示すレンズ構成図にはこれを展開して示している。
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１〜３１は、図３に示す面１〜３１に対応している。また、第１実施例において、第７面、第８面、第１０面、第１５面及び第２１面の各レンズ面は、いずれも非球面形状に形成されている。
また、表中において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔をｄ８とし、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔をｄ１３とし、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔をｄ１９とし、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との軸上空気間隔をｄ２４とする。これらの軸上空気間隔、すなわちｄ８、ｄ１３、ｄ１９及びｄ２４はズーミングに際して変化する。また、表中において、上記の条件式（１）及び（２）に対応する値も示している。
（表１）
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
１ 26.7207 0.7000 1.846660 23.78
２ 8.1147 3.0500
３ ∞ 8.2000 1.834000 37.35
４ ∞ 0.1000
５ 1000.0000 2.0000 1.497820 82.56
６ -14.2712 0.1000
７＊ 14.2228 2.1500 1.589130 61.24
８＊ -39.8739 （d8）
９ -114.7463 0.5000 1.851350 40.10
１０＊ 5.8169 1.3527
１１＊ -7.6573 0.5000 1.696797 55.53
１２ 8.9675 1.5500 1.846660 23.78
１３ -16.4909 （d13）
１４ （開口絞りＳ） 1.0000
１５＊ 7.1350 1.5392 1.693500 53.22
１６ -26.6404 0.1000
１７ 6.5458 1.9500 1.487490 70.23
１８ -6.5851 0.5000 1.882997 40.76
１９ 6.8879 （d19）
２０ 8.7257 2.4000 1.589130 61.24
２１＊ -9.7970 0.1000
２２ 69.3553 2.7000 1.696797 55.53
２３ -4.9760 0.5000 1.903660 31.31
２４ 31.5648 （d24）
２５ -9.4252 1.9000 1.516330 64.14
２６ -5.4885 0.5000 1.903660 31.31
２７ -8.3371 0.5500
２８ ∞ 0.6500 1.516330 64.14
２９ ∞ 0.9000
３０ ∞ 0.5000 1.516330 64.14
３１ ∞ （Bf）
［非球面データ］
第７面
K=+1.0000,A4=-1.10240E-04,A6=-1.71670E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第８面
K=+1.0000,A4=-1.60080E-04,A6=-1.19300E-06,A8=+1.39000E-08,A10=0.00000E-00
第１０面
K=-6.6203,A4=+4.55230E-03,A6=-3.51170E-04,A8=+2.64450E-05,A10=-9.70130E-07
第１５面
K=+2.0313,A4=-3.14240E-04,A6=-6.99020E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第２１面
K=+1.0207,A4=+5.56920E-04,A6=+1.25500E-05,A8=-1.44120E-06,A10=+3.39100E-08
［全体諸元］
ズーム比 3.37255
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 5.09998 〜 9.99996 〜 17.19994
ＦＮｏ 3.64342 〜 4.11500 〜 4.58940
ω 40.35044 〜 21.90940 〜 13.02045
Ｙ 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
ＴＬ 53.91277 〜 53.91283 〜 53.91210
Ｂｆ 0.60019 〜 0.60014 〜 0.59969
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d８ 0.59960 4.88661 7.69831
d13 7.49881 3.21197 0.40012
d19 5.64056 3.11957 1.47846
d24 3.58172 6.10265 7.74363
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 13.07061
Ｇ２ ９ -6.02093
Ｇ３ 15 14.28320
Ｇ４ 20 11.96649
Ｇ５ 25 -93.80860
［条件式］
（１） ＰＴ／ｆｗ ＝1.60785
（２）ｆＧ３／ｆＧ４＝1.1936
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
１ 26.7207 0.7000 1.846660 23.78
２ 8.1147 3.0500
３ ∞ 8.2000 1.834000 37.35
４ ∞ 0.1000
５ 1000.0000 2.0000 1.497820 82.56
６ -14.2712 0.1000
７＊ 14.2228 2.1500 1.589130 61.24
８＊ -39.8739 （d8）
９ -114.7463 0.5000 1.851350 40.10
１０＊ 5.8169 1.3527
１１＊ -7.6573 0.5000 1.696797 55.53
１２ 8.9675 1.5500 1.846660 23.78
１３ -16.4909 （d13）
１４ （開口絞りＳ） 1.0000
１５＊ 7.1350 1.5392 1.693500 53.22
１６ -26.6404 0.1000
１７ 6.5458 1.9500 1.487490 70.23
１８ -6.5851 0.5000 1.882997 40.76
１９ 6.8879 （d19）
２０ 8.7257 2.4000 1.589130 61.24
２１＊ -9.7970 0.1000
２２ 69.3553 2.7000 1.696797 55.53
２３ -4.9760 0.5000 1.903660 31.31
２４ 31.5648 （d24）
２５ -9.4252 1.9000 1.516330 64.14
２６ -5.4885 0.5000 1.903660 31.31
２７ -8.3371 0.5500
２８ ∞ 0.6500 1.516330 64.14
２９ ∞ 0.9000
３０ ∞ 0.5000 1.516330 64.14
３１ ∞ （Bf）
［非球面データ］
第７面
K=+1.0000,A4=-1.10240E-04,A6=-1.71670E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第８面
K=+1.0000,A4=-1.60080E-04,A6=-1.19300E-06,A8=+1.39000E-08,A10=0.00000E-00
第１０面
K=-6.6203,A4=+4.55230E-03,A6=-3.51170E-04,A8=+2.64450E-05,A10=-9.70130E-07
第１５面
K=+2.0313,A4=-3.14240E-04,A6=-6.99020E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第２１面
K=+1.0207,A4=+5.56920E-04,A6=+1.25500E-05,A8=-1.44120E-06,A10=+3.39100E-08
［全体諸元］
ズーム比 3.37255
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 5.09998 〜 9.99996 〜 17.19994
ＦＮｏ 3.64342 〜 4.11500 〜 4.58940
ω 40.35044 〜 21.90940 〜 13.02045
Ｙ 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
ＴＬ 53.91277 〜 53.91283 〜 53.91210
Ｂｆ 0.60019 〜 0.60014 〜 0.59969
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d８ 0.59960 4.88661 7.69831
d13 7.49881 3.21197 0.40012
d19 5.64056 3.11957 1.47846
d24 3.58172 6.10265 7.74363
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 13.07061
Ｇ２ ９ -6.02093
Ｇ３ 15 14.28320
Ｇ４ 20 11.96649
Ｇ５ 25 -93.80860
［条件式］
（１） ＰＴ／ｆｗ ＝1.60785
（２）ｆＧ３／ｆＧ４＝1.1936
表１に示す諸元の表から分かるように、本実施例に係るズームレンズＺＬでは、上記条件式（１）及び（２）を全て満たすことが分かる。
図４は、第１実施例の諸収差図である。すなわち、図４（ａ）は広角端状態（f=5.09998mm）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図４（ｂ）は中間焦点距離状態（f=9.99996mm）における無限遠合焦状態での諸収差であり、図４（ｃ）は望遠端状態（f=17.19994mm）における無限遠合焦状態での諸収差である。
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。更に、コマ収差において、実線はメリジオナルコマを示し、破線はサジタルコマを示す。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、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。
その結果、第１実施例のズームレンズＺＬを搭載することにより、デジタルスチルカメラ（光学機器。図１及び図２参照）においても、優れた光学性能を確保することができる。
（第２実施例）
第２実施例について、図５、図６及び表２を用いて説明する。図５は、第２実施例に係るズームレンズＺＬ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（Ｍ）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。
第２実施例について、図５、図６及び表２を用いて説明する。図５は、第２実施例に係るズームレンズＺＬ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（Ｍ）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。
本実施例に係るズームレンズＺＬ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、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、光路を約９０度に折り曲げることを目的とした直角プリズム（光路折り曲げ光学素子）Ｐと、両凸形状の正レンズＬ１２と、両凸形状の正レンズＬ１３とから構成される。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と両凸形状の正レンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ２２とから構成される。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と両凹形状の負レンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ３２とから構成される。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、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ４２とから構成される。第５レンズ群Ｇ５は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ５１で構成される。なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、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、ローパスフィルタＬＰＦが配置されている。
なお、本実施例に係るズームレンズＺＬでは、上記の直角プリズム（光路折り曲げ光学素子）Ｐにより光路を９０度偏光しているが（図２参照）、図５で示すレンズ構成図にはこれを展開して示している。
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１〜３１は、図５に示す面１〜３１に対応している。また、第２実施例において、第７面、第８面、第１０面、第１５面及び第２１面の各レンズ面は、いずれも非球面形状に形成されている。
また、表中において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔をｄ８とし、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔をｄ１３とし、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔をｄ１９とし、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との軸上空気間隔をｄ２４とする。これらの軸上空気間隔、すなわちｄ８、ｄ１３、ｄ１９及びｄ２４はズーミングに際して変化する。また、表中において、上記の条件式（１）及び（２）に対応する値も示している。
（表２）
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
１ 26.7207 0.7000 1.846660 23.78
２ 8.1147 3.0500
３ ∞ 8.2000 1.834000 37.35
４ ∞ 0.1500
５ 500.0000 1.9966 1.497820 82.56
６ -14.4468 0.1000
７＊ 14.2410 2.0648 1.589130 61.24
８＊ -42.2198 （d8）
９ -130.8153 0.5000 1.851350 40.10
１０＊ 5.7790 1.3348
１１ -8.5687 0.5000 1.696797 55.53
１２ 7.7834 1.5766 1.846660 23.78
１３ -20.5124 （d13）
１４ （開口絞りＳ） 0.9000
１５＊ 7.5506 1.4921 1.693500 53.22
１６ -25.7743 0.2044
１７ 6.6889 1.9669 1.487490 70.23
１８ -6.3537 0.5000 1.882997 40.76
１９ 7.5926 （d19）
２０ 9.1022 2.5458 1.589130 61.24
２１＊ -10.3448 0.1007
２２ 40.7382 2.5653 1.696797 55.53
２３ -5.0541 0.5000 1.903660 31.31
２４ 38.2011 （d24）
２５ -6.5791 1.7527 1.516330 64.14
２６ -4.6603 0.5000 1.903660 31.31
２７ -6.6943 0.5934
２８ ∞ 0.6500 1.516330 64.14
２９ ∞ 0.9000
３０ ∞ 0.5000 1.516330 64.14
３１ ∞ （Bf）
［非球面データ］
第７面
K=+1.0000,A4=-1.31860E-04,A6=-1.92070E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第８面
K=+1.0003,A4=-1.89960E-04,A6=-1.12410E-06,A8=+1.37980E-08,A10=0.00000E+00
第１０面
K=-5.3024,A4=+3.81430E-03,A6=-2.24570E-04,A8=+1.40860E-05,A10=-3.98030E-07
第１５面
K=+1.7982,A4=-1.62540E-04,A6=+1.47110E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E+00
第２１面
K=+5.4521,A4=+8.98970E-04,A6=+3.07800E-05,A8=-1.91800E-06,A10=+1.24650E-07
［全体諸元］
ズーム比 3.37255
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 5.10000 〜 10.00000 〜 17.20001
ＦＮｏ 3.65530 〜 4.10195 〜 4.61215
ω 40.34597 〜 21.90968 〜 13.02418
Ｙ 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
ＴＬ 54.05001 〜 54.05009 〜 54.04988
Ｂｆ 0.60000 〜 0.60002 〜 0.59998
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d８ 0.59960 4.88661 7.69831
d13 7.49881 3.21197 0.40012
d19 5.64056 3.11957 1.47846
d24 3.58172 6.10265 7.74363
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 13.25000
Ｇ２ ９ -6.00000
Ｇ３ 15 14.43779
Ｇ４ 20 11.47000
Ｇ５ 25 -62.88980
［条件式］
（１） ＰＴ／ｆｗ ＝1.60785
（２）ｆＧ３／ｆＧ４＝1.2587
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
１ 26.7207 0.7000 1.846660 23.78
２ 8.1147 3.0500
３ ∞ 8.2000 1.834000 37.35
４ ∞ 0.1500
５ 500.0000 1.9966 1.497820 82.56
６ -14.4468 0.1000
７＊ 14.2410 2.0648 1.589130 61.24
８＊ -42.2198 （d8）
９ -130.8153 0.5000 1.851350 40.10
１０＊ 5.7790 1.3348
１１ -8.5687 0.5000 1.696797 55.53
１２ 7.7834 1.5766 1.846660 23.78
１３ -20.5124 （d13）
１４ （開口絞りＳ） 0.9000
１５＊ 7.5506 1.4921 1.693500 53.22
１６ -25.7743 0.2044
１７ 6.6889 1.9669 1.487490 70.23
１８ -6.3537 0.5000 1.882997 40.76
１９ 7.5926 （d19）
２０ 9.1022 2.5458 1.589130 61.24
２１＊ -10.3448 0.1007
２２ 40.7382 2.5653 1.696797 55.53
２３ -5.0541 0.5000 1.903660 31.31
２４ 38.2011 （d24）
２５ -6.5791 1.7527 1.516330 64.14
２６ -4.6603 0.5000 1.903660 31.31
２７ -6.6943 0.5934
２８ ∞ 0.6500 1.516330 64.14
２９ ∞ 0.9000
３０ ∞ 0.5000 1.516330 64.14
３１ ∞ （Bf）
［非球面データ］
第７面
K=+1.0000,A4=-1.31860E-04,A6=-1.92070E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第８面
K=+1.0003,A4=-1.89960E-04,A6=-1.12410E-06,A8=+1.37980E-08,A10=0.00000E+00
第１０面
K=-5.3024,A4=+3.81430E-03,A6=-2.24570E-04,A8=+1.40860E-05,A10=-3.98030E-07
第１５面
K=+1.7982,A4=-1.62540E-04,A6=+1.47110E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E+00
第２１面
K=+5.4521,A4=+8.98970E-04,A6=+3.07800E-05,A8=-1.91800E-06,A10=+1.24650E-07
［全体諸元］
ズーム比 3.37255
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 5.10000 〜 10.00000 〜 17.20001
ＦＮｏ 3.65530 〜 4.10195 〜 4.61215
ω 40.34597 〜 21.90968 〜 13.02418
Ｙ 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
ＴＬ 54.05001 〜 54.05009 〜 54.04988
Ｂｆ 0.60000 〜 0.60002 〜 0.59998
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d８ 0.59960 4.88661 7.69831
d13 7.49881 3.21197 0.40012
d19 5.64056 3.11957 1.47846
d24 3.58172 6.10265 7.74363
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 13.25000
Ｇ２ ９ -6.00000
Ｇ３ 15 14.43779
Ｇ４ 20 11.47000
Ｇ５ 25 -62.88980
［条件式］
（１） ＰＴ／ｆｗ ＝1.60785
（２）ｆＧ３／ｆＧ４＝1.2587
表２に示す諸元の表から分かるように、本実施例に係るズームレンズＺＬでは、上記条件式（１）及び（２）を全て満たすことが分かる。
図６は、第２実施例の諸収差図である。すなわち、図６（ａ）は広角端状態（f=5.10000mm）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図６（ｂ）は中間焦点距離状態（f=10.00000mm）における無限遠合焦状態での諸収差であり、図６（ｃ）は望遠端状態（f=17.20001mm）における無限遠合焦状態での諸収差である。
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。
その結果、第２実施例のズームレンズＺＬを搭載することにより、デジタルスチルカメラ（光学機器。図１及び図２参照）においても、優れた光学性能を確保することができる。
（第３実施例）
第３実施例について、図７、図８及び表３を用いて説明する。図７は、第３実施例に係るズームレンズＺＬ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（Ｍ）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。
第３実施例について、図７、図８及び表３を用いて説明する。図７は、第３実施例に係るズームレンズＺＬ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（Ｍ）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。
本実施例に係るズームレンズＺＬ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、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、光路を約９０度に折り曲げることを目的とした直角プリズム（光路折り曲げ光学素子）Ｐと、両凸形状の正レンズＬ１２と、両凸形状の正レンズＬ１３とから構成される。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と両凸形状の正レンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ２２とから構成される。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と両凹形状の負レンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ３２とから構成される。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、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ４２とから構成される。第５レンズ群Ｇ５は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ５１で構成される。なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、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、ローパスフィルタＬＰＦが配置されている。
なお、本実施例に係るズームレンズＺＬでは、上記の直角プリズム（光路折り曲げ光学素子）Ｐにより光路を９０度偏光しているが（図２参照）、図７で示すレンズ構成図にはこれを展開して示している。
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１〜３１は、図７に示す面１〜３１に対応している。また、第３実施例において、第７面、第８面、第１０面、第１５面及び第２１面の各レンズ面は、いずれも非球面形状に形成されている。
また、表中において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔をｄ８とし、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔をｄ１３とし、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔をｄ１９とし、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との軸上空気間隔をｄ２４とする。これらの軸上空気間隔、すなわちｄ８、ｄ１３、ｄ１９及びｄ２４はズーミングに際して変化する。また、表中において、上記の条件式（１）及び（２）に対応する値も示している。
（表３）
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
１ 26.5547 0.7000 1.846660 23.78
２ 8.2059 3.0500
３ ∞ 8.2000 1.834000 37.35
４ ∞ 0.1000
５ 250.0000 1.9257 1.497820 82.56
６ -16.0342 0.1000
７＊ 14.5523 2.0543 1.589130 61.24
８＊ -34.2519 （d8）
９ -151.2403 0.5000 1.851350 40.10
１０＊ 5.7604 1.4249
１１ -8.1866 0.5000 1.696797 55.53
１２ 8.3638 1.5572 1.846660 23.78
１３ -18.8180 （d13）
１４ （開口絞りＳ） 0.9000
１５＊ 7.7712 1.4903 1.693500 53.22
１６ -27.0613 0.3019
１７ 6.5900 1.9300 1.487490 70.23
１８ -6.5978 0.5000 1.882997 40.76
１９ 7.7373 （d19）
２０ 9.9260 2.3327 1.589130 61.24
２１＊ -10.6332 0.1000
２２ 21.0339 2.5556 1.696797 55.53
２３ -5.6980 0.5000 1.903658 31.31
２４ 21.5294 （d24）
２５ -6.7079 1.8530 1.516330 64.14
２６ -4.4792 0.5000 1.903658 31.31
２７ -6.4773 0.7457
２８ ∞ 0.6500 1.516330 64.14
２９ ∞ 0.9000
３０ ∞ 0.5000 1.516330 64.14
３１ ∞ （Bf）
［非球面データ］
第７面
K=+1.0000,A4=-1.24540E-04,A6=-1.33640E-06,A8=+0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第８面
K=-32.5576,A4=-2.74640E-04,A6=+9.35910E-07,A8=-7.70150E-09,A10=0.00000E-00
第１０面
K=+1.8888,A4=-8.86920E-04,A6=-8.25520E-06,A8=-2.86010E-06,A10=+9.23350E-09
第１５面
K=+1.3768,A4=-3.60590E-05,A6=+4.49380E-06,A8=+1.68340E-07,A10=0.00000E-00
第２１面
K=+1.6204,A4=+4.76800E-04,A6=+2.38560E-06,A8=-5.77160E-07,A10=+1.86680E-08
［全体諸元］
ズーム比 3.37254
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 5.10000 〜 9.99999 〜 17.19997
ＦＮｏ 3.64057 〜 4.09740 〜 4.63891
ω 40.35233 〜 21.88472 〜 13.02494
Ｙ 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
ＴＬ 54.04425 〜 54.04434 〜 54.04395
Ｂｆ 0.60000 〜 0.60000 〜 0.59982
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d８ 0.60001 4.94437 7.68281
d13 7.47204 3.12780 0.38924
d19 5.76574 3.27104 1.46146
d24 3.73509 6.22976 8.03926
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 13.38961
Ｇ２ ９ -5.98509
Ｇ３ 15 14.58475
Ｇ４ 20 11.49999
Ｇ５ 25 -78.99958
［条件式］
（１） ＰＴ／ｆｗ ＝1.60784
（２）ｆＧ３／ｆＧ４＝1.2682
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
１ 26.5547 0.7000 1.846660 23.78
２ 8.2059 3.0500
３ ∞ 8.2000 1.834000 37.35
４ ∞ 0.1000
５ 250.0000 1.9257 1.497820 82.56
６ -16.0342 0.1000
７＊ 14.5523 2.0543 1.589130 61.24
８＊ -34.2519 （d8）
９ -151.2403 0.5000 1.851350 40.10
１０＊ 5.7604 1.4249
１１ -8.1866 0.5000 1.696797 55.53
１２ 8.3638 1.5572 1.846660 23.78
１３ -18.8180 （d13）
１４ （開口絞りＳ） 0.9000
１５＊ 7.7712 1.4903 1.693500 53.22
１６ -27.0613 0.3019
１７ 6.5900 1.9300 1.487490 70.23
１８ -6.5978 0.5000 1.882997 40.76
１９ 7.7373 （d19）
２０ 9.9260 2.3327 1.589130 61.24
２１＊ -10.6332 0.1000
２２ 21.0339 2.5556 1.696797 55.53
２３ -5.6980 0.5000 1.903658 31.31
２４ 21.5294 （d24）
２５ -6.7079 1.8530 1.516330 64.14
２６ -4.4792 0.5000 1.903658 31.31
２７ -6.4773 0.7457
２８ ∞ 0.6500 1.516330 64.14
２９ ∞ 0.9000
３０ ∞ 0.5000 1.516330 64.14
３１ ∞ （Bf）
［非球面データ］
第７面
K=+1.0000,A4=-1.24540E-04,A6=-1.33640E-06,A8=+0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第８面
K=-32.5576,A4=-2.74640E-04,A6=+9.35910E-07,A8=-7.70150E-09,A10=0.00000E-00
第１０面
K=+1.8888,A4=-8.86920E-04,A6=-8.25520E-06,A8=-2.86010E-06,A10=+9.23350E-09
第１５面
K=+1.3768,A4=-3.60590E-05,A6=+4.49380E-06,A8=+1.68340E-07,A10=0.00000E-00
第２１面
K=+1.6204,A4=+4.76800E-04,A6=+2.38560E-06,A8=-5.77160E-07,A10=+1.86680E-08
［全体諸元］
ズーム比 3.37254
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 5.10000 〜 9.99999 〜 17.19997
ＦＮｏ 3.64057 〜 4.09740 〜 4.63891
ω 40.35233 〜 21.88472 〜 13.02494
Ｙ 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
ＴＬ 54.04425 〜 54.04434 〜 54.04395
Ｂｆ 0.60000 〜 0.60000 〜 0.59982
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d８ 0.60001 4.94437 7.68281
d13 7.47204 3.12780 0.38924
d19 5.76574 3.27104 1.46146
d24 3.73509 6.22976 8.03926
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 13.38961
Ｇ２ ９ -5.98509
Ｇ３ 15 14.58475
Ｇ４ 20 11.49999
Ｇ５ 25 -78.99958
［条件式］
（１） ＰＴ／ｆｗ ＝1.60784
（２）ｆＧ３／ｆＧ４＝1.2682
表３に示す諸元の表から分かるように、本実施例に係るズームレンズＺＬでは、上記条件式（１）及び（２）を全て満たすことが分かる。
図８は、第３実施例の諸収差図である。すなわち、図８（ａ）は広角端状態（f=5.10000mm）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図８（ｂ）は中間焦点距離状態（f=9.99999mm）における無限遠合焦状態での諸収差であり、図８（ｃ）は望遠端状態（f=17.19997mm）における無限遠合焦状態での諸収差である。
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。
その結果、第３実施例のズームレンズＺＬを搭載することにより、デジタルスチルカメラ（光学機器。図１及び図２参照）においても、優れた光学性能を確保することができる。
（第４実施例）
第４実施例について、図９、図１０及び表４を用いて説明する。図９は、第４実施例に係るズームレンズＺＬ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（Ｍ）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。
第４実施例について、図９、図１０及び表４を用いて説明する。図９は、第４実施例に係るズームレンズＺＬ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（Ｍ）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。
本実施例に係るズームレンズＺＬ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、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、光路を約９０度に折り曲げることを目的とした直角プリズム（光路折り曲げ光学素子）Ｐと、両凸形状の正レンズＬ１２と、両凸形状の正レンズＬ１３とから構成される。第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ２２とから構成される。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と両凹形状の負レンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ３２とから構成される。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、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ４２とから構成される。第５レンズ群Ｇ５は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの貼り合わせからなる接合レンズＬ５１で構成される。なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、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、ローパスフィルタＬＰＦが配置されている。
なお、本実施例に係るズームレンズＺＬでは、上記の直角プリズム（光路折り曲げ光学素子）Ｐにより光路を９０度偏光しているが（図２参照）、図９で示すレンズ構成図にはこれを展開して示している。
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１〜３１は、図９に示す面１〜３１に対応している。また、第４実施例において、第７面、第８面、第１０面、第１５面及び第２１面の各レンズ面は、いずれも非球面形状に形成されている。
また、表中において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔をｄ８とし、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔をｄ１３とし、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔をｄ１９とし、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との軸上空気間隔をｄ２４とする。これらの軸上空気間隔、すなわちｄ８、ｄ１３、ｄ１９及びｄ２４はズーミングに際して変化する。また、表中において、上記の条件式（１）及び（２）に対応する値も示している。
（表４）
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
１ 28.4914 0.7000 1.846660 23.78
２ 8.2156 3.0500
３ ∞ 8.2000 1.834000 37.35
４ ∞ 0.1000
５ 500.0000 1.9616 1.497820 82.56
６ -15.6630 0.1000
７＊ 14.5487 2.1183 1.589130 61.24
８＊ -31.9486 （d8）
９ 144.0703 0.5000 1.851350 40.10
１０＊ 5.6817 1.4845
１１ -7.8067 0.5000 1.696797 55.53
１２ 8.2988 1.5588 1.846660 23.78
１３ -19.8009 （d13）
１４ （開口絞りＳ） 0.9967
１５＊ 7.3830 1.5313 1.693500 53.22
１６ -29.0114 0.1506
１７ 6.0785 1.9653 1.487490 70.23
１８ -7.0804 0.5000 1.882997 40.76
１９ 6.5320 （d19）
２０ 9.6471 2.3400 1.589130 61.24
２１＊ -10.7140 0.1000
２２ 23.9031 2.6688 1.696797 55.53
２３ -5.1889 0.5000 1.903658 31.31
２４ 24.6480 （d24）
２５ -8.1182 1.7959 1.516330 64.14
２６ -5.0217 0.5000 1.903658 31.31
２７ -7.3714 0.5000
２８ ∞ 0.6500 1.516330 64.14
２９ ∞ 0.9000
３０ ∞ 0.5000 1.516330 64.14
３１ ∞ （Bf）
［非球面データ］
第７面
K=+1.0000,A4=-1.18030E-04,A6=-1.44570E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第８面
K=-18.8694,A4=-2.31640E-04,A6=-5.06970E-08,A8=+4.46940E-09,A10=0.00000E-00
第１０面
K=-6.6859,A4=+4.97570E-03,A6=-3.76750E-04,A8=+2.72900E-05,A10=-8.83230E-07
第１５面
K=+1.6844,A4=-1.87680E-04,A6=+2.85650E-06,A8=-1.48940E-07,A10=0.00000E-00
第２１面
K=+0.3547,A4=+3.09870E-04,A6=+2.44200E-06,A8=-7.07890E-07,A10=+1.93450E-08
［全体諸元］
ズーム比 3.37255
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 5.09999 〜 9.99999 〜 17.19998
ＦＮｏ 3.64479 〜 4.12109 〜 4.62078
ω 40.34472 〜 21.89715 〜 13.02308
Ｙ 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
ＴＬ 54.04996 〜 54.05010 〜 54.04966
Ｂｆ 0.59993 〜 0.59996 〜 0.59976
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d８ 0.60000 4.89352 7.68597
d13 7.48930 3.19590 0.40332
d19 5.66926 3.17292 1.50234
d24 3.81968 6.31601 7.98648
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 13.10779
Ｇ２ ９ -6.04645
Ｇ３ 15 14.46081
Ｇ４ 20 11.61338
Ｇ５ 25 -99.99831
［条件式］
（１） ＰＴ／ｆｗ ＝1.60785
（２）ｆＧ３／ｆＧ４＝1.2452
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
１ 28.4914 0.7000 1.846660 23.78
２ 8.2156 3.0500
３ ∞ 8.2000 1.834000 37.35
４ ∞ 0.1000
５ 500.0000 1.9616 1.497820 82.56
６ -15.6630 0.1000
７＊ 14.5487 2.1183 1.589130 61.24
８＊ -31.9486 （d8）
９ 144.0703 0.5000 1.851350 40.10
１０＊ 5.6817 1.4845
１１ -7.8067 0.5000 1.696797 55.53
１２ 8.2988 1.5588 1.846660 23.78
１３ -19.8009 （d13）
１４ （開口絞りＳ） 0.9967
１５＊ 7.3830 1.5313 1.693500 53.22
１６ -29.0114 0.1506
１７ 6.0785 1.9653 1.487490 70.23
１８ -7.0804 0.5000 1.882997 40.76
１９ 6.5320 （d19）
２０ 9.6471 2.3400 1.589130 61.24
２１＊ -10.7140 0.1000
２２ 23.9031 2.6688 1.696797 55.53
２３ -5.1889 0.5000 1.903658 31.31
２４ 24.6480 （d24）
２５ -8.1182 1.7959 1.516330 64.14
２６ -5.0217 0.5000 1.903658 31.31
２７ -7.3714 0.5000
２８ ∞ 0.6500 1.516330 64.14
２９ ∞ 0.9000
３０ ∞ 0.5000 1.516330 64.14
３１ ∞ （Bf）
［非球面データ］
第７面
K=+1.0000,A4=-1.18030E-04,A6=-1.44570E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第８面
K=-18.8694,A4=-2.31640E-04,A6=-5.06970E-08,A8=+4.46940E-09,A10=0.00000E-00
第１０面
K=-6.6859,A4=+4.97570E-03,A6=-3.76750E-04,A8=+2.72900E-05,A10=-8.83230E-07
第１５面
K=+1.6844,A4=-1.87680E-04,A6=+2.85650E-06,A8=-1.48940E-07,A10=0.00000E-00
第２１面
K=+0.3547,A4=+3.09870E-04,A6=+2.44200E-06,A8=-7.07890E-07,A10=+1.93450E-08
［全体諸元］
ズーム比 3.37255
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 5.09999 〜 9.99999 〜 17.19998
ＦＮｏ 3.64479 〜 4.12109 〜 4.62078
ω 40.34472 〜 21.89715 〜 13.02308
Ｙ 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
ＴＬ 54.04996 〜 54.05010 〜 54.04966
Ｂｆ 0.59993 〜 0.59996 〜 0.59976
［ズーミングデータ］
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d８ 0.60000 4.89352 7.68597
d13 7.48930 3.19590 0.40332
d19 5.66926 3.17292 1.50234
d24 3.81968 6.31601 7.98648
［ズームレンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 13.10779
Ｇ２ ９ -6.04645
Ｇ３ 15 14.46081
Ｇ４ 20 11.61338
Ｇ５ 25 -99.99831
［条件式］
（１） ＰＴ／ｆｗ ＝1.60785
（２）ｆＧ３／ｆＧ４＝1.2452
表４に示す諸元の表から分かるように、本実施例に係るズームレンズＺＬでは、上記条件式（１）及び（２）を全て満たすことが分かる。
図１０は、第４実施例の諸収差図である。すなわち、図１０（ａ）は広角端状態（f=5.09999mm）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図１０（ｂ）は中間焦点距離状態（f=9.99999mm）における無限遠合焦状態での諸収差であり、図１０（ｃ）は望遠端状態（f=17.19998mm）における無限遠合焦状態での諸収差である。
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。
その結果、第４実施例のズームレンズＺＬを搭載することにより、デジタルスチルカメラ（光学機器。図１及び図２参照）においても、優れた光学性能を確保することができる。
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。
上述の各実施例では、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、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（超音波モーター等による）モーター駆動にも適している。特に、第４レンズ群Ｇ４を合焦レンズ群とするのが好ましい。
また、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、各レンズ面を非球面としても構わない。また、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、非球面は各レンズ群に配置されることが好ましい。特に、単レンズの表面を非球面とすることが好ましい。
開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りＳ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。
各レンズ面には、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜が施され、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの高い光学性能を達成することにしてもよい。
各レンズ群（特に、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３又は第４レンズ群Ｇ４）は、１つの単レンズと１つの接合レンズとから構成することが好ましい。このように構成することにより、接合レンズで色収差の補正を行うとともに、正または負の屈折力を単レンズと接合レンズとに分散させて、各レンズ面の曲率半径を大きくすることが可能である。
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。
ＣＡＭ デジタルスチルカメラ（光学機器）
ＺＬ ズームレンズ
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
ＬＰＳ ローパスフィルタ
Ｐ 光路折り曲げ光学素子
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
ＺＬ ズームレンズ
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
ＬＰＳ ローパスフィルタ
Ｐ 光路折り曲げ光学素子
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
Claims (5)
- 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レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正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、負の屈折力を有する第５レンズ群とにより実質的に５個のレンズ群からなり、
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、負の屈折力を有するレンズと、光路を折り曲げることを目的とした光学素子と、正の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズとを有し、
前記光路を折り曲げることを目的とした光学素子の光軸に沿った中心厚をＰＴとし、レンズ全系の広角端焦点距離をｆｗとしたとき、次式
１．０＜ＰＴ／ｆｗ＜１．７
の条件を満足し、
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＜１．５
の条件を満足し、
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、正の屈折力を有する単レンズと、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズとで構成されることを特徴とするズームレンズ。 - 前記第４レンズ群が、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レンズと、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズとで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群、前記第３レンズ群及び第５レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して固定とし、
前記第２レンズ群及び第４レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して移動させ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。 - 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に、光量を調整することを目的とした開口絞りを配設することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 請求項１〜４のいずれか１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。
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