JP5756009B2

JP5756009B2 - ズームレンズ

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Publication number: JP5756009B2
Application number: JP2011284537A
Authority: JP
Inventors: 靖彦帯金
Original assignee: Tamron Co Ltd
Current assignee: Tamron Co Ltd
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2031-12-26
Also published as: JP2013134373A

Description

この発明は、デジタルスチルカメラや、デジタルビデオカメラ、情報携帯端末、携帯電話などに搭載可能な小型のズームレンズに関する。

デジタルスチルカメラや、デジタルビデオカメラ、情報携帯端末、携帯電話機等に搭載される撮像装置には、固体撮像素子としてＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅｄＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等のイメージセンサが用いられている。

近年、微細加工技術の進歩により、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の個体撮像素子の小型化、高画素化が促進されている。この結果、個体撮像素子を搭載する撮像装置の一層の小型化が可能になった。また、これに伴い、撮像装置に組み込まれる撮影レンズの小型化も要求される。さらに、個体撮像素子の高画素化に対応できるように、撮影レンズの光学性能の向上も求められている。これらの要求に応えるために、多様な光学系が提案されている（たとえば、特許文献１，２を参照。）。

特許文献１に記載の光学系は、物体側から順に、正・負・正・負・正の屈折力を有する５つのレンズ群を備え、最も物体側に配置されている第１レンズ群以外のレンズ群を後軸に沿って移動させてフォーカシングを行う、いわゆるリアフォーカス式のズームレンズである。

また、特許文献２に記載の光学系は、物体側から順に、正・負・正・負・正の屈折力を有する５つのレンズ群を備え、特に光学系中にプリズムを配置することにより光路を途中で折り曲げて構成したズームレンズである。

特許第３５２１５４１号公報特開２００５−３２１５４５号公報

特許文献１に記載のズームレンズは、比較的簡易な構成ながら、高変倍比と優れた光学性能を有している。しかしながら、最物体側に配置されているレンズの外径の小型化が不十分であり、昨今強く小型化が要求されている撮像装置に搭載することが困難である。

また、特許文献２に記載のズームレンズは、光学系中に光路を折り曲げるプリズムを配置して光学系全長の小型化を図るとともに、高変倍を実現している。しかしながら、特許文献１に記載の光学系と同様に、最物体側に配置されているレンズの外径の小型化が不十分であり、昨今強く小型化が要求されている撮像装置に搭載することが困難であるという問題がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、簡易な構成ながら、光学系の外径、全長がともに小さく、優れた光学性能を有する、高変倍比のズームレンズを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるズームレンズは、物体側から順に配置された、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、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と、からなり、変倍に際し、前記第２レンズ群および前記第４レンズ群が光軸に沿って移動し、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、および前記第５レンズ群が固定され、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（１）０．６０≦ＥＰＷ／（ｆｗ×ｆｔ）^1/2≦０．７０
（２）０．２５≦（Ｈ１／Ｙ１）／（ｆｔ／ｆｗ）≦０．３５
ただし、ＥＰＷは広角端における前記第１レンズ群の最物体側面から入射瞳位置までの光軸上の距離、ｆｗは広角端における光学系全系の焦点距離、ｆｔは望遠端における光学系全系の焦点距離、Ｈ１は光学系の最も物体側に配置されているレンズの有効半径、Ｙ１は光学系の最大像高を示す。

この発明によれば、簡易な構成ながら、光学系の外径、全長がともに小さく、優れた光学性能を有する、高変倍比のズームレンズを提供することができる。

この発明によれば、簡易な構成ながら、光学系の外径、全長がともに小さく、優れた光学性能を有する、高変倍比のズームレンズを提供することができるという効果を奏する。

実施例１にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例１にかかるズームレンズのｄ線に対する諸収差図である。実施例２にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例２にかかるズームレンズのｄ線に対する諸収差図である。実施例３にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例３にかかるズームレンズのｄ線に対する諸収差図である。実施例４にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。実施例４にかかるズームレンズのｄ線に対する諸収差図である。

以下、この発明にかかるズームレンズの好適な実施の形態を詳細に説明する。

この発明にかかるズームレンズは、物体側から順に配置された、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、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と、により構成される。そして、第２レンズ群および第４レンズ群を光軸に沿って移動させることによって、広角端から望遠端への変倍を行う。なお、第１レンズ群、第３レンズ群、および第５レンズ群の位置は、常時固定されている（基本構成）。

この発明は、近年、高画素化が著しい個体撮像素子が搭載された小型の撮像装置に最適な、光学系の外径、全長がともに小さく、優れた光学性能を有する、高変倍比のズームレンズを提供することを目的としている。そこで、かかる目的を達成するため、以下に示すような各種条件を設定している。

まず、この発明にかかるズームレンズでは、上記基本構成に加え、広角端における第１レンズ群の最物体側面から入射瞳位置までの光軸上の距離をＥＰＷ、広角端における光学系全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における光学系全系の焦点距離をｆｔとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（１）０．６０≦ＥＰＷ／（ｆｗ×ｆｔ）^1/2≦０．７０

条件式（１）は、光学系の広角端における第１レンズ群の最物体側面から入射瞳位置までの光軸上の距離を実効焦点距離で割った値を示すものである。条件式（１）を満足することにより、全光学系中最大となる第１レンズ群の最物体側のレンズ有効径を小さくして、光学系全体の外径の小型化と、光学系の高い光学性能の維持とを両立させることができる。加えて、少ないレンズで良好な収差補正が可能なことから、光学系全長を短縮することもできる。

条件式（１）においてその下限を下回ると、入射瞳位置が物体側に近くなるために、最物体側のレンズ有効径を小さくすることは可能になるが、物体側に近いレンズ群で諸収差（特に、歪曲収差やコマ収差）を補正することが困難になる。この場合、収差補正のためには、新たなレンズを光学系中に追加する必要があり、光学系全長が延びてしまうといった不都合が生じる。一方、条件式（１）においてその上限を超えると、入射瞳位置が物体側から遠くなるために、収差補正は容易であるが最物体側のレンズ有効径を小さくすることが困難になる。

また、上記目的を達成するため、この発明にかかるズームレンズは、上記基本構成に加え、光学系の最も物体側に配置されているレンズの有効半径をＨ１、光学系の最大像高をＹ１、望遠端における光学系全系の焦点距離をｆｔ、広角端における光学系全系の焦点距離をｆｗとするとき、次の条件式を満足するように構成してもよい。
（２）０．２５≦（Ｈ１／Ｙ１）／（ｆｔ／ｆｗ）≦０．３５

条件式（２）は、光学系の最大像高に対する最も物体側に配置されたレンズの有効半径の比を変倍比で割った値を示すものである。条件式（２）を満足することにより、全光学系中最大となる第１レンズ群の最物体側のレンズ有効径を小さくして、光学系全体の外径の小型化と、光学系の高い光学性能の維持とを両立させることができる。加えて、高変倍を実現することもできる。

条件式（２）においてその下限を下回ると、高変倍化と最も物体側に配置されたレンズの有効径を小さくすることは可能であるが、物体側に配置されているレンズ群で諸収差（特に、歪曲収差やコマ収差）を補正することが困難になり、光学性能が劣化する。一方、条件式（２）においてその上限を超えると、高変倍化や最も物体側に配置されているレンズの有効半径の小型化が不十分になる。

以上説明したように、この発明にかかるズームレンズは、条件式（１）を満足することにより、光学系全体の外径の小型化と、光学系の高い光学性能の維持とを両立させることができる。加えて、レンズ枚数を増やすことなく良好な収差補正が可能なことから、光学系全長を短縮することもできる。また、条件式（２）を満足することにより、光学系全体の外径の小型化と、光学系の高い光学性能の維持とを両立させることができる。加えて、高変倍を実現することもできる。

この発明では、条件式（１），（２）をいずれも満足することで、光学系全体の外径の小型化と、光学系の高い光学性能の維持に加え、光学系全長の短縮、高変倍を実現することができる。

以下、この発明にかかるズームレンズの実施例を図面に基づき詳細に説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、実施例１にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₁₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₁₃と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ₁₄と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ₁₅と、が配置されて構成される。第２レンズ群Ｇ₁₂と第３レンズ群Ｇ₁₃との間には、所定の口径を規定する開口絞りＳＴＯＰが配置されている。

第１レンズ群Ｇ₁₁は、物体側から順に、負レンズＬ₁₁₁と、光路を折り曲げるためのプリズムＰと、正レンズＬ₁₁₂と、が配置されて構成される。正レンズＬ₁₁₂の両面には、それぞれ非球面が形成されている。

第２レンズ群Ｇ₁₂は、物体側から順に、負レンズＬ₁₂₁と、負レンズＬ₁₂₂と、正レンズＬ₁₂₃と、が配置されて構成される。負レンズＬ₁₂₂と正レンズＬ₁₂₃とは、接合されている。

第３レンズ群Ｇ₁₃は、物体側から順に、正レンズＬ₁₃₁と、負レンズＬ₁₃₂と、正レンズＬ₁₃₃と、が配置されて構成される。正レンズＬ₁₃₁の両面には、それぞれ非球面が形成されている。負レンズＬ₁₃₂と正レンズＬ₁₃₃とは、接合されている。

第４レンズ群Ｇ₁₄は、負レンズＬ₁₄₁により構成される。負レンズＬ₁₄₁の両面には、それぞれ非球面が形成されている。

第５レンズ群Ｇ₁₅は、正レンズＬ₁₅₁により構成される。正レンズＬ₁₅₁の両面には、それぞれ非球面が形成されている。

このズームレンズは、第２レンズ群Ｇ₁₂および第４レンズ群Ｇ₁₄を光軸に沿って物体側から像面側へ移動させることにより、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第４レンズ群Ｇ₁₄を光軸に沿って移動させることにより、フォーカシングを行う。なお、第１レンズ群Ｇ₁₁、第３レンズ群Ｇ₁₃、および第５レンズ群Ｇ₁₅は、常時固定されている。

以下、実施例１にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

ズームレンズ全系の焦点距離＝4.28（ｆｗ：広角端）〜12.00（中間焦点位置）〜20.20（ｆｔ：望遠端）
Ｆナンバー＝3.55（広角端）〜4.00（中間焦点位置）〜5.12（望遠端）
半画角（ω）＝ 36.42（広角端）〜14.24（中間焦点位置）〜8.44（望遠端）
変倍比：4.72

（レンズデータ）
ｒ₁＝14.533
ｄ₁＝0.500 ｎｄ₁＝1.847 νｄ₁＝23.78
ｒ₂＝4.638
ｄ₂＝1.918
ｒ₃＝∞
ｄ₃＝6.000 ｎｄ₂＝1.785 νｄ₂＝25.72
ｒ₄＝∞
ｄ₄＝0.300
ｒ₅＝12.463（非球面）
ｄ₅＝2.255 ｎｄ₃＝1.592 νｄ₃＝67.02
ｒ₆＝-7.180（非球面）
ｄ₆＝D(6)（可変）
ｒ₇＝-14.783
ｄ₇＝0.400 ｎｄ₄＝1.883 νｄ₄＝40.81
ｒ₈＝9.445
ｄ₈＝0.583
ｒ₉＝-15.811
ｄ₉＝0.400 ｎｄ₅＝1.729 νｄ₅＝54.67
ｒ₁₀＝5.717
ｄ₁₀＝1.301 ｎｄ₆＝1.923 νｄ₆＝20.88
ｒ₁₁＝25.206
ｄ₁₁＝D(11)（可変）
ｒ₁₂＝∞（開口絞り）
ｄ₁₂＝0.150
ｒ₁₃＝4.156（非球面）
ｄ₁₃＝1.306 ｎｄ₇＝1.689 νｄ₇＝31.16
ｒ₁₄＝14.635（非球面）
ｄ₁₄＝0.300
ｒ₁₅＝10.342
ｄ₁₅＝0.400 ｎｄ₈＝1.904 νｄ₈＝31.32
ｒ₁₆＝3.094
ｄ₁₆＝2.229 ｎｄ₉＝1.497 νｄ₉＝81.61
ｒ₁₇＝-7.004
ｄ₁₇＝D(17)（可変）
ｒ₁₈＝-4.666（非球面）
ｄ₁₈＝0.400 ｎｄ₁₀＝1.821 νｄ₁₀＝24.06
ｒ₁₉＝69.376（非球面）
ｄ₁₉＝D(19)（可変）
ｒ₂₀＝6.623（非球面）
ｄ₂₀＝2.717 ｎｄ₁₁＝1.553 νｄ₁₁＝71.68
ｒ₂₁＝-8.014（非球面）
ｄ₂₁＝4.293
ｒ₂₂＝∞（像面）

円錐係数（ｋ）および非球面係数（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）
（第５面）
ｋ＝-3.3966×10^-1，
Ａ＝-4.4493×10^-4，Ｂ＝2.4888×10^-5，
Ｃ＝-1.9659×10^-6，Ｄ＝5.3534×10^-8
（第６面）
ｋ＝4.6684×10^-2，
Ａ＝3.1547×10^-5，Ｂ＝2.4256×10^-5，
Ｃ＝-1.6762×10^-6，Ｄ＝4.5589×10^-8
（第１３面）
ｋ＝-7.2237×10^-3，
Ａ＝-6.9188×10^-5，Ｂ＝-1.3542×10^-5，
Ｃ＝1.0115×10^-6，Ｄ＝5.9156×10^-8
（第１４面）
ｋ＝4.4560，
Ａ＝1.4612×10^-3，Ｂ＝1.5812×10^-6，
Ｃ＝-8.2967×10^-7，Ｄ＝1.8023×10^-7
（第１８面）
ｋ＝-9.8563×10^-1，
Ａ＝1.9241×10^-3，Ｂ＝1.3501×10^-5，
Ｃ＝-3.7756×10^-5，Ｄ＝4.3407×10^-6
（第１９面）
ｋ＝-1.0000×10，
Ａ＝1.0264×10^-3，Ｂ＝-1.1792×10^-4，
Ｃ＝-4.5134×10^-6，Ｄ＝9.1132×10^-7
（第２０面）
ｋ＝7.7482×10^-1，
Ａ＝-7.9545×10^-4，Ｂ＝-2.0300×10^-5，
Ｃ＝-1.8523×10^-7，Ｄ＝3.1545×10^-8
（第２１面）
ｋ＝1.0576，
Ａ＝2.0399×10^-3，Ｂ＝2.7027×10^-6，
Ｃ＝-1.9019×10^-6，Ｄ＝1.8422×10^-7

（変倍データ）
広角端中間焦点位置望遠端
D(6) 0.600 6.188 8.673
D(11) 8.523 2.935 0.450
D(17) 5.299 8.474 8.389
D(19) 4.128 0.953 1.038

（条件式（１）に関する数値）
ＥＰＷ（広角端における第１レンズ群Ｇ₁₁の最物体側面から入射瞳位置までの光軸上の距離）＝6.00
ＥＰＷ／（ｆｗ×ｆｔ）^1/2＝0.645

（条件式（２）に関する数値）
Ｈ１（負レンズＬ₁₁₁の有効半径）＝4.32
Ｙ１（最大像高）＝3.00
（Ｈ１／Ｙ１）／（ｆｔ／ｆｗ）＝0.305

図２は、実施例１にかかるズームレンズのｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に対する諸収差図である。なお、非点収差図におけるＳ，Ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

図３は、実施例２にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₂₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₂₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₂₃と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ₂₄と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ₂₅と、が配置されて構成される。第２レンズ群Ｇ₂₂と第３レンズ群Ｇ₂₃との間には、所定の口径を規定する開口絞りＳＴＯＰが配置されている。

第１レンズ群Ｇ₂₁は、物体側から順に、負レンズＬ₂₁₁と、光路を折り曲げるためのプリズムＰと、負レンズＬ₂₁₂と、正レンズＬ₂₁₃と、が配置されて構成される。正レンズＬ₂₁₃の両面には、それぞれ非球面が形成されている。

第２レンズ群Ｇ₂₂は、物体側から順に、負レンズＬ₂₂₁と、負レンズＬ₂₂₂と、正レンズＬ₂₂₃と、が配置されて構成される。負レンズＬ₂₂₂と正レンズＬ₂₂₃とは、接合されている。

第３レンズ群Ｇ₂₃は、物体側から順に、正レンズＬ₂₃₁と、負レンズＬ₂₃₂と、正レンズＬ₂₃₃と、が配置されて構成される。正レンズＬ₂₃₁の両面には、それぞれ非球面が形成されている。負レンズＬ₂₃₂と正レンズＬ₂₃₃とは、接合されている。

第４レンズ群Ｇ₂₄は、負レンズＬ₂₄₁により構成される。負レンズＬ₂₄₁の両面には、それぞれ非球面が形成されている。

第５レンズ群Ｇ₂₅は、正レンズＬ₂₅₁により構成される。正レンズＬ₂₅₁の両面には、それぞれ非球面が形成されている。

このズームレンズは、第２レンズ群Ｇ₂₂および第４レンズ群Ｇ₂₄を光軸に沿って物体側から像面側へ移動させることにより、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第４レンズ群Ｇ₂₄を光軸に沿って移動させることにより、フォーカシングを行う。なお、第１レンズ群Ｇ₂₁、第３レンズ群Ｇ₂₃、および第５レンズ群Ｇ₂₅は、常時固定されている。

以下、実施例２にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

ズームレンズ全系の焦点距離＝4.28（ｆｗ：広角端）〜9.30（中間焦点位置）〜20.20（ｆｔ：望遠端）
Ｆナンバー＝3.60（広角端）〜3.95（中間焦点位置）〜5.47（望遠端）
半画角（ω）＝ 36.44（広角端）〜17.39（中間焦点位置）〜8.25（望遠端）
変倍比：4.72

（レンズデータ）
ｒ₁＝15.790
ｄ₁＝0.500 ｎｄ₁＝1.847 νｄ₁＝23.78
ｒ₂＝4.533
ｄ₂＝1.868
ｒ₃＝∞
ｄ₃＝6.000 ｎｄ₂＝1.785 νｄ₂＝25.72
ｒ₄＝∞
ｄ₄＝0.200
ｒ₅＝35.083
ｄ₅＝0.670 ｎｄ₃＝1.923 νｄ₃＝20.88
ｒ₆＝20.282
ｄ₆＝0.200
ｒ₇＝18.599（非球面）
ｄ₇＝1.977 ｎｄ₄＝1.743 νｄ₄＝49.33
ｒ₈＝-8.012（非球面）
ｄ₈＝D(8)（可変）
ｒ₉＝543.419
ｄ₉＝0.400 ｎｄ₅＝1.729 νｄ₅＝54.67
ｒ₁₀＝9.316
ｄ₁₀＝0.748
ｒ₁₁＝-11.190
ｄ₁₁＝0.400 ｎｄ₆＝1.911 νｄ₆＝35.25
ｒ₁₂＝5.688
ｄ₁₂＝1.462 ｎｄ₇＝1.923 νｄ₇＝20.88
ｒ₁₃＝854.867
ｄ₁₃＝D(13)（可変）
ｒ₁₄＝∞（開口絞り）
ｄ₁₄＝0.150
ｒ₁₅＝5.269（非球面）
ｄ₁₅＝1.658 ｎｄ₈＝1.689 νｄ₈＝31.16
ｒ₁₆＝-43.199（非球面）
ｄ₁₆＝0.200
ｒ₁₇＝29.877
ｄ₁₇＝0.400 ｎｄ₉＝1.904 νｄ₉＝31.31
ｒ₁₈＝4.033
ｄ₁₈＝2.240 ｎｄ₁₀＝1.497 νｄ₁₀＝81.61
ｒ₁₉＝-8.411
ｄ₁₉＝D(19)（可変）
ｒ₂₀＝-18.095（非球面）
ｄ₂₀＝0.400 ｎｄ₁₁＝2.002 νｄ₁₁＝19.32
ｒ₂₁＝9.683（非球面）
ｄ₂₁＝D(21)（可変）
ｒ₂₂＝7.213（非球面）
ｄ₂₂＝2.489 ｎｄ₁₂＝1.619 νｄ₁₂＝63.86
ｒ₂₃＝-18.972（非球面）
ｄ₂₃＝5.373
ｒ₂₄＝∞（像面）

円錐係数（ｋ）および非球面係数（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）
（第７面）
ｋ＝0，
Ａ＝-2.1828×10^-4，Ｂ＝3.5882×10^-6，
Ｃ＝-4.0155×10^-7，Ｄ＝1.1548×10^-8
（第８面）
ｋ＝0，
Ａ＝-6.8055×10^-5，Ｂ＝2.3789×10^-6，
Ｃ＝-3.5289×10^-7，Ｄ＝7.0773×10^-9
（第１５面）
ｋ＝0，
Ａ＝-3.7344×10^-4，Ｂ＝4.4098×10^-6，
Ｃ＝-9.7757×10^-7，Ｄ＝3.9334×10^-8
（第１６面）
ｋ＝0，
Ａ＝8.1765×10^-4，Ｂ＝4.3536×10^-6，
Ｃ＝-1.7387×10^-6，Ｄ＝9.5226×10^-8
（第２０面）
ｋ＝0，
Ａ＝-5.6108×10^-4，Ｂ＝-8.3811×10^-6，
Ｃ＝-1.8690×10^-5，Ｄ＝2.6957×10^-6
（第２１面）
ｋ＝0，
Ａ＝-1.0858×10^-3，Ｂ＝-2.7801×10^-5，
Ｃ＝-1.4186×10^-5，Ｄ＝2.1878×10^-6
（第２２面）
ｋ＝0，
Ａ＝9.9827×10^-5，Ｂ＝-2.2746×10^-5，
Ｃ＝1.4324×10^-6，Ｄ＝-2.4726×10^-8
（第２３面）
ｋ＝0，
Ａ＝1.0379×10^-3，Ｂ＝-2.7390×10^-5，
Ｃ＝1.9148×10^-6，Ｄ＝-3.5254×10^-8

（変倍データ）
広角端中間焦点位置望遠端
D(8) 0.600 6.417 11.224
D(13) 11.074 5.258 0.450
D(19) 4.198 6.304 7.786
D(21) 6.794 4.687 3.206

（条件式（１）に関する数値）
ＥＰＷ（広角端における第１レンズ群Ｇ₂₁の最物体側面から入射瞳位置までの光軸上の距離）＝6.00
ＥＰＷ／（ｆｗ×ｆｔ）^1/2＝0.645

（条件式（２）に関する数値）
Ｈ１（負レンズＬ₂₁₁の有効半径）＝4.31
Ｙ１（最大像高）＝3.00
（Ｈ１／Ｙ１）／（ｆｔ／ｆｗ）＝0.304

図４は、実施例２にかかるズームレンズのｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に対する諸収差図である。なお、非点収差図におけるＳ，Ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

図５は、実施例３にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₃₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₃₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₃₃と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ₃₄と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ₃₅と、が配置されて構成される。第２レンズ群Ｇ₃₂と第３レンズ群Ｇ₃₃との間には、所定の口径を規定する開口絞りＳＴＯＰが配置されている。

第１レンズ群Ｇ₃₁は、物体側から順に、負レンズＬ₃₁₁と、光路を折り曲げるためのプリズムＰと、負レンズＬ₃₁₂と、正レンズＬ₃₁₃と、が配置されて構成される。正レンズＬ₃₁₃の両面には、それぞれ非球面が形成されている。

第２レンズ群Ｇ₃₂は、物体側から順に、負レンズＬ₃₂₁と、負レンズＬ₃₂₂と、正レンズＬ₃₂₃と、が配置されて構成される。負レンズＬ₃₂₂と正レンズＬ₃₂₃とは、接合されている。

第３レンズ群Ｇ₃₃は、物体側から順に、正レンズＬ₃₃₁と、負レンズＬ₃₃₂と、正レンズＬ₃₃₃と、が配置されて構成される。正レンズＬ₃₃₁の両面には、それぞれ非球面が形成されている。負レンズＬ₃₃₂と正レンズＬ₃₃₃とは、接合されている。

第４レンズ群Ｇ₃₄は、物体側から順に、正レンズＬ₃₄₁と、負レンズＬ₃₄₂と、が配置されて構成される。正レンズＬ₃₄₁の両面には、それぞれ非球面が形成されている。

第５レンズ群Ｇ₃₅は、正レンズＬ₃₅₁により構成される。正レンズＬ₃₅₁の両面には、それぞれ非球面が形成されている。

このズームレンズは、第２レンズ群Ｇ₃₂および第４レンズ群Ｇ₃₄を光軸に沿って物体側から像面側へ移動させることにより、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第４レンズ群Ｇ₃₄を光軸に沿って移動させることにより、フォーカシングを行う。なお、第１レンズ群Ｇ₃₁、第３レンズ群Ｇ₃₃、および第５レンズ群Ｇ₃₅は、常時固定されている。

以下、実施例３にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

ズームレンズ全系の焦点距離＝4.28（ｆｗ：広角端）〜9.30（中間焦点位置）〜20.20（ｆｔ：望遠端）
Ｆナンバー＝3.60（広角端）〜4.01（中間焦点位置）〜5.66（望遠端）
半画角（ω）＝ 36.43（広角端）〜17.39（中間焦点位置）〜8.28（望遠端）
変倍比：4.72

（レンズデータ）
ｒ₁＝13.753
ｄ₁＝0.500 ｎｄ₁＝1.847 νｄ₁＝23.78
ｒ₂＝4.296
ｄ₂＝1.962
ｒ₃＝∞
ｄ₃＝6.000 ｎｄ₂＝1.785 νｄ₂＝25.72
ｒ₄＝∞
ｄ₄＝0.200
ｒ₅＝22.773
ｄ₅＝0.425 ｎｄ₃＝1.904 νｄ₃＝31.31
ｒ₆＝9.588
ｄ₆＝0.150
ｒ₇＝10.373（非球面）
ｄ₇＝2.263 ｎｄ₄＝1.743 νｄ₄＝49.33
ｒ₈＝-7.598（非球面）
ｄ₈＝D(8)（可変）
ｒ₉＝62.106
ｄ₉＝0.400 ｎｄ₅＝1.773 νｄ₅＝49.62
ｒ₁₀＝8.194
ｄ₁₀＝0.837
ｒ₁₁＝-9.969
ｄ₁₁＝0.400 ｎｄ₆＝1.883 νｄ₆＝40.81
ｒ₁₂＝5.996
ｄ₁₂＝1.445 ｎｄ₇＝1.923 νｄ₇＝20.88
ｒ₁₃＝208.152
ｄ₁₃＝D(13)（可変）
ｒ₁₄＝∞（開口絞り）
ｄ₁₄＝0.150
ｒ₁₅＝5.686（非球面）
ｄ₁₅＝2.054 ｎｄ₈＝1.821 νｄ₈＝24.06
ｒ₁₆＝-28.021（非球面）
ｄ₁₆＝0.200
ｒ₁₇＝40.341
ｄ₁₇＝0.400 ｎｄ₉＝1.923 νｄ₉＝20.88
ｒ₁₈＝4.066
ｄ₁₈＝2.164 ｎｄ₁₀＝1.497 νｄ₁₀＝81.61
ｒ₁₉＝-10.856
ｄ₁₉＝D(19)（可変）
ｒ₂₀＝-12.027（非球面）
ｄ₂₀＝1.530 ｎｄ₁₁＝2.002 νｄ₁₁＝19.32
ｒ₂₁＝-3.648（非球面）
ｄ₂₁＝0.150
ｒ₂₂＝-3.711
ｄ₂₂＝0.400 ｎｄ₁₂＝1.904 νｄ₁₂＝31.31
ｒ₂₃＝90.379
ｄ₂₃＝D(23)（可変）
ｒ₂₄＝8.187（非球面）
ｄ₂₄＝2.471 ｎｄ₁₃＝2.002 νｄ₁₃＝19.32
ｒ₂₅＝-15.116（非球面）
ｄ₂₅＝5.693
ｒ₂₆＝∞（像面）

円錐係数（ｋ）および非球面係数（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）
（第７面）
ｋ＝0，
Ａ＝-1.3323×10^-4，Ｂ＝3.2879×10^-6，
Ｃ＝-2.9136×10^-7，Ｄ＝1.1563×10^-8
（第８面）
ｋ＝0，
Ａ＝-1.3045×10^-5，Ｂ＝1.2318×10^-6，
Ｃ＝-2.9406×10^-7，Ｄ＝5.8831×10^-9
（第１５面）
ｋ＝0，
Ａ＝-3.7632×10^-4，Ｂ＝2.1941×10^-7，
Ｃ＝-4.2849×10^-7，Ｄ＝6.2012×10^-8
（第１６面）
ｋ＝0，
Ａ＝7.1533×10^-4，Ｂ＝-8.5482×10^-6，
Ｃ＝5.8944×10^-7，Ｄ＝4.6993×10^-8
（第２０面）
ｋ＝0，
Ａ＝4.0990×10^-3，Ｂ＝-1.5980×10^-4，
Ｃ＝3.9012×10^-5，Ｄ＝-4.8543×10^-6
（第２１面）
ｋ＝0，
Ａ＝3.3176×10^-3，Ｂ＝-1.6647×10^-4，
Ｃ＝2.3016×10^-5，Ｄ＝-3.2826×10^-6
（第２４面）
ｋ＝0，
Ａ＝1.7275×10^-4，Ｂ＝-4.6217×10^-5，
Ｃ＝2.7989×10^-6，Ｄ＝-8.9059×10^-8
（第２５面）
ｋ＝0，
Ａ＝9.6170×10^-4，Ｂ＝-4.5306×10^-5，
Ｃ＝2.4816×10^-6，Ｄ＝-8.0992×10^-8

（変倍データ）
広角端中間焦点位置望遠端
D(8) 0.600 5.919 10.308
D(13) 10.158 4.839 0.450
D(19) 2.646 4.914 6.933
D(23) 6.802 4.535 2.515

（条件式（１）に関する数値）
ＥＰＷ（広角端における第１レンズ群Ｇ₃₁の最物体側面から入射瞳位置までの光軸上の距離）＝5.87
ＥＰＷ／（ｆｗ×ｆｔ）^1/2＝0.632

（条件式（２）に関する数値）
Ｈ１（負レンズＬ₃₁₁の有効半径）＝4.81
Ｙ１（最大像高）＝3.00
（Ｈ１／Ｙ１）／（ｆｔ／ｆｗ）＝0.340

図６は、実施例３にかかるズームレンズのｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に対する諸収差図である。なお、非点収差図におけるＳ，Ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

図７は、実施例４にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₄₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₄₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₄₃と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ₄₄と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ₄₅と、が配置されて構成される。第２レンズ群Ｇ₄₂と第３レンズ群Ｇ₄₃との間には、所定の口径を規定する開口絞りＳＴＯＰが配置されている。

第１レンズ群Ｇ₄₁は、物体側から順に、負レンズＬ₄₁₁と、正レンズＬ₄₁₂と、正レンズＬ₄₁₃と、が配置されて構成される。負レンズＬ₄₁₁と正レンズＬ₄₁₂とは、接合されている。

第２レンズ群Ｇ₄₂は、物体側から順に、負レンズＬ₄₂₁と、負レンズＬ₄₂₂と、正レンズＬ₄₂₃と、が配置されて構成される。負レンズＬ₄₂₂と正レンズＬ₄₂₃とは、接合されている。

第３レンズ群Ｇ₄₃は、物体側から順に、正レンズＬ₄₃₁と、正レンズＬ₄₃₂と、負レンズＬ₄₃₃と、が配置されて構成される。正レンズＬ₄₃₁の両面には、それぞれ非球面が形成されている。正レンズＬ₄₃₂と負レンズＬ₄₃₃とは、接合されている。

第４レンズ群Ｇ₄₄は、物体側から順に、正レンズＬ₄₄₁と、負レンズＬ₄₄₂と、が配置されて構成される。負レンズＬ₄₄₂の両面には、それぞれ非球面が形成されている。

第５レンズ群Ｇ₄₅は、正レンズＬ₄₅₁により構成される。正レンズＬ₄₅₁の両面には、それぞれ非球面が形成されている。

このズームレンズは、第２レンズ群Ｇ₄₂および第４レンズ群Ｇ₄₄を光軸に沿って物体側から像面側へ移動させることにより、広角端から望遠端への変倍を行う。また、第４レンズ群Ｇ₄₄を光軸に沿って移動させることにより、フォーカシングを行う。なお、第１レンズ群Ｇ₄₁、第３レンズ群Ｇ₄₃、および第５レンズ群Ｇ₄₅は、常時固定されている。

以下、実施例４にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。

ズームレンズ全系の焦点距離＝6.18（ｆｗ：広角端）〜19.00（中間焦点位置）〜58.20（ｆｔ：望遠端）
Ｆナンバー＝2.52（広角端）〜3.20（中間焦点位置）〜4.00（望遠端）
半画角（ω）＝ 27.07（広角端）〜8.71（中間焦点位置）〜2.88（望遠端）
変倍比：9.42

（レンズデータ）
ｒ₁＝34.230
ｄ₁＝0.700 ｎｄ₁＝1.923 νｄ₁＝20.88
ｒ₂＝21.201
ｄ₂＝2.265 ｎｄ₂＝1.618 νｄ₂＝63.40
ｒ₃＝493.372
ｄ₃＝0.200
ｒ₄＝26.331
ｄ₄＝1.764 ｎｄ₃＝1.697 νｄ₃＝55.46
ｒ₅＝103.939
ｄ₅＝D(5)（可変）
ｒ₆＝-820.278
ｄ₆＝0.500 ｎｄ₄＝1.773 νｄ₄＝49.62
ｒ₇＝7.857
ｄ₇＝1.429
ｒ₈＝-10.966
ｄ₈＝0.500 ｎｄ₅＝1.729 νｄ₅＝54.67
ｒ₉＝9.331
ｄ₉＝1.637 ｎｄ₆＝1.923 νｄ₆＝20.88
ｒ₁₀＝195.124
ｄ₁₀＝D(10)（可変）
ｒ₁₁＝∞（開口絞り）
ｄ₁₁＝0.500
ｒ₁₂＝14.827（非球面）
ｄ₁₂＝2.534 ｎｄ₇＝1.619 νｄ₇＝63.86
ｒ₁₃＝-12.882（非球面）
ｄ₁₃＝0.200
ｒ₁₄＝19.167
ｄ₁₄＝2.414 ｎｄ₈＝1.497 νｄ₈＝81.61
ｒ₁₅＝-9.307
ｄ₁₅＝0.500 ｎｄ₉＝2.001 νｄ₉＝25.46
ｒ₁₆＝-20.256
ｄ₁₆＝D(16)（可変）
ｒ₁₇＝-28.759
ｄ₁₇＝1.221 ｎｄ₁₀＝1.923 νｄ₁₀＝20.88
ｒ₁₈＝-11.783
ｄ₁₈＝0.611
ｒ₁₉＝-7.991（非球面）
ｄ₁₉＝0.500 ｎｄ₁₁＝1.911 νｄ₁₁＝35.25
ｒ₂₀＝19.224（非球面）
ｄ₂₀＝D(20)（可変）
ｒ₂₁＝26.220（非球面）
ｄ₂₁＝2.436 ｎｄ₁₂＝1.497 νｄ₁₂＝81.56
ｒ₂₂＝-8.065（非球面）
ｄ₂₂＝13.372
ｒ₂₃＝∞（像面）

円錐係数（ｋ）および非球面係数（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）
（第１２面）
ｋ＝0，
Ａ＝-2.2066×10^-4，Ｂ＝-1.8800×10^-5，
Ｃ＝1.0292×10^-6，Ｄ＝-7.2634×10^-8
（第１３面）
ｋ＝0，
Ａ＝-9.9155×10^-5，Ｂ＝-1.5332×10^-5，
Ｃ＝6.0218×10^-7，Ｄ＝-4.7729×10^-8
（第１９面）
ｋ＝0，
Ａ＝3.1856×10^-5，Ｂ＝3.5838×10^-5，
Ｃ＝-9.5389×10^-7，Ｄ＝-6.9451×10^-8
（第２０面）
ｋ＝0，
Ａ＝-2.8279×10^-4，Ｂ＝2.9241×10^-5，
Ｃ＝-1.5968×10^-7，Ｄ＝-1.0019×10^-7
（第２１面）
ｋ＝0，
Ａ＝-1.8689×10^-4，Ｂ＝1.9928×10^-6，
Ｃ＝-9.6987×10^-8，Ｄ＝1.6857×10^-8
（第２２面）
ｋ＝0，
Ａ＝2.5432×10^-4，Ｂ＝8.0612×10^-6，
Ｃ＝-5.7580×10^-7，Ｄ＝2.8735×10^-8

（変倍データ）
広角端中間焦点位置望遠端
D(5) 0.600 10.096 16.900
D(10) 16.900 7.404 0.600
D(16) 0.601 3.963 7.282
D(20) 8.616 5.254 1.935

（条件式（１）に関する数値）
ＥＰＷ（広角端における第１レンズ群Ｇ₄₁の最物体側面から入射瞳位置までの光軸上の距離）＝12.00
ＥＰＷ／（ｆｗ×ｆｔ）^1/2＝0.633

（条件式（２）に関する数値）
Ｈ１（負レンズＬ₄₁₁の有効半径）＝7.50
Ｙ１（最大像高）＝3.00
（Ｈ１／Ｙ１）／（ｆｔ／ｆｗ）＝0.265

図８は、実施例４にかかるズームレンズのｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に対する諸収差図である。なお、非点収差図におけるＳ，Ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

なお、上記各実施例中の数値データにおいて、ｒ₁，ｒ₂，・・・・は各レンズ、絞り面などの曲率半径、ｄ₁，ｄ₂，・・・・は各レンズ、絞りなどの肉厚またはそれらの面間隔、ｎｄ₁，ｎｄ₂，・・・・は各レンズのｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、νｄ₁，νｄ₂，・・・・は各レンズのｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に対するアッベ数を示している。そして、長さの単位はすべて「ｍｍ」、角度の単位はすべて「°」である。

また、上記各非球面形状は、非球面の深さをＺ、曲率（１／ｒ）をｃ、光軸からの高さをｈとし、光の進行方向を正とするとき、以下に示す式により表される。

ただし、ｋは円錐係数、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれ４次，６次，８次，１０次の非球面係数である。

以上説明したように、実施例１〜３のズームレンズは、第１レンズ群中に光路を曲げるプリズムを配置して光学系全長の短縮を図るとともに、条件式（１），（２）を満足することにより、全光学系中最大となる第１レンズ群の最物体側のレンズ有効径を小さくして光学系全体の外径の小型化と、光学系の高い光学性能の維持とを両立させることができる。

また、条件式（１）を満足することで、少ないレンズ枚数で良好な収差補正が可能になることから、光学系全長をより短縮することができる。条件式（２）を満足することで、高変倍（４．７倍程度）を実現することもできる。さらに、適宜接合レンズや非球面レンズを用いることにより、より良好な収差補正を行うことができる。

また、実施例４のズームレンズは、条件式（１），（２）を満足することにより、全光学系中最大となる第１レンズ群の最物体側のレンズ有効径を小さくして光学系全体の外径の小型化と、光学系の高い光学性能の維持とを両立させることができる。

実施例４のズームレンズは、光学系中に光路を曲げるプリズムが配置されていないが、条件式（１）を満足することで、少ないレンズ枚数で良好な収差補正が可能になることから、結果的に光学系全長を短縮することができる。また、条件式（２）を満足することで、高変倍（９．４倍程度）を実現することもできる。さらに、適宜接合レンズや非球面レンズを用いることにより、より良好な収差補正を行うことができる。

以上のように、この発明にかかるズームレンズは、デジタルスチルカメラや、デジタルビデオカメラ、情報携帯端末、携帯電話機等の撮像装置に有用であり、特に、小型、高変倍比、高い光学性能が要求される撮像装置に最適である。

Ｇ₁₁，Ｇ₂₁，Ｇ₃₁，Ｇ₄₁ 第１レンズ群
Ｇ₁₂，Ｇ₂₂，Ｇ₃₂，Ｇ₄₂ 第２レンズ群
Ｇ₁₃，Ｇ₂₃，Ｇ₃₃，Ｇ₄₃ 第３レンズ群
Ｇ₁₄，Ｇ₂₄，Ｇ₃₄，Ｇ₄₄ 第４レンズ群
Ｇ₁₅，Ｇ₂₅，Ｇ₃₅，Ｇ₄₅ 第５レンズ群
ＳＴＯＰ開口絞り
Ｐプリズム

Claims

物体側から順に配置された、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、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と、からなり、
変倍に際し、前記第２レンズ群および前記第４レンズ群が光軸に沿って移動し、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、および前記第５レンズ群が固定され、
以下に示す条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
（１）０．６０≦ＥＰＷ／（ｆｗ×ｆｔ）^1/2≦０．７０
（２）０．２５≦（Ｈ１／Ｙ１）／（ｆｔ／ｆｗ）≦０．３５
ただし、ＥＰＷは広角端における前記第１レンズ群の最物体側面から入射瞳位置までの光軸上の距離、ｆｗは広角端における光学系全系の焦点距離、ｆｔは望遠端における光学系全系の焦点距離、Ｈ１は光学系の最も物体側に配置されているレンズの有効半径、Ｙ１は光学系の最大像高を示す。