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JP6758971B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 Download PDF

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Description

本発明はズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、例えばビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、監視用カメラ、銀塩写真用のカメラ、放送用カメラ、スマートフォン、タブレット、ウェアラブル機器等に好適なものである。
近年、ウェアラブルデバイスに搭載する撮像装置に用いられる撮像光学系には、高ズーム比で全体が小型であり、撮像装置（カメラ）に用いたとき、その厚み（前後方向の厚み）を薄くできるズームレンズであることが求められている。
従来、高ズーム比化を図りつつ、撮像装置の厚みを薄くするために、撮像光学系の光軸（光路）を９０°折り曲げる反射部材、例えば内面反射を利用したプリズム（反射部材）を光路中に配置した屈曲式のズームレンズが知られている（特許文献１）。特許文献１は、物体側より像側へ順に配置された、正、負、正、正、負の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群より構成される５群ズームレンズにおいて、第１レンズ群中に光路折り曲げ用の反射部材を配置したズームレンズを開示している。
また特許文献１のズームレンズはズーミングに際して第１レンズ群を不動とし、ズーミングに際して各レンズ群の間隔を変化させて高ズーム比化を図っている。
国際公開第２０１２／０７７３３８号
ウェアラブルデバイスへ搭載する撮像装置に用いられる撮像光学系はレンズユニットの体積をできるだけ多く削減できる構成をとることが重要である。前述した５群ズームレンズにおいて、第１レンズ群に反射部材を配置し、レンズユニットの体積を削減するためには、前玉有効径を小型化し、厚み方向を薄型化するとともに、レンズ全長を短縮し、撮像素子の長手方向のサイズを小型化することが重要である。
また、撮像装置全体を小型化するために、ズームレンズの有効撮像領域（撮像素子のサイズ）を小型化すると、全体を比例縮小することができる。しかし、撮像素子を用いた撮像装置において、有効撮像領域を縮小しつつ撮像素子の画素数を維持しようとすると、画素ピッチが狭小化してしまう。このとき、ズームレンズの回折限界により撮像装置全系の撮像性能が低下してくる。とくにＦｎｏ（Ｆナンバー）がズーミングによって変動するズームレンズにおいては、望遠端におけるＦｎｏが暗くなり（大きくなり）すぎないレンズ構成をとることが重要である。
反射部材を用いて全系の小型化を図りつつ、高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有し、しかもズーミングに際してＦｎｏの変動を少なくするためにはズームレンズのレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。例えば、ズームタイプやズーミングに際して移動するレンズ群の移動量等を適切に設定することが重要になってくる。
本発明は、高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能が容易に得られるズームレンズ及びそれを用いた撮像装置を提供することを目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群より構成され、
前記第１レンズ群は、光路を折り曲げる反射部材を有し、
ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動で、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、前記第２レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β２ｗ及びβ２ｔ、前記第３レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β３ｗ及びβ３ｔ、前記第４レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β４ｗ及びβ４ｔ前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、無限遠合焦時の広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第５レンズ群の移動量をＭ５、前記第１レンズ群の厚さをＤ１、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとし、
レンズ群の移動量の符号は像側から物体側に向かう場合を正とし、
Ｚ２＝β２ｔ／β２ｗ
Ｚ３＝β３ｔ／β３ｗ
Ｚ４＝β４ｔ／β４ｗ
とするとき、
２．０＜Ｚ２／（Ｚ３×Ｚ４）＜５．０
０．５＜｜ｆ５｜／Ｍ５＜２．０
０．１＜Ｄ１／ｆｔ＜０．６
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明の他のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群より構成され、
ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動で、前記第３レンズ群が移動し、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
前記第２レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β２ｗ及びβ２ｔ、前記第３レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β３ｗ及びβ３ｔ、前記第４レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β４ｗ及びβ４ｔ前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、無限遠合焦時の広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第５レンズ群の移動量をＭ５とし、
レンズ群の移動量の符号は像側から物体側に向かう場合を正とし、
Ｚ２＝β２ｔ／β２ｗ
Ｚ３＝β３ｔ／β３ｗ
Ｚ４＝β４ｔ／β４ｗ
とするとき、
２．０＜Ｚ２／（Ｚ３×Ｚ４）＜５．０
０．５＜｜ｆ５｜／Ｍ５＜２．０
なる条件式を満足することを特徴とする。
本発明の他のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群より構成され、
ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動で、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
前記第１レンズ群は光路を折り曲げる反射部材としてのプリズムを有し、
前記第２レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β２ｗ及びβ２ｔ、前記第３レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β３ｗ及びβ３ｔ、前記第４レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β４ｗ及びβ４ｔ前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、無限遠合焦時の広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第５レンズ群の移動量をＭ５、前記プリズムの材料のｄ線における屈折率をＮｄｐｒとし、
レンズ群の移動量の符号は像側から物体側に向かう場合を正とし、
Ｚ２＝β２ｔ／β２ｗ
Ｚ３＝β３ｔ／β３ｗ
Ｚ４＝β４ｔ／β４ｗ
とするとき、
２．０＜Ｚ２／（Ｚ３×Ｚ４）＜５．０
０．５＜｜ｆ５｜／Ｍ５＜２．０
１．８＜Ｎｄｐｒ＜２．５
なる条件式を満足することを特徴とする。
本発明によれば、高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能が容易に得られるズームレンズが得られる。
実施例１のズームレンズが無限遠物体に合焦しているときの広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 実施例１のズームレンズが無限遠物体に合焦しているときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図 実施例２のズームレンズが無限遠物体に合焦しているときの広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 実施例２のズームレンズが無限遠物体に合焦しているときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図 実施例３のズームレンズが無限遠物体に合焦しているときの広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 実施例３のズームレンズが無限遠物体に合焦しているときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図 実施例４のズームレンズが無限遠物体に合焦しているときの広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 実施例４のズームレンズが無限遠物体に合焦しているときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図 実施例５のズームレンズが無限遠物体に合焦しているときの広角端におけるレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ） 実施例５のズームレンズが無限遠物体に合焦しているときの広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図 本発明の撮像装置の要部概略図
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群より構成されている。そしてズーミングに際して第１レンズ群は不動で、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。なお、屈折力は焦点距離の逆数である。
図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。実施例１はズーム比４．７３、Ｆナンバー３．６０〜５．１８のズームレンズである。
図３は本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比４．７６、Ｆナンバー３．６０〜５．７８のズームレンズである。
図５は本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比４．７２、Ｆナンバー３．６２〜５．７５のズームレンズである。
図７は本発明の実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比４．７２、Ｆナンバー３．６３〜６．４２のズームレンズである。
図９は本発明の実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例５はズーム比４．７３、Ｆナンバー３．６０〜６．２６のズームレンズである。
各実施例のレンズ断面図では光路中にプリズム内に設けた反射面を有する反射部材（プリズム）で光路を折り曲げているが各レンズ断面図では便宜上光路を展開した状態で示している。図１１は本発明のズームレンズを備えるカメラ（撮像装置）の要部概略図である。
各実施例のズームレンズはビデオカメラやデジタルカメラそして銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系である。レンズ断面図において、左方が被写体側（物体側）（前方）で、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、Ｌ０はズームレンズである。ｉは物体側からのレンズ群の順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。
ＳＰはＦナンバー光束を制限する開口絞りである。ＰＲは光路折り曲げ用の反射部材であり、各実施例では反射面を有し、光路上の光路を９０度又は９０度前後（９０°±１０°）折り曲げるプリズム（ガラス材又はプラスチック材）よりなっている。Ｇは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。
ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する感光面が置かれる。矢印は広角端から望遠端へのズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。レンズ断面図においてｙは撮像素子の短辺方向である。ｘは撮像素子の長辺方向である。ｚは光軸方向である。
収差図のうち、球面収差図において、dはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、gはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図においてΔＭはｄ線のメリディオナル像面、ΔＳはｄ線のサジタル像面である。倍率色収差のｇはｇ線である。ωは半画角（撮影画角の半分の値）（度）、ＦｎｏはＦナンバーである。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、次のレンズ群より構成されている。正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｌ５にて構成されている。第１レンズ群Ｌ１を正の屈折力、第２レンズ群Ｌ２を負の屈折力とするポジティブリードタイプの屈折力配置を採用し、高ズーム比化と前玉有効径の小型化を図っている。
また、後続する第３レンズ群Ｌ３を正の屈折力、第４レンズ群Ｌ４を正の屈折力、第５レンズ群Ｌ５を負の屈折力とした望遠型の屈折力配置とすることで、レンズ全長の短縮を図っている。
ズーミングに際し、第１レンズ群Ｌ１は不動である。可動レンズ群を少なくして鏡筒構造を簡略化することで、撮像装置のレンズユニットの小型化を図っている。また、ズーミングに際してレンズ全長が一定となる構成としている。これにより撮像装置を密閉構造とすることが容易となり、静音性や耐衝撃性に強い鏡筒構造を構築している。また、本発明のズームレンズでは、次の条件式を満足する構成としている。
第２レンズ群Ｌ２の無限遠合焦時の広角端と望遠端における横倍率を各々β２ｗ、β２ｔとする。第３レンズ群Ｌ３の無限遠合焦時の広角端と望遠端における横倍率を各々β３ｗ、β３ｔとする。第４レンズ群Ｌ４の無限遠合焦時の広角端と望遠端における横倍率を各々β４ｗ、β４ｔとする。そして第２レンズ群Ｌ２の変倍量Ｚ２、第３レンズ群Ｌ３の変倍量Ｚ３、第４レンズ群Ｌ４の変倍量Ｚ４を各々、
Ｚ２＝β２ｔ／β２ｗ
Ｚ３＝β３ｔ／β３ｗ
Ｚ４＝β４ｔ／β４ｗ
とする。
第５レンズ群Ｌ５の焦点距離をｆ５とする。無限遠合焦時における、広角端から望遠端へのズーミングにおける第５レンズ群Ｌ５の移動量をＭ５とする。このとき、
２．０＜Ｚ２／（Ｚ３×Ｚ４）＜５．０ ・・・（１）
０．５＜|ｆ５|／Ｍ５＜２．０ ・・・（２）
なる条件式を満足する。
ここでレンズ群の移動量とは、広角端における光軸上の位置と望遠端における光軸上の位置の差に相当し、移動量の符号は広角端に比べて望遠端においてレンズ群が像側に位置するときを負、物体側に位置するときを正とする。
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（１）は、広角端から望遠端へのズーミングにかけての第２レンズ群Ｌ２の変倍量に対する、第３レンズ群Ｌ３の変倍量と第４レンズ群Ｌ４の変倍量の積との比を規定している。
本発明のズームレンズにおいては、主たる変倍を第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４にて分担している。また、開口絞りＳＰの絞り径はズーミングに際して一定として、全系の実質的な開口絞りＳＰの位置は第３レンズ群Ｌ３近傍に配置している。条件式（１）を満足する構成をとることで、全系における第２レンズ群Ｌ２の変倍分担を最適化している。
つまり、開口絞りＳＰより物体側に配置される第２レンズ群Ｌ２の変倍分担が大きい配置をとることで、ズーミングに際してＦｎｏ（Ｆナンバー）の変動を軽減し、望遠端でのＦｎｏの低下を軽減している。これにより、望遠端での回折限界を緩和しズーム全域において良好な光学性能を得ている。
条件式（１）の下限を超えて、第２レンズ群Ｌ２の変倍分担が小さくなりすぎると、ズーミングに際してＦｎｏの変動が増大して望遠端におけるＦｎｏが大きく低下してくる。一方、上限を超えて、第２レンズ群Ｌ２の変倍分担量が大きくなりすぎると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強まりすぎて、ズーミングに際して像面変動が増加し、この補正が困難となる。または、第２レンズ群Ｌ２のズーミングに際しての移動量が大きくなりすぎ、第１レンズ群Ｌ１を不動とした構成においては、前玉有効径が増大してしまうのでよくない。
条件式（２）は、第５レンズ群Ｌ５の焦点距離と、広角端から望遠端へのズーミングにかけての第５レンズ群Ｌ５の移動量の比を規定している。本発明のズームレンズにおいては、第５レンズ群Ｌ５をズーミングに際して可動な構成として、第５レンズ群Ｌ５にも変倍を分担する構成としている。条件式（２）を満足する構成をとることで、第５レンズ群Ｌ５の焦点距離と移動量の比を最適化し、高ズーム比化を図りつつ、全系の小型化を図っている。
条件式（２）の下限を超えて、第５レンズ群Ｌ５の焦点距離がズーミングにおける移動量に比して小さすぎると、広角端において射出瞳位置が像面に近づきすぎる配置となる。この結果、周辺光束の像面への入射角が大きくなりすぎて、シェーディング特性が低下してしまう。一方、上限を超えて、第５レンズ群Ｌ５の焦点距離がズーミングにおける移動量に比して大きすぎると、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５にて構成する望遠型の屈折力配置が緩まりすぎて、レンズ全長が増大してくる。
条件式（１）と（２）を同時に満足することにより、良好な光学性能を得るとともに、撮像装置の小型化が容易なズームレンズを得ている。より好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
２．１＜Ｚ２／（Ｚ３×Ｚ４）＜４．５ ・・・（１ａ）
０．８０＜｜ｆ５｜／Ｍ５＜１．８５ ・・・（２ａ）
さらに好ましくは条件式（１ａ）、（２ａ）の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
２．２＜Ｚ２／（Ｚ３×Ｚ４）＜４．０ ・・・（１ｂ）
１．０＜｜ｆ５｜／Ｍ５＜１．８ ・・・（２ｂ）
本発明のズームレンズにおいて、より好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。望遠端における全系の焦点距離をｆｔとする。無限遠合焦時の望遠端における第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔をＤ２３ｔとする。無限遠合焦時の望遠端における第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔をＤ３４ｔとする。広角端から望遠端へのズーミングにおける第３レンズ群Ｌ３の移動量をＭ３とする。
第１レンズ群Ｌ１に光路を折り曲げる反射面を含む反射部材を有する。第１レンズ群Ｌ１の厚さ（物体側のレンズ面から像側のレンズ面までの光軸上の距離）をＤ１とする。反射部材はプリズムよりなり、このときのプリズムの材料のｄ線における屈折率をＮｄｐｒとする。このとき、次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
１．９＜ｆ１／ｆｗ＜２．６ ・・・（３）
０．６＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜１．４ ・・・（４）
１．８＜ｆ１／｜ｆ２｜＜３．０ ・・・（５）
０．１＜｜ｆ５｜／ｆｔ＜０．６ ・・・（６）
０．５＜１００×（Ｄ２３ｔ＋Ｄ３４ｔ）／ｆｔ＜１０．０・・・（７）
−１．００＜Ｍ３／ｆｗ＜−０．０２ ・・・（８）
０．１＜Ｄ１／ｆｔ＜０．６ ・・・（９）
１．８＜Ｎｄｐｒ＜２．５ ・・・（１０）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（３）は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離を規定する。条件式（３）の下限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなりすぎると、とくに望遠端において軸上色収差、倍率色収差の補正が困難となる。一方、上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が長くなりすぎると、ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１を不動とした構成においてとくに前玉有効径が増大してくる。
条件式（４）は第２レンズ群Ｌ２の負の焦点距離を規定する。条件式（４）の下限を超えて、第２レンズ群Ｌ２の負の焦点距離が短くなりすぎると（負の焦点距離の絶対値が小さくなりすぎると）、ズーム全域において像面湾曲の変動の補正が困難となる。
一方、上限を超えて、第２レンズ群Ｌ２の負の焦点距離が長くなりすぎると（負の焦点距離の絶対値が大きくなりすぎると）、この状態で条件式（１）を満足しようとするとズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２の移動量が増大してくる。そしてレンズ全長が増大してくる。
条件式（５）は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離と第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の比を規定する。条件式（５）の下限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が第２レンズ群の焦点距離に比して短くなりすぎると、望遠端において色収差の補正が困難となり、またレンズ全長が増大してくる。一方、上限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が第２レンズ群の焦点距離に比して長くなりすぎると、前玉有効径が増大し、ズーム全域において像面湾曲の補正が困難となる。
条件式（６）は第５レンズ群Ｌ５の焦点距離を規定する。条件式（６）の下限を超えて、第５レンズ群Ｌ５の焦点距離が短くなりすぎると、この状態で条件式（２）を満足しようとすると、第５レンズ群Ｌ５の変倍分担が増大しすぎる配置となり、ズーミングに際してＦｎｏの変動が増大してくる。
一方、上限を超えて、第５レンズ群Ｌ５の焦点距離が長くなりすぎると、第５レンズ群Ｌ５の変倍分担が低下しすぎる配置となり、この状態で高ズーム比化を図ろうとすると、全系が大型化してくる。
条件式（７）は望遠端において、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４の配置を規定する。本発明の各実施例において、開口絞り機構をできるだけ簡略化することで、全系の小型化を実現している。条件式（７）の下限を超えると、全系の望遠端において各レンズ群のメカ鏡筒が干渉しやすくなる。一方、上限を超えると、望遠端において第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔が広くなりすぎる配置となり、全系が大型化してくる。
条件式（８）は第３レンズ群Ｌ３のズーミングに際しての移動量を規定する。条件式（８）の下限を超えて、第３レンズ群Ｌ３の移動量が小さくなりすぎると、前玉有効径の小型化が困難になる。一方、上限を超えると、第３レンズ群Ｌ３の移動量が大きくなりすぎ、物体側に移動する第４レンズ群とのズーミングに際しての干渉を避けるため、全系が大型化してしまうのでよくない。
条件式（９）は第１レンズ群Ｌ１の厚さ（物体側のレンズ面から像側のレンズ面までの長さ）を規定する。条件式（９）の下限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の厚さが短くなりすぎると、第１レンズ群Ｌ１内に光軸屈曲のための反射部材ＳＰを配置することが困難となる。一方、上限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の厚さが長くなりすぎると、撮像装置の厚みが増大してしまうのでよくない。
条件式（１０）は第１レンズ群Ｌ１に含まれる反射部材ＰＲをプリズムにより構成したときのプリズムの材料の屈折率を規定する。条件式（１０）の下限を超えて、プリズムの材料の屈折率が小さくなりすぎると、空気換算長を一定とするとプリズムサイズが大型するため、撮像装置の厚みが増大してくる。
一方、上限を超えると、プリズムの材料の屈折率が大きくなりすぎる。条件式（１０）の上限を超える屈折率を有する光学材料は短波長側の透過率が極端に低い傾向にあり、撮像装置としてのカラーバランスを良好に維持するのが難しくなるためよくない。好ましくは条件式（３）乃至（１０）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
２．０＜ｆ１／ｆｗ＜２．５ ・・・（３ａ）
０．７＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜１．３ ・・・（４ａ）
１．９０＜ｆ１／｜ｆ２｜＜２．８５ ・・・（５ａ）
０．２＜｜ｆ５｜／ｆｔ＜０．５ ・・・（６ａ）
１．０＜１００×（Ｄ２３ｔ＋Ｄ３４ｔ）／ｆｔ＜７．０ ・・・（７ａ）
−０．８０＜Ｍ３／ｆｗ＜−０．０６ ・・・（８ａ）
０．２０＜Ｄ１／ｆｔ＜０．５５ ・・・（９ａ）
１．８５＜Ｎｄｐｒ＜２．３５ ・・・（１０ａ）
更に好ましくは条件式（３ａ）乃至（１０ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
２．１＜ｆ１／ｆｗ＜２．４ ・・・（３ｂ）
０．８＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜１．２ ・・・（４ｂ）
２．０＜ｆ１／｜ｆ２｜＜２．７ ・・・（５ｂ）
０．３０＜｜ｆ５｜／ｆｔ＜０．４８ ・・・（６ｂ）
１．５＜１００×（Ｄ２３ｔ＋Ｄ３４ｔ）／ｆｔ＜３．０ ・・・（７ｂ）
−０．６０＜Ｍ３／ｆｗ＜−０．０９ ・・・（８ｂ）
０．３＜Ｄ１／ｆｔ＜０．５ ・・・（９ｂ）
１．９＜Ｎｄｐｒ＜２．２ ・・・（１０ｂ）
また、各実施例において、ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を可動な構成としている。第３レンズ群Ｌ３を可動とすることで、中間のズーム位置での収差変動を良好に補正し、ズーム全域で良好な光学性能を得ている。また、第３レンズ群Ｌ３は広角端において望遠端に比べて物体側に位置する構成としている。
本発明において、全系における実質的な開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３近傍に配置している。この構成によれば、広角端近傍領域において入射瞳位置を第１レンズ群Ｌ１に近づけることが容易となり、前玉有効径の小型化が容易となる。
また、各実施例において、第１レンズ群Ｌ１に反射面を含む反射部材を配置し、第１レンズ群Ｌ１にて光軸を略９０度屈曲する構成としている。ここで、各実施例で反射面は図示していないが、第１レンズ群Ｌ１内に全反射を利用したプリズムを配置する構成としている。また、光軸の屈曲方向については、撮像面の短辺方向に光軸を屈曲する配置とすることで、撮像装置厚を薄型化してくる。また、前玉有効径を小型化する構成をとることにより、全反射を利用したプリズムを小型化し撮像装置のユニット厚を薄型化することを容易にしている。
次に各実施例のレンズ構成について説明する。
［実施例１］
以下、図１を参照して、本発明の実施例１のズームレンズについて説明する。実施例１は物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｌ５にて構成されている。
また広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群Ｌ１は不動である。これにより、レンズ群の駆動機構の簡略化を容易にし、かつズームレンズユニットを密閉構造として、外乱に対して強固な撮像装置を実現している。また、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３とは各々像側に移動している。また、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５は各々物体側に移動している。
これにより、各レンズ群間で変倍を分担しつつ、ズーム全域での収差変動を抑制し、ズーム全域で良好な光学性能を得ている。とくに、第３レンズ群Ｌ３を広角端において望遠端よりも物体側に位置するように移動して、前玉有効径の小型化を図っている。また、第５レンズ群Ｌ５を広角端から望遠端へのズーミングに際して、物体側へ移動するようにして増倍作用を得て、高ズーム比化を図りつつ、レンズ全長を短くしている。
ここで、第１レンズ群Ｌ１は、物体側に比べて像側のレンズのレンズ面の曲率が強い負レンズ、反射部材で、全反射を利用したプリズムＰＲ、両凸形状で非球面を有する正レンズにて構成している。また、第２レンズ群Ｌ２は、物体側に比べて像側のレンズ面の曲率が強く、非球面を有する負レンズ、両凹形状の負レンズ、像側に比べて物体側のレンズ面の曲率が強い正レンズにて構成している。また、第３レンズ群Ｌ３は像側に比べ、物体側のレンズ面の曲率が強く、非球面を有する正レンズで構成している。
また第４レンズ群Ｌ４は、両凸形状で非球面を有する正レンズ、像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズにて構成している。また第５レンズ群Ｌ５は、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ、両凹形状で非球面を有する負レンズにて構成している。各レンズ群の屈折力配置と各レンズ群の内構成、移動軌跡を最適化することにより、高い光学性能を確保しつつ、全系の小型化を図っている。
［実施例２］
以下、図３を参照して、本発明の実施例２のズームレンズについて説明する。実施例２のズームレンズの基本構成（レンズ群の数、各レンズ群の屈折力、ズーミングに際しての各レンズ群の移動条件等）は、実施例１と同じである。実施例２は実施例１と比較して、各レンズ群の屈折力配置と各レンズ群内の形状を変更したことが異なる。また、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第３レンズ群Ｌ３は物体側に凸状の軌跡をとって像面側へ移動している点が異なっている。
［実施例３］
以下、図５を参照して、本発明の実施例３のズームレンズについて説明する。実施例３のズームレンズの基本構成は、実施例１と同じである。実施例３は実施例１と比較して、各レンズ群の屈折力配置とレンズ群内の構成を変更し、前玉有効径を更に縮小したことが異なる。
ここで、第３レンズ群Ｌ３は、両凸形状で非球面を有する正レンズ、像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズにて構成している。また、第４レンズ群Ｌ４は、両凸形状で非球面を有する正レンズ、両凸形状の正レンズ、像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズにて構成している。第４レンズ群Ｌ４内の正レンズを２枚の正レンズに分割することで、第４レンズ群Ｌ４の有効径の小型化とズーミングに際して球面収差、コマ収差の変動を良好に補正している。
また、第１レンズ群Ｌ１内の反射部材である全反射を利用したプリズムＰＲの材料に高い屈折率の硝材を用いることで、前玉有効径の更なる小型を図っている。
［実施例４］
以下、図７を参照して、本発明の実施例４のズームレンズについて説明する。実施例４のズームレンズの基本構成は、実施例１と同じである。
実施例４は実施例１と比較して、各レンズ群の屈折力配置とレンズ群内の構成を変更し、前玉有効径を更に縮小したことが異なる。ここで、第４レンズ群Ｌ４は、両凸形状で非球面を有する正レンズ、両凸形状の正レンズ、像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズにて構成している。第４レンズ群Ｌ４内の正レンズを２枚の正レンズに分割することで、第４レンズ群Ｌ４の有効径の小型化を図りつつ、ズーミングに際して球面収差、コマ収差の変動を良好に補正している。
［実施例５］
以下、図９を参照して、本発明の実施例５のズームレンズについて説明する。実施例５のズームレンズの基本構成は、実施例４と同じである。実施例５は実施例４と比較して、レンズ群内の構成を変更したことが異なる。
ここで、第１レンズ群Ｌ１は、物体側に比べ像側のレンズ面の曲率が強い負レンズ、反射部材である全反射を利用したプリズムＰＲ、物体側が凸面のメニスカス形状の正レンズ、両凸形状で非球面を有する正レンズにて構成している。第１レンズ群Ｌ１の正レンズを２枚の正レンズに分割することで、とくにズーミングに際してコマ収差の変動を良好に補正している。
各実施例において無限遠から近距離への合焦（フォーカス）動作に関しては、第５レンズ群Ｌ５を像側へ移動する、リアフォーカス方式を採用している。これにより、全系の小型化を図っている。また、像ぶれの補正に際しては、各レンズ群の少なくとも一部、より好ましくは、第２レンズ群Ｌ２を光軸に対して垂直方向の成分を有する方向に移動する構成、撮像素子を移動する構成など、各種公知の手法を適用している。また、ズームレンズの歪曲収差については、撮像装置に用いたときには各種公知の手法を適用し電子的に補正している。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
次に各実施例に示したようなズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラの実施形態を図１１を用いて説明する。図１１において、２０はカメラ本体、２１は実施例１乃至５で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮像光学系である。
ＰＲは光路折り曲げ用の反射部材である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。２３は固体撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダである。このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
次に、本発明の実施例１乃至５に各々対応する数値データ１乃至５を示す。各数値データにおいてｉは物体側からの光学面の順序を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉとνｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。
また、ｋを離心率、Ａ４、Ａ６、Ａ８を非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／［１＋［１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）2］1/2］＋Ａ４ｈ4＋Ａ６ｈ6＋Ａ８ｈ8
で表示される。但しＲは近軸曲率半径である。また、例えば「Ｅ−Ｚ」の表示は「１０-Z」を意味する。
数値データ１乃至５において、面番号３、４は反射部材ＰＲの面である。また最後の２つの面は、フィルター、フェースプレート等の光学ブロックの面である。各数値データにおいて、バックフォーカス（ＢＦ）はレンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算長により表したものである。レンズ全長は最も物体側のレンズ面から最終レンズ面までの距離に空気換算長のバックフォーカスを加えたものである。また、各数値データにおける上述した各条件式との対応を表１に示す。
（数値実施例１）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 -99.892 0.40 2.00272 19.3 8.20
2 18.713 0.55 7.70
3 ∞ 6.20 1.91082 35.3 7.62
4 ∞ 0.10 6.10
5* 8.054 1.43 1.76802 49.2 5.80
6* -19.295 (可変) 5.43
7* -170.899 0.30 1.85135 40.1 3.72
8* 5.226 0.57 3.25
9 -6.546 0.30 1.88300 40.8 3.16
10 7.134 0.80 1.95906 17.5 3.05
11 -47.774 (可変) 2.93
12* 4.803 0.83 1.49710 81.6 2.59
13 -42.872 0.10 2.60
14(絞り) ∞ (可変) 2.65
15* 8.216 2.50 1.67790 54.9 5.15
16 -3.924 0.30 1.95906 17.5 5.28
17 -6.355 (可変) 5.51
18 -8.928 0.82 1.89286 20.4 4.79
19 -5.183 0.51 4.86
20 -6.099 0.30 1.90270 31.0 4.23
21* 11.099 (可変) 4.20
22 ∞ 0.25 1.51633 64.1 8.00
23 ∞ 0.50 8.00
像面 ∞
非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.31920e-004 A 6=-1.86372e-006 A 8= 6.56316e-008

第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.99857e-004

第7面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.44291e-003

第8面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.95529e-003 A 6= 2.55004e-004 A 8= 3.11313e-005

第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.95797e-003 A 6= 2.72581e-005

第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.54900e-003 A 6=-4.33859e-006 A 8=-4.46322e-006

第21面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.00447e-003 A 6= 8.15257e-005 A 8= 1.71050e-005
各種データ
ズーム比 4.73
広角 中間 望遠
焦点距離 4.08 8.85 19.30
Fナンバー 3.60 4.55 5.18
半画角（度） 36.31 18.73 8.84
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 29.88 29.88 29.88
BF 2.52 5.13 7.74

d 6 0.10 2.76 5.42
d11 3.95 1.96 0.11
d14 5.12 2.38 0.09
d17 2.18 1.64 0.50
d21 1.86 4.47 7.08

入射瞳位置 6.17 9.65 15.64
射出瞳位置 -8.22 -8.73 -9.64
前側主点位置 8.34 10.01 -1.78
後側主点位置 -3.58 -8.35 -18.80

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
L1 1 9.67 8.68 5.49 1.98
L2 7 -3.59 1.97 0.32 -0.98
L3 12 8.74 0.93 0.06 -0.60
L4 15 6.60 2.80 0.95 -0.83
L5 18 -6.62 1.63 0.97 -0.09
G 22 ∞ 0.25 0.08 -0.08
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -15.69
2 3 0.00
3 5 7.57
4 7 -5.95
5 9 -3.83
6 10 6.52
7 12 8.74
8 15 4.27
9 16 -11.38
10 18 12.54
11 20 -4.32
12 22 0.00

（数値実施例２）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 -149.866 0.30 2.00069 25.5 8.13
2 17.285 0.58 7.66
3 ∞ 6.20 2.00100 29.1 7.54
4 ∞ 0.10 5.31
5* 6.688 1.52 1.59201 67.0 5.09
6* -10.425 (可変) 4.68
7* -28.489 0.30 1.80139 45.5 3.77
8* 5.027 0.54 3.30
9 -9.631 0.30 1.80610 40.9 3.20
10 5.380 0.82 1.95906 17.5 3.04
11 31.667 (可変) 2.86
12* 4.242 0.80 1.49710 81.6 2.54
13 25.217 0.13 2.52
14(絞り) ∞ (可変) 2.53
15* 9.096 2.10 1.61881 63.9 4.97
16 -3.921 0.10 5.14
17 -3.720 0.30 1.95906 17.5 5.07
18 -5.037 (可変) 5.34
19 -43.062 1.30 1.80809 22.8 4.61
20 -5.633 0.10 4.57
21 -7.406 0.30 1.90270 31.0 4.30
22* 6.553 (可変) 4.14
23 ∞ 0.25 1.51633 64.1 8.00
24 ∞ 0.50 8.00
像面 ∞
非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.08282e-004 A 6=-4.13059e-007

第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.27962e-004 A 6=-1.67401e-006

第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.69901e-005

第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.82910e-004

第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.41136e-003 A 6=-8.84533e-005

第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.14344e-003 A 6= 2.10727e-006

第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.07832e-003 A 6= 1.08571e-004 A 8= 2.18915e-005
各種データ
ズーム比 4.76
広角 中間 望遠
焦点距離 4.09 9.22 19.51
Fナンバー 3.60 4.84 5.78
半画角（度） 29.93 29.93 29.93
像高 2.64 5.54 8.41

レンズ全長 29.94 29.94 29.94

BF 2.65 5.55 8.42

d 6 0.10 2.23 4.36
d11 3.94 1.82 0.10
d14 4.50 2.20 0.10
d18 2.96 2.35 1.17
d22 1.98 4.88 7.75

入射瞳位置 6.21 8.88 12.98
射出瞳位置 -8.39 -9.35 -10.57
前側主点位置 8.42 9.48 -1.91
後側主点位置 -3.59 -8.72 -19.01

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
L1 1 8.79 8.70 5.29 1.77
L2 7 -3.49 1.96 0.36 -0.90
L3 12 10.13 0.93 -0.11 -0.77
L4 15 6.56 2.50 0.95 -0.70
L5 19 -7.51 1.70 0.96 -0.00
G 23 ∞ 0.25 0.08 -0.08
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -15.47
2 3 0.00
3 5 7.12
4 7 -5.31
5 9 -4.24
6 10 6.66
7 12 10.13
8 15 4.72
9 17 -16.70
10 19 7.90
11 21 -3.81
12 23 0.00
（数値実施例３）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 15.075 0.30 2.00272 19.3 7.30
2 6.637 1.00 6.60
3 ∞ 5.00 2.10205 16.8 6.50
4 ∞ 0.10 5.55
5* 8.027 1.52 1.80400 46.6 5.65
6* -17.264 (可変) 5.47
7* -6.787 0.30 1.85135 40.1 3.25
8* 5.218 0.35 2.90
9 -21.265 0.30 1.83481 42.7 2.86
10 5.268 0.90 1.92286 18.9 2.77
11 -23.349 (可変) 2.64
12* 6.845 1.10 1.49710 81.6 2.63
13 -5.080 0.30 1.91082 35.3 2.75
14 -11.554 (可変) 2.92
15* 15.525 2.00 1.55332 71.7 6.21
16 -9.064 0.10 6.51
17 16.444 2.30 1.53775 74.7 6.51
18 -6.913 0.30 2.00069 25.5 6.34
19 -10.927 (可変) 6.41
20 58.443 1.20 1.69895 30.1 4.97
21 -7.437 0.30 1.90270 31.0 4.78
22* 9.142 (可変) 4.63
23 ∞ 0.25 1.51633 64.1 8.00
24 ∞ 0.50 8.00
像面 ∞
非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.88037e-004 A 6=-1.73403e-007 A 8=-1.05807e-007

第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.29714e-005

第7面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.44483e-003

第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.09850e-003 A 6= 2.74774e-004 A 8=-2.71004e-005

第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.00335e-003 A 6= 4.77786e-005

第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.49254e-004 A 6= 5.34648e-006 A 8=-1.70166e-007

第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.18814e-004 A 6= 4.71103e-005 A 8=-4.48221e-006
各種データ
ズーム比 4.72
広角 中間 望遠
焦点距離 4.10 9.27 19.35
Fナンバー 3.62 4.80 5.75
半画角（度） 33.36 17.94 8.81
像高 2.70 3.00 3.00
レンズ全長 33.00 33.00 33.00
BF 3.34 5.84 8.34

d 6 0.30 2.99 5.67
d11 3.74 1.58 0.30
d14 5.19 2.48 0.09
d19 3.06 2.73 1.23
d22 2.68 5.18 7.68

入射瞳位置 5.38 8.19 13.28
射出瞳位置 -12.50 -11.49 -11.89
前側主点位置 8.19 10.29 2.41
後側主点位置 -3.60 -8.77 -18.85

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
L1 1 9.72 7.92 5.32 2.34
L2 7 -3.79 1.85 -0.04 -1.24
L3 12 14.24 1.40 0.16 -0.75
L4 15 7.02 4.70 1.43 -1.77
L5 20 -8.82 1.50 0.93 0.05
G 23 ∞ 0.25 0.08 -0.08
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -12.04
2 3 0.00
3 5 7.00
4 7 -3.43
5 9 -5.03
6 10 4.73
7 12 6.05
8 13 -10.18
9 15 10.65
10 17 9.37
11 18 -19.53
12 20 9.51
13 21 -4.50
14 23 0.00

（数値実施例４）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 22.388 0.30 2.00069 25.5 6.80
2 5.762 0.90 6.03
3 ∞ 5.00 2.00100 29.1 6.00
4 ∞ 0.10 5.07
5* 7.127 1.80 1.62263 58.2 5.13
6* -8.200 (可変) 5.04
7* -7.049 0.30 1.85135 40.1 3.28
8* 6.645 0.28 3.01
9 -58.253 0.30 1.88300 40.8 2.98
10 6.064 1.00 1.89286 20.4 2.89
11 -31.609 (可変) 2.75
12* 8.526 0.80 1.49710 81.6 3.02
13 896.594 0.00 3.05
14 ∞ (可変) 3.05
15* 9.863 2.10 1.55332 71.7 6.00
16 -13.251 2.58 6.15
17 11.427 2.30 1.49700 81.5 5.88
18 -5.084 0.30 2.00272 19.3 5.63
19 -9.999 (可変) 5.75
20 -16.745 1.70 1.76182 26.5 4.77
21 -4.301 0.30 1.85135 40.1 4.74
22* 17.954 (可変) 4.79
23 ∞ 0.25 1.51633 64.1 8.00
24 ∞ 0.50 8.00
像面 ∞
非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.65364e-004 A 6=-1.89040e-005 A 8= 8.57680e-007

第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.25584e-004

第7面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.91545e-004

第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.06421e-003 A 6=-1.65978e-004 A 8= 3.57188e-005

第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.99235e-004 A 6=-6.37234e-005 A 8= 6.42978e-006

第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.25397e-004 A 6= 1.50714e-005 A 8=-5.01850e-007

第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.11527e-004 A 6= 6.28369e-005 A 8=-3.97754e-006
各種データ
ズーム比 4.72
広角 中間 望遠
焦点距離 4.11 9.09 19.41
Fナンバー 3.63 4.95 6.42
半画角（度） 36.13 18.26 8.79
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 34.79 34.79 34.79
BF 2.19 4.66 7.12

d 6 0.30 3.09 5.89
d11 4.39 2.18 0.30
d14 4.97 2.22 0.08
d19 2.88 2.58 1.35
d22 1.53 4.00 6.46

入射瞳位置 4.77 6.92 10.10
射出瞳位置 -10.06 -10.50 -11.70
前側主点位置 7.28 8.49 -1.37
後側主点位置 -3.61 -8.59 -18.91

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
L1 1 9.29 8.10 5.98 4.11
L2 7 -4.35 1.88 -0.03 -1.18
L3 12 17.31 0.80 -0.01 -0.54
L4 15 8.10 7.28 1.98 -4.23
L5 20 -8.53 2.00 0.63 -0.47
G 23 ∞ 0.25 0.08 -0.08
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -7.83
2 3 0.00
3 5 6.41
4 7 -3.98
5 9 -6.21
6 10 5.77
7 12 17.31
8 15 10.56
9 17 7.42
10 18 -10.64
11 20 7.17
12 21 -4.05
13 23 0.00
（数値実施例５）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 26.169 0.30 2.00069 25.5 6.80
2 5.763 0.90 6.03
3 ∞ 5.00 2.00100 29.1 6.00
4 ∞ 0.10 5.20
5 9.180 0.90 1.53775 74.7 5.11
6 42.587 0.10 5.10
7* 14.000 1.30 1.67790 54.9 5.12
8 -9.667 (可変) 5.04
9* -6.690 0.30 1.85135 40.1 3.25
10* 6.414 0.21 3.00
11 47.577 0.30 1.88300 40.8 2.98
12 5.429 0.80 1.89286 20.4 2.89
13 -80.039 (可変) 2.77
14* 8.493 0.80 1.49710 81.6 3.07
15 -1920.830 0.00 3.11
16 ∞ (可変) 3.11
17* 8.745 2.10 1.55332 71.7 6.00
18 -14.272 2.56 6.10
19 10.759 2.50 1.49700 81.5 5.70
20 -4.822 0.30 2.00272 19.3 5.36
21 -10.591 (可変) 5.47
22 -14.936 1.70 1.76182 26.5 4.69
23 -4.073 0.30 1.85135 40.1 4.69
24* 20.586 (可変) 4.78
25 ∞ 0.25 1.51633 64.1 8.00
26 ∞ 0.50 8.00
像面 ∞
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.13629e-004 A 6=-1.26790e-005 A 8= 4.68697e-007

第9面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.38303e-003

第10面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.16577e-004 A 6=-1.56674e-004 A 8= 3.93776e-005

第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.51136e-004 A 6=-5.94288e-005 A 8= 8.68068e-006

第17面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.22823e-004 A 6= 1.63660e-005 A 8=-6.21344e-007

第24面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.40087e-004 A 6= 6.41570e-005 A 8=-6.52481e-006
各種データ
ズーム比 4.73
広角 中間 望遠
焦点距離 4.08 9.03 19.29
Fナンバー 3.60 4.90 6.26
半画角（度） 33.50 18.39 8.84
像高 2.70 3.00 3.00
レンズ全長 34.72 34.72 34.72
BF 2.08 4.47 6.86

d 8 0.30 3.21 6.12
d13 4.50 2.36 0.30
d16 4.79 1.98 0.10
d21 2.57 2.22 0.87
d24 1.42 3.81 6.20

入射瞳位置 4.75 6.87 9.87
射出瞳位置 -9.44 -9.99 -11.26
前側主点位置 7.16 8.14 -2.48
後側主点位置 -3.58 -8.53 -18.79

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
L1 1 9.09 8.60 6.22 4.51
L2 9 -4.40 1.61 0.01 -0.96
L3 14 17.01 0.80 0.00 -0.53
L4 17 8.09 7.46 1.57 -4.59
L5 22 -8.48 2.00 0.58 -0.52
G 25 ∞ 0.25 0.08 -0.08
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -7.44
2 3 0.00
3 5 21.56
4 7 8.63
5 9 -3.81
6 11 -6.96
7 12 5.72
8 14 17.01
9 17 10.13
10 19 7.08
11 20 -9.06
12 22 6.88
13 23 -3.97
14 25 0.00
Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群 Ｌ５ 第５レンズ群 ＰＲ 反射部材

Claims (14)

  1. 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群より構成され、
    ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動で、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
    前記第１レンズ群は、光路を折り曲げる反射部材を有し、
    前記第２レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β２ｗ及びβ２ｔ、前記第３レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β３ｗ及びβ３ｔ、前記第４レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β４ｗ及びβ４ｔ前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、無限遠合焦時の広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第５レンズ群の移動量をＭ５、前記第１レンズ群の厚さをＤ１、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとし、
    レンズ群の移動量の符号は像側から物体側に向かう場合を正とし、
    Ｚ２＝β２ｔ／β２ｗ
    Ｚ３＝β３ｔ／β３ｗ
    Ｚ４＝β４ｔ／β４ｗ
    とするとき、
    ２．０＜Ｚ２／（Ｚ３×Ｚ４）＜５．０
    ０．５＜｜ｆ５｜／Ｍ５＜２．０
    ０．１＜Ｄ１／ｆｔ＜０．６
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
    １．９＜ｆ１／ｆｗ＜２．６
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
  3. 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
    ０．６＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜１．４
    なる条件式を満足す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。
  4. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
    １．８＜ｆ１／｜ｆ２｜＜３．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  5. 望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
    ０．１＜｜ｆ５｜／ｆｔ＜０．６
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  6. 無限遠合焦時の望遠端における前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔をＤ２３ｔ、無限遠合焦時の望遠端における前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔をＤ３４ｔ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
    ０．５＜１００×（Ｄ２３ｔ＋Ｄ３４ｔ）／ｆｔ＜１０．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  7. ズーミングに際して前記第３レンズ群が移動することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  8. 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群より構成され、
    ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動で、前記第３レンズ群が移動し、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
    前記第２レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β２ｗ及びβ２ｔ、前記第３レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β３ｗ及びβ３ｔ、前記第４レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β４ｗ及びβ４ｔ前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、無限遠合焦時の広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第５レンズ群の移動量をＭ５とし、
    レンズ群の移動量の符号は像側から物体側に向かう場合を正とし、
    Ｚ２＝β２ｔ／β２ｗ
    Ｚ３＝β３ｔ／β３ｗ
    Ｚ４＝β４ｔ／β４ｗ
    とするとき、
    ２．０＜Ｚ２／（Ｚ３×Ｚ４）＜５．０
    ０．５＜｜ｆ５｜／Ｍ５＜２．０
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
  9. 前記第３レンズ群は、望遠端に比べて広角端において物体側に位置することを特徴とする請求項７または８に記載のズームレンズ。
  10. 広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第３レンズ群の移動量をＭ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
    −１．０＜Ｍ３／ｆｗ＜−０．０２
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  11. 前記反射部材はプリズムであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  12. 前記プリズムの材料のｄ線における屈折率をＮｄｐｒとするとき、
    １．８＜Ｎｄｐｒ＜２．５
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１１に記載のズームレンズ。
  13. 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、負の屈折力の第５レンズ群より構成され、
    ズーミングに際して、前記第１レンズ群は不動で、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
    前記第１レンズ群は光路を折り曲げる反射部材としてのプリズムを有し、
    前記第２レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β２ｗ及びβ２ｔ、前記第３レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β３ｗ及びβ３ｔ、前記第４レンズ群の無限遠合焦時の広角端及び望遠端における横倍率を各々β４ｗ及びβ４ｔ前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、無限遠合焦時の広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第５レンズ群の移動量をＭ５、前記プリズムの材料のｄ線における屈折率をＮｄｐｒとし、
    レンズ群の移動量の符号は像側から物体側に向かう場合を正とし、
    Ｚ２＝β２ｔ／β２ｗ
    Ｚ３＝β３ｔ／β３ｗ
    Ｚ４＝β４ｔ／β４ｗ
    とするとき、
    ２．０＜Ｚ２／（Ｚ３×Ｚ４）＜５．０
    ０．５＜｜ｆ５｜／Ｍ５＜２．０
    １．８＜Ｎｄｐｒ＜２．５
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
  14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
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