JP2014153599A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 カメラに適用したときカメラ等の厚みを薄くすることができ、しかも高い光学性能が容易に得られるズームレンズを得ること。
【解決手段】 物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、２以上のレンズ群を含む後群を有し、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ズームレンズにおいて、第２レンズ群の像側に開口絞りが配置されており、光路を折り曲げる反射面を含むプリズム部材を有し、プリズム部材の材料の屈折率とアッベ数Ｎｐ，νｄｐ、第１レンズ群は正レンズを有し、正レンズの材料の屈折率とアッベ数Ｎｄ，νｄ、正レンズの焦点距離ｆ１ｐ、望遠端における全系の焦点距離ｆｔを各々適切に設定すること。
【選択図】 図１

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、放送用カメラ等に好適なものである。

近年、撮像装置に用いられる撮影光学系には、高ズーム比で全体が小型であり、カメラの厚み（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。カメラの厚みを薄くするために、撮影光学系の光軸（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部材を光路中に配置した所謂屈曲式のズームレンズが知られている（特許文献１〜３）。

特許文献１では物体側より像側へ順に、正、負、正、正の屈折力の第１乃至第４レンズ群を有する４群ズームレンズにおいて、第２レンズ群と第３レンズ群の間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。特許文献２，３では、物体側から順に、正、負、正、正、正の屈折力の第１乃至第５レンズ群を有する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。

特許文献２では反射部材に高屈折率の材料を用いて全系の小型化を図ったズームレンズを開示している。特許文献３では反射部材に高屈折率の材料を用いるとともに第１レンズ群中の正レンズに高屈折率の材料を用いて全系の小型化とともに収差補正を良好に行ったズームレンズを開示している。

特開２０１０−４８８５５号公報 特開２００７−２４８９５２号公報 特開２００８−２２５３１４号公報

一般に、レンズ群の間に光路折り曲げ用の反射部材を有するズームレンズでは、カメラの厚み方向と、それに直交する方向にレンズ群を配置することでカメラの薄型化を達成することが容易となる。反射部材を用いて全系の小型化を図るためには反射部材に屈折率が高い材料を用いるのが効果的である。しかしながら、これらの効果を得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、ズームタイプや反射部材の光路中の配置位置、そして反射部材の材料等を適切に設定することが重要になってくる。

反射部材の材料に高屈折率の材料を用いると低屈折率の材料を用いた場合に比べて空気換算長が短くなり、全系の小型化に有利となる。しかしながら、一般に屈折率が高い材料は分散が大きく、色収差の発生が多くなる。特に望遠域において倍率色収差の発生が多くなり、この収差の補正が困難になってくる。このため反射部材に高屈折率の材料を用いて全系の小型化を図りつつ、高い光学性能を得るには反射部材より生じる色収差、特に倍率色収差を良好に補正することが重要になってくる。

本発明は、カメラに適用したときカメラ等の厚みを薄くすることができ、しかも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の提供を目的とする。

本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、２以上のレンズ群を含む後群を有し、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ズームレンズにおいて、前記第２レンズ群の像側に開口絞りが配置されており、光路を折り曲げる反射面を含むプリズム部材を有し、前記プリズム部材の材料の屈折率とアッベ数を各々Ｎｐ，νｄｐ、前記第１レンズ群は正レンズを有し、該正レンズの材料の屈折率とアッベ数を各々Ｎｄ，νｄ、前記正レンズの焦点距離をｆ１ｐ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
１．８２＜Ｎｐ＜２．５０
１５＜νｄｐ＜４５
２．３１＜Ｎｄ＋νｄ／１００＜２．５８
１．６２＜Ｎｄ＜１．８７
５３．０＜νｄ＜８２．０
０．４＜ｆ１ｐ／ｆｔ＜１．７
なる条件式を満足することを特徴としている。

本発明によれば、カメラに適用したときカメラ等の厚みを薄くすることができ、しかも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。

本発明の実施例１の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 本発明の実施例１に対応する数値実施例１の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 本発明の実施例２の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 本発明の実施例２に対応する数値実施例１の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 本発明の実施例３の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 本発明の実施例３に対応する数値実施例１の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 本発明の実施例４の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 本発明の実施例４に対応する数値実施例１の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 本発明の実施例５の広角端におけるレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 本発明の実施例５に対応する数値実施例１の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図 本発明の撮像装置の要部概略図

以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置について説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、２つ以上のレンズ群を含む後群を有する。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。第２レンズ群の像側に開口絞りと、光路を折り曲げる反射面を含むプリズム部材（反射部材）を有する。

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８．３９，Ｆナンバー２．７１〜５．９２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８．３７，Ｆナンバー２．６２〜６．１１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８．３９，Ｆナンバー２．６６〜５．８８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１０．６６，Ｆナンバー２．９６〜５．３６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５．９３，Ｆナンバー２．９７〜５．０６のズームレンズである。

各実施例のレンズ断面図ではプリズム内に設けた反射面を有するプリズム部材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影レンズ系である。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、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。

ＬＲは２以上のレンズ群を含む後群である。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プリズム部材であり、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材（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。

収差図のうち、球面収差図において、実線のｄ-line、一点鎖線のｇ-lineは各々ｄ線及びｇ線である。非点収差図において点線のΔＭと実線のΔＳは各々メリディオナル像面、サジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表している。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。

次に各実施例のズームレンズのレンズ構成の特徴について説明する。各実施例では物体側から像側へ順に、正の屈折力のレンズ群と、負の屈折力のレンズ群を有する構成とし、高ズーム比化を容易にしている。また各実施例では、開口絞りＳＰよりも物体側で光軸上の所定位置に光路を展開したとき平行平板となる光学部材よりなるプリズム部材ＰＲを配置している。これにより、物体側方向（前後方向）におけるズームレンズの厚みを抑えて、全系の小型化を図っている。

また各実施例ではプリズム部材ＰＲを構成する材料に屈折率が高い材料を用いて空気換算長を短くしている。そしてプリズム部材ＰＲとプリズム部材ＰＲより物体側に位置する光学系との距離を見かけ上、短くしてくる。これにより、前玉（第１レンズ群Ｌ１）に入射する光線の入射高さを低くして、前玉径の小型化を図っている。

一般に屈折率が高い材料は分散が大きい。このような材料をプリズム部材ＰＲに用いると、望遠域において倍率色収差が増加する。このため前玉径の小型化を図りつつ、望遠域において倍率色収差を良好に補正することが困難となる。平行平板の光学部材に斜めから光線が入射すると、平行平板の光学部材の通過後に色が分解され、色収差が生じる。

各実施例では平行平板の光学部材に入射する光束の入射高及び瞳光線の入射高がともに高いため、特に望遠域において倍率色収差への影響が大きい。平行平板の光学部材で生じる望遠域での倍率色収差の影響を抑えるためには、光学部材へ入射する各波長の光線の入射高を低く抑えればよい。

そこで第１レンズ群Ｌ１の少なくとも１つの正レンズＧａに望遠側において収差補正効果が有効に働くように分散が小さく、かつ屈折率が高い材料を用いている。第１レンズ群Ｌ１中の正レンズＧａは、正レンズＧａを通過する光線の入射高が高く、倍率色収差への影響が大きい。

そこで、正レンズＧａに分散が小さい材料を用いて、短波長の光線の入射高を低く抑えて、倍率色収差を良好に補正している。加えて正レンズＧａに屈折率の高い材料を用いることによって、前玉径の小型化を同時に達成している。これにより、平行平板の光学部材より生じる倍率色収差を良好に補正し、かつズームレンズの小型化を図っている。さらに、正レンズＧａの補正効果を維持しながら望遠域において球面収差を良好に補正するために、正レンズＧａに適切な屈折力を持たせている。

このように、高屈折率の材料よりなるプリズム部材と分散が小さい材料よりなる正レンズＧａを組み合わせることで、全系の小型化を図りつつ、倍率色収差がよく補正されたズームレンズを得ている。

各実施例において、プリズム部材ＰＲの材料の屈折率とアッベ数を各々Ｎｐ，νｄｐとする。第１レンズ群Ｌ１は少なくとも１つの正レンズＧａを有し、正レンズＧａの材料の屈折率とアッベ数を各々Ｎｄ，νｄとする。正レンズＧａの焦点距離をｆ１ｐ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとする。

このとき、
１．８２＜Ｎｐ＜２．５０ ・・・（１）
１５＜νｄｐ＜４５ ・・・（２）
２．３１＜Ｎｄ＋νｄ／１００＜２．５８ ・・・（３）
１．６２＜Ｎｄ＜１．８７ ・・・（３−１）
５３．０＜νｄ＜８２．０ ・・・（３−２）
０．４＜ｆ１ｐ／ｆｔ＜１．７ ・・・（４）
なる条件式を満足している。但し、条件式（３）は条件式（３−１），（３−２）を満足する範囲内を前提とする。

各実施例では、第１レンズ群Ｌ１の正レンズＧａに高い屈折率と低い波長分散をもった材料を用いている。以下にその材料について説明する。

通常、光学材料は何種類もの金属酸化物を含有している。例えばSiO₂、TiO₂、La₂O₃、Al₂O₃、Nb₂O₅、ZrO₂、Gd₂O₃等である。その中で例えばTiO₂は屈折率を高め、アッベ数を小さくする効果があり、TiO₂を多く含有する材料は比較的、高屈折率，高分散となる。またGd₂O₃は屈折率を高めアッベ数を大きくする効果があり、Gd₂O₃を多く含有する材料は比較的、高屈折，率低分散となることが知られている。元々のTiO₂やGd₂O₃がそれぞれ高屈折，高分散、高屈折率，低分散であり、それらを含む材料の特性が元々の金属酸化物の特性に近づくことになる。

このように光学材料はその含有する成分の量によって光学特性が変わる性質があり、その成分の量を適切に設定することで所望の光学特性を持つ材料が得られる。これは光学セラミックスにおいても同様で、例えば高屈折率，低分散な物質を多く含む材料は結果的に比較的高屈折率低分散となる。

高屈折率，低分散な物質としては、前述のGd₂O₃やAl₂O₃、Lu₃Al₅O₁₂等がある。これらの物質とSiO₂、TiO₂、La₂O₃等の金属酸化物の分量を適切に設定し溶解又は焼結させることで、所望の光学特性（屈折率、アッベ数）を持つ光学硝子やセラミックス等の光学材料を得ることができる。

このような材料は、例えば、正の屈折力を持つレンズ群の正レンズに、あるいは負の屈折力をもつレンズ群の負レンズに用いることで良好な色収差の補正が容易になる。さらに、高い屈折率を持つため、レンズが持つ屈折力が同じでもレンズ面の曲率半径を大きくすることができて、レンズ面で発生する収差量を抑制することができ、またレンズの厚みを薄くして光学系全体の小型化が容易になる。

各実施例のズームレンズでは、物体側から像側へ順に、正、負の屈折力のレンズ群と後群を有する構成としている。そしてプリズム部材に屈折率が高い材料を用いることで、全系の小型化を達成している。そして第１レンズ群Ｌ１の正レンズに高屈折率かつ低分散な硝材を用いて望遠域において倍率色収差を良好に補正している。

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），（２）はプリズム部材ＰＲの材料に関し、主に小型のズームレンズを得るためのものである。条件式（１）の上限値を超えてプリズム部材ＰＲの材料の屈折率が高くなると全系の小型化には有利である。しかしながら、一般に屈折率が高い材料は分散も大きく、プリズム部材ＰＲより倍率色収差が多く発生し、特に望遠域において倍率色収差の補正が困難になる。

条件式（１）の下限値を超えてプリズム部材ＰＲの材料の屈折率が低くなると前玉径が大型化し、更に前玉厚も厚くなるため全系の小型化が困難になる。さらに望ましくは、条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
１．９０＜Ｎｐ＜２．５０ ・・・（１ａ）
これによれば、より前玉径の小型化が容易になる。

条件式（２）の下限値を超えてプリズム部材ＰＲの材料のアッベ数が小さくなると、全系の小型化には有利であるが、望遠域において倍率色収差が多く発生してくる。条件式（２）の上限値を超えてプリズム部材ＰＲの材料のアッベ数が大きくなると、望遠域において倍率色収差の発生量は減少するが、全系の小型化が困難になる。さらに望ましくは、条件式（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
２５＜νｄｐ＜４２ ・・・（２ａ）
これによれば全系の小型化と望遠域での倍率色収差の補正がより容易になる。

条件式（３）及び条件式（３−１），（３−２）は第１レンズ群Ｌ１の少なくとも１つの正レンズに高屈折率かつ低分散な材料を用いるときの領域を規定するものであり、全系の小型化を図りつつ、倍率色収差を良好に補正するためのものである。条件式（３）の値の上限値を超えると、全系の小型化には有利であるが、光学材料として適切な材料が少なくなる。条件式（３）の値の下限値を超えると、正レンズＧａのレンズ厚が厚くなり全系の小型化が困難になる。

条件式（４）は正レンズＧａの屈折力の適切な範囲を規定するものであり、全系の小型化を図りつつ倍率色収差を良好に補正するためのものである。条件式（４）の値の上限値又は下限値を超えると、正レンズＧａの屈折力が適切でなくなり、倍率色収差が増加してくるので、好ましくない。さらに望ましくは、条件式（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．４０＜ｆ１ｐ／ｆｔ＜１．６０ ・・・（４ａ）
これによれば、全系の小型化を図りつつ、倍率色収差を良好に補正するのがより容易になる。

各実施例によれば、以上の構成をとることにより高倍率でしかも望遠域において倍率色収差が良好に補正された小型なズームレンズを得ている。各実施例において、好ましくは次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。

無限遠物体に合焦しているときの最も物体側のレンズ面から開口絞りＳＰまでの光軸上の間隔をＬｓｐとする。望遠端において無限遠物体に合焦しているときのレンズ全長（第１レンズ面から像面までの空気換算距離）をＬｔとする。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とする。このとき、次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
Ｎｄ×νｄ×Ｌｓｐ／Ｌｔ＞６０ ・・・（５）
０．４０＜ｆ１／ｆｔ＜２．５０ ・・・（６）
条件式（５），（６）は全系の小型化と望遠域において倍率色収差を良好に補正するためのものである。

条件式（５）の下限値を超えて距離Ｌｓｐが小さくなると、望遠域において倍率色収差の補正効果が小さくなり、全系の小型化と望遠域において倍率色収差の補正が困難になる。好ましくは条件式（５）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
６０＜Ｎｄ×νｄ×Ｌｓｐ／Ｌｔ＜１４０ ・・・（５ａ）
これによれば、全系の光学系を図りつつ、望遠域において倍率色収差の補正がより容易になる。

条件式（６）の上限値を超えるとレンズ全長が増大する。一方で下限値を超えると第１レンズ群Ｌ１の屈折力が増大し、ズーミングに伴う収差変動が増大し、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るのが困難になる。さらに望ましくは、条件式（６）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．４５＜ｆ１／ｆｔ＜２．３ ・・・（６ａ）
これによれば、ズーミングに際しての収差変動をより小さくすることが容易になる。以下、各実施例の構成について説明する。

［実施例１］
図１に示す実施例１のズームレンズは物体側から像側へ順に、正，負，正，正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１乃至第４レンズ群Ｌ４とプリズム部材ＰＲにより構成されている。第１レンズ群Ｌ１は条件式（３），（４）を満足する正の屈折力の光学素子Ｇａを有する。光学素子Ｇａに高屈折率かつ低分散な材料を用い、かつ適切な屈折力を設定することにより、プリズム部材ＰＲで生じる望遠域における倍率色収差を良好に補正している。

第２レンズ群Ｌ２のレンズ間にプリズム部材ＰＲを配置している。プリズム部材ＰＲの材料に屈折率が高い材料を用いている。これにより、前玉（第１レンズ群Ｌ１）に入射する光線の高さを低くして、光学系全体の小型化を図っている。広角端から望遠端へのズーミングに際しては、図１中に矢印で示すように、第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動している。プリズム部材ＰＲを含む第２レンズ群Ｌ２は不動である。第３レンズ群Ｌ３は物体側へ移動している。第４レンズ群Ｌ４は像側へ移動している。また、フォーカシングは第４レンズ群Ｌ４を光軸方向に移動させて行う。

［実施例２］
図３に示す実施例２のズームレンズにおけるレンズ群の数、各レンズ群の屈折力配置、ズーミングにおける各レンズ群の移動、フォーカシングにおけるレンズ群の移動、そしてプリズム部材ＰＲの位置等は実施例１と同じである。第１レンズ群Ｌ１に条件式（３），（４）を満足する正の屈折力の光学素子Ｇａを有している点、またそれより得られる効果も実施例１と同じである。

［実施例３］
図５に示す実施例３のズームレンズにおけるレンズ群の数、各レンズ群の屈折力配置、ズーミングにおける各レンズ群の移動、フォーカシングにおけるレンズ群の移動、そしてプリズム部材ＰＲの位置等は実施例１と同じである。第１レンズ群Ｌ１に条件式（３），（４）を満足する正の屈折力の光学素子Ｇａを有している点、またそれより得られる効果も実施例１と同じである。

［実施例４］
図７に示す実施例４のズームレンズは物体側から像側へ順に正、負、正、正、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１乃至第５レンズ群Ｌ５により構成されている。第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間にプリズム部材ＰＲが配置されている。第１レンズ群Ｌ１は条件式（３），（４）を満足する正の屈折力の光学素子Ｇａを有している。光学素子Ｇａに高屈折率かつ低分散な材料を用い、かつ適切な屈折力を設定することにより、プリズム部材ＰＲで生じる望遠域における倍率色収差を良好に補正している。

第２レンズ群Ｌ２の像側に配置されたプリズム部材ＰＲはプリズム部材ＰＲのみで構成されている。このプリズム部材ＰＲに屈折率が高い材料を用いている。これにより、前玉に入射する光線の高さを低くして、光学系全体の小型化を図っている。

広角端から望遠端へのズーミングに際しては図７中に矢印で示すように第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動している。第２レンズ群Ｌ２は像側へ移動している。プリズム部材ＰＲは不動である。第３レンズ群Ｌ３は物体側へ移動している。第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動している。第５レンズ群Ｌ５は像側へ移動している。また、フォーカシングは第５レンズ群Ｌ５を光軸方向に移動させて行う。

本実施例ではプリズム部材ＰＲより物体側にズーミングに際して可動の第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２を配置している。ズーミングに際してこれらのレンズ群を独立に動かすことで高いズーム比と全系の小型化を図っている。

［実施例５］
図９に示す実施例５のズームレンズは物体側から像側へ順に、正、負、正、正、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１乃至第５レンズ群Ｌ５とプリズム部材ＰＲより構成されている。第１レンズ群Ｌ１は条件式（３），（４）を満足する正の屈折力の光学素子Ｇａを有している。光学素子Ｇａに高屈折率かつ低分散な材料を用い、かつ適切な屈折力を設定することにより、プリズム部材ＰＲで生じる望遠域における倍率色収差を良好に補正している。

第１レンズ群Ｌ１のレンズ間にプリズム部材ＰＲを配置している。広角端から望遠端へのズーミングは第１レンズ群Ｌ１は不動である。他のレンズ群は図９中に矢印で示すように第２レンズ群Ｌ２は像側へ移動している。第３レンズ群Ｌ３は物体側へ移動している。第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動している。第５レンズ群Ｌ５は像側へ移動している。また、フォーカシングは第５レンズ群Ｌ５を光軸方向に移動させて行う。

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１〜５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影光学系である。

ＰＲは光路折り曲げ用のプリズム部材である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系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が実現できる。

次に、本発明の実施例１乃至５に各々対応する数値実施例１乃至５を示す。各数値実施例において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、Ａ１０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＋Ａ１０ｈ¹⁰
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。

数値実施例１〜３において最後の２つの面、数値実施例４において最後の５つの面、数値実施例５において最後の４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。各実施例において、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、各数値実施例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 72.775 1.07 1.84666 23.8 30.68
2 57.746 4.80 1.77000 73.0 30.27
3 345.846 (可変) 29.45
4 28.062 1.07 1.88300 40.8 18.10
5 11.954 3.97 15.54
6 ∞ 11.82 2.00330 28.3 14.92
7 ∞ 0.72 11.71
8 -61.424 0.86 1.80610 40.9 11.46
9* 12.634 0.10 10.95
10 12.437 1.61 1.84666 23.8 11.01
11 86.673 (可変) 10.89
12(絞り) ∞ 0.97 6.15
13 18.538 4.69 1.62041 60.3 6.35
14 -30.713 0.10 6.21
15* 5.274 1.41 1.69680 55.5 5.99
16 8.047 0.75 1.84666 23.8 5.39
17 4.562 (可変) 4.78
18* 12.516 3.22 1.69680 55.5 10.32
19 -29.284 0.86 1.72825 28.5 9.95
20 149.550 (可変) 9.66
21 ∞ 2.26 1.51680 64.2 15.00
22 ∞ 15.00
像面 ∞

非球面データ
第9面
K =-1.11087e+001 A 4= 6.74917e-004 A 6=-1.65714e-005
A 8= 3.68931e-007 A10=-3.64474e-009

第15面
K =-4.90905e+000 A 4= 4.03333e-003 A 6=-1.91206e-004
A 8= 1.09128e-005 A10=-2.72383e-007

第18面
K =-1.58720e+001 A 4= 7.73256e-004 A 6=-1.57420e-005
A 8= 2.40419e-007 A10=-1.65637e-009

各種データ
ズーム比 8.39
広角 中間 望遠
焦点距離 6.86 14.18 57.59
Fナンバー 2.80 4.08 5.67
半画角（度） 27.69 14.25 3.58
像高 3.60 3.60 3.60
レンズ全長 74.12 89.02 137.39
BF 5.55 2.72 3.84

d 3 0.10 15.00 63.37
d11 21.40 13.09 0.60
d17 9.05 20.18 31.56
d20 3.80 0.97 2.09

入射瞳位置 20.17 41.90 204.66
射出瞳位置 -43.14 112.64 39.11
前側主点位置 25.95 57.87 347.62
後側主点位置 -6.60 -13.92 -57.33

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
1 1 122.45 5.88 -0.99 -4.26
2 4 -14.89 20.15 3.86 -7.54
3 12 17.23 7.92 -1.76 -5.50
4 18 19.81 4.08 -0.27 -2.63
5 21 ∞ 2.26 0.74 -0.74

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -341.47
2 2 89.38
3 4 -24.34
4 6 0.00
5 8 -12.93
6 10 16.98
7 13 19.34
8 15 18.16
9 16 -13.80
10 18 12.99
11 19 -33.56
12 21 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 68.420 1.07 1.84666 23.8 30.79
2 48.184 5.20 1.83000 54.0 30.28
3 199.401 (可変) 29.33
4 23.338 1.07 1.88300 40.8 18.73
5 11.427 3.97 15.98
6 ∞ 11.82 2.00330 28.3 15.55
7 ∞ 0.72 12.11
8 -38.428 0.86 1.80610 40.9 11.97
9* 14.330 0.10 11.53
10 14.430 1.67 1.84666 23.8 11.58
11 447.013 (可変) 11.48
12(絞り) ∞ 0.97 6.41
13 14.928 2.52 1.72000 50.2 6.63
14 -70.655 0.10 6.43
15* 5.900 1.41 1.69680 55.5 6.18
16 9.777 0.75 1.84666 23.8 5.60
17 4.952 (可変) 4.98
18* 13.185 3.22 1.69680 55.5 11.12
19 -18.251 0.86 1.72825 28.5 10.87
20 -121.507 (可変) 10.57
21 ∞ 2.26 1.51680 64.2 15.00
22 ∞ 15.00
像面 ∞

非球面データ
第9面
K =-1.17733e+001 A 4= 4.78428e-004 A 6=-1.04300e-005
A 8= 2.04568e-007 A10=-1.80420e-009

第15面
K =-6.24061e+000 A 4= 3.67484e-003 A 6=-1.95699e-004
A 8= 1.08616e-005 A10=-2.73608e-007

第18面
K =-1.96425e+001 A 4= 7.87291e-004 A 6=-1.82113e-005
A 8= 2.92586e-007 A10=-2.03718e-009

各種データ
ズーム比 8.40
広角 中間 望遠
焦点距離 6.86 14.88 57.59
Fナンバー 2.68 4.08 5.36
半画角（度） 27.69 13.60 3.58
像高 3.60 3.60 3.60
レンズ全長 74.57 89.26 137.33
BF 5.41 2.53 4.64

d 3 0.15 14.85 62.91
d11 22.81 13.94 0.60
d17 9.88 21.63 32.86
d20 3.38 0.50 2.61

入射瞳位置 21.53 43.29 203.75
射出瞳位置 -54.70 58.42 28.56
前側主点位置 27.54 61.99 379.69
後側主点位置 -6.32 -14.34 -57.05

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
1 1 124.36 6.27 -1.80 -5.15
2 4 -15.34 20.22 4.17 -7.39
3 12 17.52 5.75 -2.55 -5.05
4 18 17.69 4.08 0.20 -2.22
5 21 ∞ 2.26 0.74 -0.74

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -197.22
2 2 75.38
3 4 -26.48
4 6 0.00
5 8 -12.85
6 10 17.58
7 13 17.33
8 15 18.58
9 16 -12.76
10 18 11.47
11 19 -29.60
12 21 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 68.629 1.07 1.84666 23.8 30.71
2 52.160 5.20 1.70000 62.0 30.25
3 425.954 (可変) 29.40
4 19.038 1.07 1.88300 40.8 19.18
5 10.730 3.97 16.27
6 ∞ 11.82 2.00330 28.3 16.12
7 ∞ 0.72 12.45
8 -38.619 0.86 1.80610 40.9 12.31
9* 13.645 0.11 11.80
10 14.124 1.74 1.84666 23.8 11.84
11 279.716 (可変) 11.74
12(絞り) ∞ 0.97 6.28
13 18.346 2.00 1.72000 50.2 6.48
14 -46.105 0.10 6.39
15* 5.558 1.41 1.69680 55.5 6.16
16 8.973 0.75 1.84666 23.8 5.57
17 4.758 (可変) 4.94
18* 12.396 3.22 1.69680 55.5 11.45
19 -19.223 0.86 1.72825 28.5 11.19
20 -208.931 (可変) 10.82
21 ∞ 2.26 1.51680 64.2 15.00
22 ∞ 15.00
像面 ∞

非球面データ
第9面
K =-8.15503e-001 A 4= 1.49352e-005 A 6=-6.65075e-007
A 8= 3.36647e-008 A10=-3.78219e-010

第15面
K =-5.05621e+000 A 4= 3.57291e-003 A 6=-1.59542e-004
A 8= 8.49211e-006 A10=-1.98220e-007

第18面
K =-1.73297e+001 A 4= 8.48785e-004 A 6=-2.00575e-005
A 8= 3.32608e-007 A10=-2.38620e-009

各種データ
ズーム比 8.39
広角 中間 望遠
焦点距離 6.86 14.91 57.59
Fナンバー 2.68 4.08 5.35
半画角（度） 27.69 13.58 3.58
像高 3.60 3.60 3.60
レンズ全長 74.57 89.36 137.56
BF 5.35 2.61 4.70

d 3 0.15 14.94 63.14
d11 23.20 14.17 0.60
d17 10.00 21.77 33.25
d20 3.48 0.74 2.83

入射瞳位置 22.61 44.37 201.76
射出瞳位置 -54.97 54.63 26.75
前側主点位置 28.62 63.37 385.14
後側主点位置 -6.48 -14.53 -57.21

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
1 1 125.60 6.27 -0.96 -4.57
2 4 -15.69 20.28 4.83 -6.76
3 12 17.59 5.23 -2.46 -4.77
4 18 17.31 4.08 0.09 -2.32
5 21 ∞ 2.26 0.74 -0.74

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -264.65
2 2 84.43
3 4 -29.65
4 6 0.00
5 8 -12.42
6 10 17.52
7 13 18.47
8 15 17.92
9 16 -13.03
10 18 11.29
11 19 -29.13
12 21 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 60.111 1.25 2.00330 28.3 28.07
2 36.943 4.42 1.48749 70.2 27.43
3 -159.353 0.11 27.28
4 28.087 2.92 1.75000 80.0 26.24
5 63.311 (可変) 25.66
6 -102.924 0.75 1.88300 40.8 14.06
7 8.970 3.38 11.76
8 -25.124 1.00 1.77250 49.6 11.79
9* 71.556 0.07 12.22
10 61.236 1.70 1.92286 18.9 12.32
11 -32.784 (可変) 12.38
12 ∞ 8.75 2.00330 28.3 10.01
13 ∞ (可変) 9.10
14* 8.344 3.09 1.60300 65.4 8.42
15 358.658 0.26 7.70
16 -49.073 0.55 1.83400 37.2 7.65
17 23.089 1.67 7.42
18(絞り) ∞ (可変) 7.43
19* 18.293 3.55 7.44
20 -9.347 2.00 7.22
21 -6.433 0.75 1.74320 49.3 6.50
22 -13.261 (可変) 6.84
23* 33.608 2.78 1.69350 53.2 8.91
24 -27.001 0.61 1.84666 23.8 8.80
25 -65.112 (可変) 8.79
26 ∞ 0.32 1.54427 70.6 21.46
27 ∞ 0.51 1.49400 75.0 21.46
28 ∞ 0.41 21.46
29 ∞ 0.51 1.49831 65.1 21.46
30 ∞ 21.46
像面 ∞

非球面データ
第9面
K =-2.81890e+002 A 4=-2.48067e-005 A 6=-1.94925e-006
A 8= 2.41478e-008 A10=-3.83009e-010

第14面
K =-5.70872e+000 A 4= 1.12127e-003 A 6=-2.77930e-005
A 8= 7.40466e-007 A10=-1.26207e-008

第19面
K = 1.39252e+001 A 4=-3.17975e-004 A 6=-1.51950e-005
A 8= 7.06771e-007 A10=-3.97559e-008

第23面
K =-7.27617e+001 A 4= 1.80242e-004 A 6=-1.53546e-006
A 8=-3.77678e-008 A10= 8.88535e-010

各種データ
ズーム比 10.66
広角 中間 望遠
焦点距離 7.03 25.07 75.00
Fナンバー 2.96 4.16 5.36
半画角（度） 28.85 8.79 2.96
像高 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 84.45 94.10 99.36
BF 8.30 7.21 2.40

d 5 1.00 16.76 26.12
d11 10.73 4.61 0.50
d13 15.15 5.43 0.20
d18 2.02 0.88 0.27
d22 7.65 19.59 30.25
d25 6.90 5.81 1.00

入射瞳位置 18.76 66.37 146.19
射出瞳位置 -33.48 -92.47 -1663.64
前側主点位置 24.32 84.65 217.80
後側主点位置 -6.94 -24.97 -74.90

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
1 1 47.45 8.70 1.89 -3.47
2 6 -10.18 6.90 -0.21 -5.99
3 12 ∞ 8.75 2.18 -2.18
4 14 37.45 5.58 -4.90 -8.22
5 19 32.52 6.30 -2.81 -6.91
6 23 36.16 3.39 0.59 -1.41
7 26 ∞ 1.75 0.65 -0.65

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -98.19
2 2 61.98
3 4 65.00
4 6 -9.31
5 8 -23.96
6 10 23.34
7 12 0.00
8 14 14.12
9 16 -18.76
10 19 13.00
11 21 -17.64
12 23 22.00
13 24 -54.89
14 26 0.00
15 27 0.00
16 29 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 -130.174 1.20 1.85026 32.3 16.37
2 43.086 0.94 15.29
3 ∞ 13.80 1.80100 35.0 15.13
4 ∞ 0.20 13.43
5 16.719 2.56 1.75000 80.0 13.30
6* -36.047 (可変) 13.02
7 -27.595 1.00 1.80440 39.6 7.88
8* 5.303 2.17 6.62
9 12.357 1.56 1.92286 18.9 6.54
10 26.938 (可変) 6.17
11 20.764 1.39 1.92286 18.9 5.29
12 31.789 0.80 5.25
13(絞り) ∞ (可変) 5.31
14* 7.104 4.15 1.49700 81.5 11.13
15* -13.777 0.20 10.86
16 170.801 3.81 1.61800 63.3 10.03
17 -11.728 0.65 1.64769 33.8 8.74
18 5.897 (可変) 7.53
19 12.713 2.32 1.51823 58.9 8.81
20* -36.075 (可変) 8.74
21 ∞ 0.75 1.51633 64.1 7.90
22 ∞ 0.50 7.79
23 ∞ 0.50 1.51633 64.1 7.67
24 ∞ 7.59
像面 ∞

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.62439e-005 A 6=-1.91303e-007
A 8=-1.16972e-009 A10= 2.33211e-011

第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.05523e-003 A 6= 8.95820e-006
A 8=-1.92183e-006 A10= 1.41857e-008

第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.72121e-004 A 6= 1.40505e-006
A 8=-1.10404e-007 A10=-1.23659e-009

第15面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.98498e-004 A 6= 8.13903e-006
A 8=-3.37526e-007 A10= 4.34809e-009

第20面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.61409e-004 A 6=-1.31687e-005
A 8= 4.81706e-007 A10=-6.84404e-009

各種データ
ズーム比 5.93
広角 中間 望遠
焦点距離 6.41 14.83 38.03
Fナンバー 2.97 3.38 5.06
半画角（度） 29.31 13.64 5.41
像高 3.60 3.60 3.60
レンズ全長 75.82 75.74 75.81
BF 9.87 11.05 6.22

d 6 0.70 7.19 11.00
d10 9.45 3.81 0.50
d13 15.13 11.21 5.00
d18 3.92 5.74 16.34
d20 6.89 8.06 3.24

入射瞳位置 14.16 25.01 36.91
射出瞳位置 189.40 -291.96 87.11
前側主点位置 20.79 39.10 91.79
後側主点位置 -5.12 -13.54 -36.74

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
1 1 18.54 18.70 11.74 3.59
2 7 -7.80 4.73 -0.07 -3.72
3 11 61.17 2.19 -1.28 -2.77
4 14 22.30 8.81 -11.05 -11.00
5 19 18.44 2.32 0.40 -1.15
6 21 ∞ 2.12 0.85 -0.85

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -37.95
2 3 0.00
3 5 15.55
4 7 -5.46
5 9 23.53
6 11 61.17
7 14 10.10
8 16 17.90
9 17 -5.97
10 19 18.44
11 21 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
ＳＰ 開口絞り

Claims (7)

1. 物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、２以上のレンズ群を含む後群を有し、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ズームレンズにおいて、前記第２レンズ群の像側に開口絞りが配置されており、光路を折り曲げる反射面を含むプリズム部材を有し、前記プリズム部材の材料の屈折率とアッベ数を各々Ｎｐ，νｄｐ、前記第１レンズ群は正レンズを有し、該正レンズの材料の屈折率とアッベ数を各々Ｎｄ，νｄ、前記正レンズの焦点距離をｆ１ｐ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
   １．８２＜Ｎｐ＜２．５０
   １５＜νｄｐ＜４５
   ２．３１＜Ｎｄ＋νｄ／１００＜２．５８
   １．６２＜Ｎｄ＜１．８７
   ５３．０＜νｄ＜８２．０
   ０．４＜ｆ１ｐ／ｆｔ＜１．７
   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. 望遠端において無限遠に合焦しているときの最も物体側のレンズ面から前記開口絞りまでの光軸上の間隔をＬｓｐ、望遠端において無限遠に合焦しているときのレンズ全長をＬｔとするとき、
   Ｎｄ×νｄ×Ｌｓｐ／Ｌｔ＞６０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１のズームレンズ。
3. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
   ０．４０＜ｆ１／ｆｔ＜２．５０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
4. 物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、前記プリズム部材が前記第２レンズ群に配置されてい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. 物体側より像側へ順に、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、開口絞り、正の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群より構成され、前記プリズム部材が前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に配置されてい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。
6. 物体側より像側へ順に、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、開口絞り、正の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズより構成され、前記プリズム部材が前記第１レンズ群に配置されてい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。
7. 請求項１乃至６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固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。