JP4845492B2 - ズーム光学系 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置やレンズ装置等の光学機器に用いられるズーム光学系に関する。

近年、撮像素子を用いたデジタルスチルカメラやビデオカメラ用の撮影レンズとして、よりコンパクトで高性能なズーム光学系が要求されている。特にデジタルスチルカメラにおいては、撮影者の携帯性を重視した、より薄型のカメラが望まれる傾向にある。

このため、ズーム光学系中に光軸を略９０°偏向する（折り曲げる）反射部材を配することにより、被写体方向における光学的厚みを抑えたカメラが提案されている（特許文献１，２参照）。

一方、光学系内部に反射部材を持たない通常のズーム光学系において、手振れ等の振動に起因した像振れを補正する機能（防振機能）を有するものが従来数多く提案されている。

薄型のカメラにおいては、ある程度の厚みを有するカメラに比べて不安定なホールド状態になり易い。また、ポケットから片手で取り出してそのまま迅速に撮影を行う等という使い方がされることが多い。これらの理由により、薄型カメラでは、撮影時に手振れが発生し易い。したがって、特にこのような薄型カメラには、防振機能が重要である。

通常のズーム光学系であって防振機能を有するものは、特許文献３〜５に開示されている。

特許文献３には、物体側から正、負、正、正の４つのレンズユニットにより構成され、防振機能を有するズーム光学系が開示されている。このズーム光学系では、第３レンズユニットを物体側と像側の２つの正レンズサブユニットに分離し、像側の正レンズサブユニットを光軸に直交する方向に偏心移動させて防振を行う。

また、特許文献４には、物体側から正、負、正、正又は正、負、正、正、負の４若しくは５つのレンズユニットにより構成され、第２レンズユニットの一部を光軸に直交する方向に偏心させて防振を行うものが開示されている。

さらに、特許文献５には、主にビデオカメラ用レンズとして、第１レンズユニットと第３レンズユニットを不動とした正、負、正、正の４つのレンズユニットにより構成されるズーム光学系であって防振機能を有するものが開示されている。このズーム光学系では、第３レンズユニットの一部を光軸と直交する方向に偏心移動させて防振を行う。
特開２００４−３７９６７公報（段落００１５〜００１６、図１〜５） 特開２００４−６９８０８公報（段落００８５〜００９４、図１〜５） 特開平９−２３０２３６号公報（段落００６７〜００７１、図１，５，８，１１，１５） 特開平９−２３０２３７号公報（段落００６４〜００６９、図１，５，９，１３） 特開平１０−２３２４２０号公報（段落００１９〜００２０、図１）

しかしながら、前述した特許文献３〜５にて開示された防振機能を有するズーム光学系は何れも反射部材を持っておらず、反射部材を含み、かつレンズの偏心移動によって像変位が行われるズーム光学系の具体的提案はなされてない。

一般に、光学系の一部を構成するレンズを光軸に直交する方向に偏心させて防振を行う光学系においては、比較的容易に像振れを補正することができる利点を有する。しかし、レンズを移動させる駆動機構を必要とすること、また防振動作における偏心収差の発生量が多くなるという問題がある。

像変位を行わせるレンズユニットの構成レンズ枚数が多く、該レンズユニットの重量が大きい場合、それを電気的に駆動するのに大きなトルクが必要となる。また、レンズユニットの偏心量と像変位量との関係を適切に設定する必要がある。例えば、大きな振れに対する防振効果を得るためにレンズユニットの移動量を大きくしすぎると、駆動機構および光学系全体が大型化する。一方、レンズユニットの移動量が小さすぎると、該レンズユニットの電気的および機械的な位置制御を正確に行うことが困難になる。

したがって、像変位時に光学的な性能劣化が少なく、同時に像変位のために駆動するレンズユニットの電気的および機械的な良好な制御特性を得るために、該レンズユニットの光学的配置を工夫する必要がある。

本発明は、反射部材を含み、光学的な像変位作用を有する光学系であって、必要な変倍比を得ることができるとともに像変位に伴う画質の劣化が少ないズーム光学系を提供することを目的の１つとしている。

本発明の一側面としてのズーム光学系は、物体側から像側に順に、正の光学的パワーを有する第１レンズユニット、負の光学的パワーを有する第２レンズユニット、正の光学的パワーを有する第３レンズユニットおよび正の光学的パワーを有する第４レンズユニットとを有する。変倍に際しては、少なくとも第２および第４レンズユニットが光軸方向に移動する。また、第３レンズユニットは、その一部若しくは全体が光軸に対して偏心移動することで像位置を変位させることを特徴とする。また、第１レンズユニットは、物体側から像側に順に、負の単レンズエレメント、反射部材および非球面を有する正の単レンズエレメントからなり、以下の条件を満足する。
０．３＜｜Ｆｐ／Ｆｎ｜≦０．５５
但し、Ｆｎは前記負の単レンズエレメントの焦点距離、Ｆｐは前記正の単レンズエレメントの焦点距離である。

なお、該ズーム光学系を備えた光学機器や撮像装置も本発明の一側面を構成する。

本発明によれば、第１レンズユニット内に配置された反射部材より光軸を折り曲げることで全体として薄型でありながらも、第３レンズユニットの一部又は全体の偏心移動による像変位作用を有するズーム光学系を実現できる。特に、高変倍比に適した正、負、正、正の光学構成において、一般に絞りに隣接して配置される第３レンズユニットを偏心移動させることにより、偏心移動するレンズユニットおよびこれを駆動する駆動機構の小型化を図ることができる。しかも、第３レンズユニットを偏心移動させることで、他のレンズユニットを偏心移動させる場合に比べて、像変位に伴う画質劣化を少なくすることができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１，６，１１，１６，２１に示すように、本発明の実施例１〜５であるズーム光学系は、物体側（図２左側）から像側（図の右側）に順に、第１，第２，第３および第４レンズユニットＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を有する。第１レンズユニットＢ１は、正の屈折力（光学的パワー、すなわち焦点距離の逆数）を有し、第２レンズユニットＢ２は、負の屈折力を有する。第３レンズユニットＢ３は、正の屈折力を有し、第４レンズユニットＢ４は、正の屈折力を有する。図中のＳＰは絞りであり、実施例１〜５では、第２および第３レンズユニットＢ２，Ｂ３の間であって、第３レンズユニットＢ３に隣接する位置に配置されている。

また、実施例３〜５では、第４レンズユニットＢ４よりも像側に、負の屈折力を有する第５レンズユニットＢ５が配置されている。ＦＩは光学フィルタ等のダミーガラス、ＩＰは該ズーム光学系の像面である。

そして、各実施例のズーム光学系では、変倍の際に、少なくとも第２レンズユニットＢ２および第４レンズユニットＢ４が光軸方向に移動する。

また、各実施例は、第１レンズユニットＢ１中に、光軸ＡＸＬを偏向させる反射部材ＰＲＺを有する。ここで、光軸ＡＸＬは、第１レンズユニットＢ１、第２レンズユニットＢ２および第４レンズユニットＢ４の中心を通る光線が辿る経路に一致する。

また、反射部材ＰＲＺは、入射面、内部反射面および射出面を有する透明体（プリズム）により形成されている。入射面から反射部材ＰＲＺ内に入射した光束は、内部反射面でほぼ全反射して射出面から射出する。反射部材ＰＲＺによる光軸ＡＸＬの偏向角度は、該ズーム光学系の薄型化の観点からは９０°が最も望ましいが、本発明においては９０°に限定されるものではない。

さらに、各実施例では、第３レンズユニットＢ３の一部若しくは全体を光軸ＡＸＬに対して偏心移動させることによって像面ＩＰ上での像位置を変位させる（以下、この作用を像変位作用という）ことを特徴とする。

本実施例のように、物体側から正、負、正、正の４つのレンズユニットＢ１〜Ｂ４により構成されるズーム光学系では、第２レンズユニットＢ２を光軸方向に移動させることにより、正の第１レンズユニットＢ１によって形成される像の変倍を行うことができる。この際、第１および第２レンズユニットＢ１，Ｂ２の合成屈折力により屈折した光線は発散してしまう。このため、続く第３レンズユニットＢ３に正の屈折力を与えることにより、該光線の発散と後続するレンズユニット径の増大を抑えることができる。

そして、第４レンズユニットＢ４を正レンズユニットとすることにより、結像作用を与えると同時に、該第４レンズユニットＢ４の光軸方向移動によって、変倍に伴う像面変動の補正機能とフォーカス機能を実現する。

このようなズーム光学系において、光軸ＡＸＬ上の所定位置に固定された（不動の）第１レンズユニットＢ１中に、反射部材ＰＲＺを配置することにより、最も物体側のレンズ面から入射した光線を該レンズ面から短い距離内で偏向することができる。これにより、被写体方向におけるズーム光学系の厚みを抑えることができ、該ズーム光学系を撮影光学系として搭載するカメラの薄型化を実現できる。

この場合において、第１レンズユニットＢ１は、物体側から像側に順に、負の単レンズエレメントＢ１１と、上記反射部材ＰＲＺと、非球面を有する正の単レンズエレメントＢ１２とにより構成し、以下の条件式（１）を満足するとよい。

０．３＜｜Ｆｐ／Ｆｎ｜＜ ０．７ ・・・（１）
但し、Ｆｎは負の単レンズエレメントＢ１１の焦点距離（Ｆｎ＞０）、Ｆｐは正の単レンズエレメントＢ１２の焦点距離である。

これにより、第１レンズユニットＢ１の小径化とズーム光学系の薄型化を図りつつ、高い光学性能を実現できる。

条件式（１）は、第１レンズユニットＢ１中の負の単レンズエレメントＢ１１と正の単レンズエレメントＢ１２との焦点距離の比（絶対値）の範囲を表す。｜Ｆｐ／Ｆｎ｜が条件式（１）の下限値を越えるように負の単レンズエレメントＢ１１の屈折力が強くなりすぎると、第１レンズユニットＢ１全体の正の屈折力が弱くなるため、必要な焦点距離と変倍比を得るためにはレンズ全長が増大してしまい、好ましくない。

また、｜Ｆｐ／Ｆｎ｜が条件式（１）の上限値を越えると、正の単レンズエレメントＢ１２の屈折力が強くなりすぎ、非球面を用いても変倍全域で良好な球面収差とコマ収差の補正を行うことが困難となり、好ましくない。

次に、像変位作用を得る場合には、第３レンズユニットＢ３全体を光軸ＡＸＬに対して偏心させる方法が考えられる。しかし、この方法では、ズーム光学系の適正な屈折力配置と、良好な制御性によって良好な画質を得ることが可能な光学配置条件とを両立させることが難しくなる。

そこで、本実施例では、正の屈折力を有する第３レンズユニットＢ３を、物体側に配置した正の屈折力を有する第３−１レンズサブユニットＢ３１と、これよりも像面側に配置した負の屈折力を有する第３−２レンズサブユニットＢ３２とにより構成する。そして、第３−２レンズサブユニットＢ３２を光軸ＡＸＬに対して直交する方向に偏心移動させることで像変位作用を得る。これにより、第３−１レンズサブユニットＢ３１の屈折作用で発生する諸収差を、第３−２レンズサブユニットＢ３２の負の屈折作用でキャンセルする。さらに、第３−２レンズサブユニットＢ３２の偏心移動量を、制御性の良い像変位量を発生させる量に設定している。

但し、本発明においては、第３レンズユニットの全体を偏心移動させてもよい。

なお、ここにいう光軸ＡＸＬに対して直交する方向とは、完全な直交方向のみならず、光学性能上の許容範囲内で直交方向からずれた方向も含む意味である。また、本発明において、第３レンズユニットＢ３（第３−２レンズサブユニットＢ３２）の偏心移動は光軸に直交する面内での動きに限られず、例えば光軸上の１点を中心として回動するような動きであってもよい。

第３−２レンズサブユニットＢ３２を偏心移動させた場合の画質劣化を抑え、かつ該レンズサブユニットＢ３２の小径化と軽量化を図り、その偏心駆動を容易とするには、以下の条件式（２），（３）を満足するとよい。

０．２＜Ｆｗ／Ｆ３＜０．５ ・・・（２）
０．１８＜｜Ｆ３１／Ｆ３２｜＜０．５５ ・・・（３）
但し、Ｆｗはズーム光学系の全系の広角端での焦点距離、Ｆ３は第３レンズユニットＢ３の焦点距離である。また、Ｆ３１、Ｆ３２はそれぞれ第３−１および第３−２レンズサブユニットＢ３１，Ｂ３２の焦点距離である。

条件式（２）は、広角端でのズーム光学系の焦点距離と像変位作用のために偏心移動するレンズサブユニットＢ３２を含む第３レンズユニットＢ３の屈折力の比を表している。

Ｆｗ／Ｆ３が条件式（２）の下限値を越えるように第３レンズユニットＢ３の屈折力が弱いと、一定の焦点距離と変倍比を確保するためにはズーム光学系の全長が増大してしまうため、好ましくない。

また、Ｆｗ／Ｆ３が条件式（２）の上限値を越えると、第３レンズユニットＢ３の屈折力が強くなりすぎて、負の強い球面収差が発生し、変倍全域において他のレンズユニットによりこれを良好に補正することが困難となるので、好ましくない。

条件式（３）は、第３レンズユニットＢ３において不動の第３−１レンズサブユニットＢ３１と偏心移動する第３−２レンズサブユニットＢ３２との屈折力の比に関する条件を表している。この条件式を満足することにより、必要な像変位作用を得るための第３−２レンズサブユニットＢ３２の移動量を抑えつつ、高画質を維持することができる。

｜Ｆ３１／Ｆ３２｜が条件式（３）の上限値を越えるように第３−２レンズサブユニットＢ３２の負の屈折力が弱くなると、必要な像変位量を得るために第３−２レンズサブユニットＢ３２の偏心移動量が増加するので、好ましくない。しかも、偏心移動時においても必要な周辺光量を得るために、第３−２レンズサブユニットＢ３２の径が増大してしまうという問題もある。

一方、｜Ｆ３１／Ｆ３２｜が条件式（３）の下限値を越えると、第３−２レンズサブユニットＢ３２の負の屈折力が大きくなると同時に、第３レンズユニットＢ３内での第３−１レンズサブユニットＢ３１の正の屈折力を強くしなければならない。第３−１レンズサブユニットＢ３１の正の屈折力が強くなると、高次の球面収差やコマ収差が大きく発生し、像変位時の収差補正が困難となるので、好ましくない。

さらに、高画質の維持と偏心駆動の制御性との良好なバランスをとり、設計し易くするためには、条件式（２），（３）の数値範囲を以下の条件式（２）’，（３）’ように変更するとよい。

０．２５＜Ｆｗ／Ｆ３＜０．４ ・・・（２）’
０．２５＜｜Ｆ３１／Ｆ３２｜＜０．４５ ・・・（３）’
また、第３−１レンズサブユニットＢ３１は、ズーム光学系の全長の短縮と変倍全域での良好な光学性能とを得るために、非球面を有した正の単レンズエレメントで構成するのが望ましい。

そして、第３−２レンズサブユニットＢ３２を、負レンズエレメントＢ３２ａと正レンズエレメントＢ３２ｂとを接合した接合レンズとして構成し、全体として負の屈折力を与えてもよい。これにより、像変位作用のために第３−２レンズサブユニットＢ３２を偏心移動させた際に発生する色収差を低減させることができる。

また、変倍全域でのさらなる高画質化とフォーカシングよる収差変動の抑制のために、実施例２，４，５（図６，１６，２１）では、第４レンズユニットＢ４を負レンズエレメントＢ４１と２枚の正レンズエレメントＢ４２，Ｂ４３とにより構成している。

本実施例において、高画質化と小型化を達成するための適切な屈折力配置に関して、以下の条件式（４），（５），（６）を満足することが望ましい。

０．２＜Ｆｗ／Ｆ１＜０．４ ・・・（４）
０．５５＜｜Ｆｗ／Ｆ２｜＜１．２ ・・・（５）
０．１＜Ｆｗ／ＦＲ＜０．５ ・・・（６）
但し、Ｆｗは該ズーム光学系の全系の広角端での焦点距離、Ｆｉ（ｉ＝１，２）は第ｉレンズユニットの焦点距離である。また、ＦＲは第４レンズユニットＢ４以降のレンズユニット、すなわち第４レンズユニットＢ４の焦点距離又は第４および第５レンズユニットＢ５の広角端での合成焦点距離である。

条件式（４）は、広角端でのズーム光学系の焦点距離と第１レンズユニットＢ１の焦点距離との比の範囲を表す。Ｆｗ／Ｆ１が条件式（４）の下限値を越えると、第１レンズユニットＢ１の屈折力が弱くなりすぎて、レンズ外径やレンズ全長の増加を招き、好ましくない。一方、Ｆｗ／Ｆ１が条件式（４）の上限値を越えると、第１レンズユニットＢ１の屈折力が強くなり、高次の球面収差が大きく発生し、その補正が困難となるため、好ましくない。

条件式（５）は、広角端でのズーム光学系の焦点距離と第２レンズユニットＢ２の焦点距離との比（絶対値）の範囲を表す。｜Ｆｗ／Ｆ２｜が条件式（５）の下限値を越えると、第２レンズユニットＢ２の屈折力が弱すぎ、必要な変倍比を得るために、変倍時に移動する各レンズユニットの移動量が大きくなる。このため、ズーム光学系のコンパクト化が困難となり、好ましくない。一方、｜Ｆｗ／Ｆ２｜が条件式（５）の上限値を越えると、負の屈折力が大きくなるため、ペッツバール和が負の方向に大きくなる。これにより、像面湾曲が大きくなるので、好ましくない。

条件式（６）は、広角端でのズーム光学系の焦点距離と第４レンズユニットＢ４以降のレンズユニットの広角端での焦点距離（合成焦点距離）との比の範囲を表す。Ｆｗ／ＦＲが条件式（６）の下限値を越えると、正の合成屈折力が弱くなり、ズーム光学系の全長が増大するため、好ましくない。一方、Ｆｗ／ＦＲが条件式（６）の上限値を越えると、正の屈折力が強くなりすぎて球面収差や倍率色収差が大きく発生し、これを補正することが困難になるため、好ましくない。

なお、図示はしていないが、正レンズユニットとしての第４レンズユニットＢ４を、物体側から、正レンズサブユニットと負レンズサブユニットとに分離し、正レンズサブユニットを変倍時に光軸方向に移動させて像面変動補正を行わせてもよい。これにより、正、負配置のテレフォト作用によって、光学系全体の全長を短縮することができる。

さらに、実施例３〜５においては、フォーカシングを正の第４レンズユニットＢ４ではなく、負の第５レンズユニットＢ５を光軸方向に移動させることによって行うこともできる。

上述したように、各実施例では、第３レンズユニットＢ３（第３−２レンズユニットＢ３２）を光軸ＡＸＬに対して偏心移動させることにより像変位作用を得る。そして、この像変位作用を利用することで、該ズーム光学系をカメラに搭載した場合に像面ＩＰの位置に配置された撮像素子上において、被写体像がカメラに加わった振動に伴って振れることを抑制できる。これは防振機能と呼ばれ、薄型のカメラにおいて特に発生し易い手振れによる像振れを効果的に補正することができる。

また、防振機能以外にも、撮像素子の露光中に微小な像変位を生じさせることにより、ローパスフィルタと同等の役割を果たさせることができる。さらに、微小像変位を生じさせている間に取得された複数のフレーム画像を合成することにより、見かけ上、撮像素子の画素数よりも多い画素数を有する合成画像を得ることができる。これは、画素ずらし撮像とも呼ばれる。

以下、各実施例をより具体的に説明する。

図１および図２に示す実施例１は、物体側から、正、負、正、正の屈折力を有した４つのレンズユニットＢ１〜Ｂ４により構成されたズーム光学系である。

図１には、本実施例のズーム光学系を光軸ＡＸＬに沿って展開したときの広角端、中間位置および望遠端での光学構成を示す。また、図２は、光軸ＡＸＬが反射部材（直角反射プリズム）によって折り曲げられた状態での該ズーム光学系の広角端、中間位置および望遠端での光路図である。

正の第１レンズユニットＢ１は、物体側から、負の単レンズエレメントＢ１１と、直角反射プリズムＰＲＺと、両面が非球面である正の単レンズエレメントＢ１２とにより構成されている。

負の第２レンズユニットＢ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズエレメントＢ２１と、両凹形状の負レンズエレメントＢ２２ａと正レンズエレメントＢ２２ｂとが接合された負の接合レンズサブユニットとにより構成されている。

正の第３レンズユニットは、正の第３−１レンズサブユニットＢ３１と、負の第３−２レンズサブユニットＢ３２とにより構成されている。第３−１レンズサブユニットＢ３１は、両面が非球面である両凸形状の正の単レンズエレメントにより構成されている。また、第３−２レンズサブユニットＢ３２は、負レンズエレメントＢ３２ａと正レンズエレメントＢ３２ｂとが接合された負の接合レンズとして構成されている。第３−２レンズユニットＢ３２は、光軸ＡＸＬに対して偏心移動して像面変位作用を行う。

正の第４レンズユニットＢ４は、物体側に配置された凸形状の負メニスカスレンズエレメントＢ４１と両凸形状で像側に非球面を有する正レンズエレメントＢ４２とが接合された正の接合レンズとして構成されている。このような第４レンズユニットＢ４２を用いることにより、少ないレンズ枚数で高変倍比が得られるズーム光学系を実現している。

本実施例のズーム光学系では、広角側から望遠側への変倍に際しては、図１中に矢印で示すように、第２レンズユニットＢ２を像側に移動させるとともに、第４レンズユニットＢ４を物体側に移動させる。第２レンズユニットＢ２の移動による変倍に伴う像面変動を第４レンズユニットＢ４の移動によって補正する。また、フォーカシングは、第４レンズユニットＢ４の光軸方向への移動によって行う。

以下に、本実施例の数値例（数値例１）を示す。数値例１において、Ｒｉは物体側から数えてｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉはｉ番目とｉ＋１番目のレンズ面間の間隔である。Ｎｉとνｉはそれぞれ、ｉ番目のレンズエレメントを形成するガラスの屈折率とアッベ数である。ｆはズーム光学系の焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。また、＊は非球面を示す。

また、非球面係数ｋ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｇは次式によって与えられる。

但し、ｘはレンズ面の頂点から光軸方向への変位量、ｈは光軸からの距離、Ｒは曲率半径である。

さらに、ｅ±ｎは、「×１０^±ｎ」を意味する。以上は、後述する他の実施例（数値例）でも同じである。

（数値例１）
ｆ＝ 6.00 〜 23.65 Ｆｎｏ＝ 3.60 〜 4.18 ２ω＝61.3°〜 17.1°

Ｒ 1＝ 19.659 Ｄ 1＝ 0.80 Ｎ 1＝ 1.80809 ν 1＝ 22.8
Ｒ 2＝ 11.831 Ｄ 2＝ 4.02
Ｒ 3＝ ∞ Ｄ 3＝ 13.00 Ｎ 2＝ 1.60311 ν 2＝ 60.6
Ｒ 4＝ ∞ Ｄ 4＝ 0.15
* Ｒ 5＝ 17.833 Ｄ 5＝ 3.10 Ｎ 3＝ 1.59240 ν 3＝ 68.3
* Ｒ 6＝ -24.487 Ｄ 6＝ 可変

Ｒ 7＝ 142.145 Ｄ 7＝ 0.60 Ｎ 4＝ 1.72916 ν 4＝ 54.7
Ｒ 8＝ 9.175 Ｄ 8＝ 2.41
Ｒ 9＝ -10.937 Ｄ 9＝ 0.50 Ｎ 5＝ 1.59240 ν 5＝ 68.3
Ｒ10＝ 14.125 Ｄ10＝ 1.30 Ｎ 6＝ 1.92286 ν 6＝ 18.9
Ｒ11＝ 37.428 Ｄ11＝ 可変

Ｒ12＝ 絞り Ｄ12＝ 0.80
* Ｒ13＝ 10.734 Ｄ13＝ 1.40 Ｎ 7＝ 1.59240 ν 7＝ 68.3
* Ｒ14＝ -41.010 Ｄ14＝ 0.50

Ｒ15＝ -67.373 Ｄ15＝ 0.50 Ｎ 8＝ 1.66998 ν 8＝ 39.3
Ｒ16＝ 8.271 Ｄ16＝ 1.20 Ｎ 9＝ 1.74077 ν 9＝ 27.8
Ｒ17＝ 31.522 Ｄ17＝ 可変

Ｒ18＝ 9.731 Ｄ18＝ 0.50 Ｎ10＝ 1.92286 ν10＝ 20.9
Ｒ19＝ 6.306 Ｄ19＝ 3.50 Ｎ11＝ 1.49700 ν11＝ 81.5
* Ｒ20＝ -17.059 Ｄ20＝ 可変

Ｒ21＝ ∞ Ｄ21＝ 2.50 Ｎ12＝ 1.51633 ν12＝ 64.1
Ｒ22＝ ∞

＼焦点距離 6.00 11.00 23.65
可変間隔＼
D 6 0.40 5.83 11.26
D11 12.53 7.10 1.67
D17 8.31 5.66 3.66
D20 5.00 7.65 9.66

非球面係数
第 5面 : ｋ＝ 1.84370e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝-1.14259e-004
ｃ＝ 2.57503e-006 ｄ＝-5.37882e-008 ｇ＝ 1.01563e-009

第 6面 : ｋ＝ 4.15494e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝-2.22802e-005
ｃ＝ 4.65419e-006 ｄ＝-9.62276e-008 ｇ＝ 1.52819e-009

第13面 : ｋ＝ 3.03979e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝-1.71399e-004
ｃ＝-1.17183e-005 ｄ＝ 5.99190e-008 ｇ＝-2.89408e-008

第14面 : ｋ＝-9.99268e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝ 2.71754e-004
ｃ＝-1.64747e-006 ｄ＝ 2.25067e-007 ｇ＝-3.68941e-008

第20面 : ｋ＝-1.04612e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝ 1.11559e-004
ｃ＝-2.62578e-006 ｄ＝ 1.05711e-007 ｇ＝-3.98046e-009

図３には、数値例１のズーム光学系における広角端、中間位置および望遠端での縦収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）図を示す。ｆはズーム光学系の焦点距離、ＦｎｏはＦナンバーを示す。実線はｄ線、一点鎖線はｇ線を示す。また、非点収差において、ΔＳはサジタル断面を、ΔＭはメリジオナル断面を示す。このことは、後述する他の数値例の縦収差図においても同様である。

図４は、数値例１のズーム光学系における広角端、中間位置および望遠端での像変位前の状態での横収差図である。図５は画角の０．３°に相当する像変位を行った状態での横収差図である。図５の状態において、第３−２レンズサブユニットＢ３２は下方向に移動している。図４および図５において、ｆはズーム光学系の焦点距離、ＦｎｏはＦナンバーを示す。実線はｄ線、一点鎖線はｇ線を示す。このことは、後述する他の数値例の横収差図においても同様である。

図６および図７に示す実施例２は、物体側から、正、負、正、正の屈折力を有した４つのレンズユニットＢ１〜Ｂ４により構成されたズーム光学系である。

図６には、本実施例のズーム光学系を光軸ＡＸＬに沿って展開したときの広角端、中間位置および望遠端での光学構成を示す。また、図７は、光軸ＡＸＬが反射部材（直角反射プリズム）によって折り曲げられた状態での該ズーム光学系の広角端、中間位置および望遠端での光路図である。

本実施例は、実施例１の変形例であり、実施例１に対して次の点で異なる。

正の第４レンズユニットＢ４は、物体側から順に、物体側に凸の形状を有する負メニスカスレンズエレメントＢ４１と両凸形状の正レンズエレメントＢ４２とが接合された正の接合レンズサブユニットと、正の単レンズエレメントＢ４３とにより構成されている。これにより、実施例１に比べて、さらなる高画質化とフォーカスによる光学性能劣化の防止とを図っている。

以下に、本実施例の数値例（数値例２）を示す。

（数値例２）
ｆ＝ 6.17 〜 22.97 Ｆｎｏ＝ 3.60 〜 4.11 ２ω＝59.8°〜 17.6°

Ｒ 1＝ 17.357 Ｄ 1＝ 0.80 Ｎ 1＝ 1.80809 ν 1＝ 22.8
Ｒ 2＝ 11.259 Ｄ 2＝ 4.02
Ｒ 3＝ ∞ Ｄ 3＝ 13.00 Ｎ 2＝ 1.60311 ν 2＝ 60.6
Ｒ 4＝ ∞ Ｄ 4＝ 0.15
* Ｒ 5＝ 18.628 Ｄ 5＝ 3.10 Ｎ 3＝ 1.59240 ν 3＝ 68.3
* Ｒ 6＝ -25.026 Ｄ 6＝ 可変

Ｒ 7＝ 78.279 Ｄ 7＝ 0.60 Ｎ 4＝ 1.72916 ν 4＝ 54.7
Ｒ 8＝ 8.951 Ｄ 8＝ 2.41
Ｒ 9＝ -10.965 Ｄ 9＝ 0.50 Ｎ 5＝ 1.59240 ν 5＝ 68.3
Ｒ10＝ 14.831 Ｄ10＝ 1.30 Ｎ 6＝ 1.92286 ν 6＝ 18.9
Ｒ11＝ 38.933 Ｄ11＝ 可変

Ｒ12＝ 絞り Ｄ12＝ 0.80
* Ｒ13＝ 10.749 Ｄ13＝ 1.40 Ｎ 7＝ 1.60311 ν 7＝ 60.6
* Ｒ14＝ -48.331 Ｄ14＝ 0.50

Ｒ15＝ -99.665 Ｄ15＝ 0.50 Ｎ 8＝ 1.66998 ν 8＝ 39.3
Ｒ16＝ 8.493 Ｄ16＝ 1.20 Ｎ 9＝ 1.74077 ν 9＝ 27.8
Ｒ17＝ 27.947 Ｄ17＝ 可変

Ｒ18＝ 14.858 Ｄ18＝ 0.50 Ｎ10＝ 1.92286 ν10＝ 20.9
Ｒ19＝ 7.976 Ｄ19＝ 2.80 Ｎ11＝ 1.49700 ν11＝ 81.5
Ｒ20＝ -23.168 Ｄ20＝ 0.15
Ｒ21＝ 21.308 Ｄ21＝ 1.80 Ｎ12＝ 1.51823 ν12＝ 58.9
Ｒ22＝-158.502 Ｄ22＝ 可変

Ｒ23＝ ∞ Ｄ23＝ 2.50 Ｎ13＝ 1.51633 ν13＝ 64.1
Ｒ24＝ ∞

＼焦点距離 6.17 11.02 22.97
可変間隔＼
D 6 0.40 5.74 11.09
D11 12.53 7.18 1.84
D17 8.31 5.80 3.74
D22 5.00 7.51 9.57

非球面係数
第 5面 : ｋ＝ 1.84449e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝-1.05220e-004
ｃ＝ 2.61811e-006 ｄ＝-5.42487e-008 ｇ＝ 1.00158e-009

第 6面 : ｋ＝ 4.15490e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝-2.91762e-005
ｃ＝ 4.62574e-006 ｄ＝-9.76260e-008 ｇ＝ 1.50936e-009

第13面 : ｋ＝ 3.03952e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝-1.35042e-004
ｃ＝-1.23371e-005 ｄ＝ 5.89900e-008 ｇ＝-2.89415e-008

第14面 : ｋ＝-9.99272e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝ 3.09940e-004
ｃ＝-1.35112e-006 ｄ＝ 2.25633e-007 ｇ＝-3.68937e-008

図８には、数値例２のズーム光学系における広角端、中間位置および望遠端での縦収差図を示す。図９は、数値例２のズーム光学系における広角端、中間位置および望遠端での像変位前の状態での横収差図である。図１０は画角の０．３°に相当する像変位を行った状態での横収差図である。図１０の状態において、第３−２レンズサブユニットＢ３２は下方向に移動している。

図１１および図１２に示す実施例３は、物体側から、正、負、正、正、負の屈折力を有した５つのレンズユニットＢ１〜Ｂ５により構成されたズーム光学系である。

図１１には、本実施例のズーム光学系を光軸ＡＸＬに沿って展開したときの広角端、中間位置および望遠端での光学構成を示す。また、図１２は、光軸ＡＸＬが反射部材（直角反射プリズム）によって折り曲げられた状態での該ズーム光学系の広角端、中間位置および望遠端での光路図である。

本実施例において、正の第１レンズユニットＢ１は、物体側から順に、負の単レンズエレメントＢ１１と、直角反射プリズムＰＲＺと、両面が非球面である正の単レンズエレメントＢ１２とにより構成されている。

負の第２レンズユニットＢ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズエレメントＢ２１と、両凹形状の負レンズエレメントＢ２２ａと正レンズエレメントＢ２２ｂとを接合した負の接合レンズサブユニットとにより構成されている。

正の第３レンズユニットは、正の第３−１レンズサブユニットＢ３１と、負の第３−２レンズサブユニットＢ３２とにより構成されている。第３−１レンズサブユニットＢ３１は、物体側が非球面である両凸形状の正の単レンズエレメントにより構成されている。また、第３−２レンズサブユニットＢ３２は、負レンズエレメントＢ３２ａと正レンズエレメントＢ３２ｂとが接合された負の接合レンズとして構成されている。第３−２レンズユニットＢ３２は、光軸ＡＸＬに対して偏心移動して像面変位作用を行う。

正の第４レンズユニットＢ４は、物体側に凸の形状を有する負メニスカスレンズエレメントＢ４１と、両凸形状で像側に非球面を有した正レンズエレメントＢ４２とにより構成されている。

第５レンズユニットＢ５は、負レンズエレメントＢ５１と正レンズエレメントＢ５２とを接合した負の接合レンズとして構成されている。この第５レンズユニットＢ５を設けることにより、第４レンズユニットＢ４の移動量を実施例１，２に比べて小さく抑えることができる。また、正の第４レンズユニットＢ４と負の第５レンズユニットＢ５とのテレフォト作用によって、バックフォーカスを短縮し、ズーム光学系の全長を短くすることができる。

本実施例でも、広角側から望遠側への変倍に際して、第２レンズユニットＢ２を像側に移動させて変倍を行うとともに、第４レンズユニットＢ４を物体側に移動させて像面変動を補正する。フォーカシングは第４レンズユニットＢ４の光軸方向移動により行う。

以下に、本実施例の数値例（数値例３）を示す。

（数値例３）
ｆ＝ 6.26 〜 30.32 Ｆｎｏ＝ 3.60 〜 5.20 ２ω＝59.1°〜 13.4°

Ｒ 1＝ 20.877 Ｄ 1＝ 0.80 Ｎ 1＝ 1.92286 ν 1＝ 18.9
Ｒ 2＝ 11.832 Ｄ 2＝ 2.80
Ｒ 3＝ ∞ Ｄ 3＝ 11.00 Ｎ 2＝ 1.51742 ν 2＝ 52.4
Ｒ 4＝ ∞ Ｄ 4＝ 0.25
* Ｒ 5＝ 18.139 Ｄ 5＝ 2.90 Ｎ 3＝ 1.67790 ν 3＝ 54.9
* Ｒ 6＝ -25.908 Ｄ 6＝ 可変

Ｒ 7＝ 133.927 Ｄ 7＝ 0.60 Ｎ 4＝ 1.72916 ν 4＝ 54.7
Ｒ 8＝ 8.992 Ｄ 8＝ 1.25
Ｒ 9＝ -9.995 Ｄ 9＝ 0.50 Ｎ 5＝ 1.88300 ν 5＝ 40.8
Ｒ10＝ 13.670 Ｄ10＝ 1.30 Ｎ 6＝ 1.92286 ν 6＝ 18.9
Ｒ11＝ -66.884 Ｄ11＝ 可変

Ｒ12＝ 絞り Ｄ12＝ 0.80
* Ｒ13＝ 12.016 Ｄ13＝ 1.80 Ｎ 7＝ 1.67790 ν 7＝ 55.3
Ｒ14＝ -26.586 Ｄ14＝ 0.50

Ｒ15＝ -32.363 Ｄ15＝ 1.20 Ｎ 8＝ 1.84666 ν 8＝ 23.9
Ｒ16＝ -17.804 Ｄ16＝ 0.60 Ｎ 9＝ 1.83400 ν 9＝ 37.2
Ｒ17＝-194.703 Ｄ17＝ 可変

Ｒ18＝ 8.559 Ｄ18＝ 0.60 Ｎ10＝ 1.84666 ν10＝ 23.9
Ｒ19＝ 4.881 Ｄ19＝ 0.10
Ｒ20＝ 5.248 Ｄ20＝ 3.30 Ｎ11＝ 1.58313 ν11＝ 59.4
* Ｒ21＝ -17.310 Ｄ21＝ 可変

Ｒ22＝ 23.510 Ｄ22＝ 0.50 Ｎ12＝ 1.88300 ν12＝ 40.8
Ｒ23＝ 4.676 Ｄ23＝ 2.20 Ｎ13＝ 1.48749 ν13＝ 70.2
Ｒ24＝ 28.813 Ｄ24＝ 1.50

Ｒ25＝ ∞ Ｄ25＝ 2.50 Ｎ14＝ 1.51633 ν14＝ 64.1
Ｒ26＝ ∞

＼焦点距離 6.26 12.44 30.32
可変間隔＼
D 6 0.40 6.50 12.60
D11 12.61 6.51 0.41
D17 4.69 2.86 1.82
D21 2.66 4.49 5.52

非球面係数
第 5面 : ｋ＝ 2.22524e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝-9.74596e-005
ｃ＝ 3.17785e-006 ｄ＝-1.26616e-007 ｇ＝ 2.17377e-009

第 6面 : ｋ＝ 8.28977e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝ 3.91038e-005
ｃ＝ 4.19039e-006 ｄ＝-1.30783e-007 ｇ＝ 2.47214e-009

第13面 : ｋ＝ 4.38568e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝-4.48194e-004
ｃ＝-5.66613e-006 ｄ＝-9.01692e-007 ｇ＝ 3.96711e-008

第21面 : ｋ＝-9.49602e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝-2.45855e-004
ｃ＝-1.80923e-005 ｄ＝ 1.47501e-006 ｇ＝-1.97530e-007

図１３には、数値例３のズーム光学系における広角端、中間位置および望遠端での縦収差図を示す。図１４は、数値例３のズーム光学系における広角端、中間位置および望遠端での像変位前の状態での横収差図である。図１５は画角の０．３°に相当する像変位を行った状態での横収差図である。図１５の状態において、第３−２レンズサブユニットＢ３２は下方向に移動している。

図１６および図１７に示す実施例４は、物体側から、正、負、正、正、負の屈折力を有した５つのレンズユニットＢ１〜Ｂ５により構成されたズーム光学系である。

図１６には、本実施例のズーム光学系を光軸ＡＸＬに沿って展開したときの広角端、中間位置および望遠端での光学構成を示す。また、図１７は、光軸ＡＸＬが反射部材（直角反射プリズム）によって折り曲げられた状態での該ズーム光学系の広角端、中間位置および望遠端での光路図である。

本実施例は、実施例３の変形例であり、実施例３に対して次の点で異なる。

第３レンズユニットＢ３において、正の単レンズエレメント（第３−１レンズサブユニットＢ３１）の両面は非球面である。

また、第４レンズユニットＢ４は、物体側から、正の接合レンズサブユニットと正の単レンズエレメントＢ４３とにより構成されている。正の接合レンズサブユニットは、物体側に凸形状を有する負メニスカスレンズエレメントＢ４１と、両凸形状の正レンズエレメントＢ４２が接合されて構成されている。また、正の単レンズエレメントＢ４３は、その物体側の面が非球面である。これにより、実施例３に比べて、さらなる高画質化とフォーカスによる光学性能劣化の防止とを図っている。

以下に、本実施例の数値例（数値例４）を示す。

（数値例４）
ｆ＝ 6.50 〜 26.48 Ｆｎｏ＝ 3.60 〜 4.05 ２ω＝57.2°〜 15.3°

Ｒ 1＝ 23.508 Ｄ 1＝ 1.00 Ｎ 1＝ 1.84666 ν 1＝ 23.8
Ｒ 2＝ 12.919 Ｄ 2＝ 3.82
Ｒ 3＝ ∞ Ｄ 3＝ 13.00 Ｎ 2＝ 1.60311 ν 2＝ 60.6
Ｒ 4＝ ∞ Ｄ 4＝ 0.15
* Ｒ 5＝ 19.816 Ｄ 5＝ 3.20 Ｎ 3＝ 1.59240 ν 3＝ 68.3
* Ｒ 6＝ -26.359 Ｄ 6＝ 可変

Ｒ 7＝6462.882 Ｄ 7＝ 0.60 Ｎ 4＝ 1.72916 ν 4＝ 54.7
Ｒ 8＝ 11.877 Ｄ 8＝ 1.43
Ｒ 9＝ -12.195 Ｄ 9＝ 0.50 Ｎ 5＝ 1.59240 ν 5＝ 68.3
Ｒ10＝ 15.136 Ｄ10＝ 1.50 Ｎ 6＝ 1.92286 ν 6＝ 18.9
Ｒ11＝ 38.750 Ｄ11＝ 可変

Ｒ12＝ 絞り Ｄ12＝ 0.80
* Ｒ13＝ 13.297 Ｄ13＝ 1.70 Ｎ 7＝ 1.66910 ν 7＝ 55.4
* Ｒ14＝ -69.597 Ｄ14＝ 0.50

Ｒ15＝ 112.465 Ｄ15＝ 0.50 Ｎ 8＝ 1.64769 ν 8＝ 33.8
Ｒ16＝ 7.365 Ｄ16＝ 1.40 Ｎ 9＝ 1.80518 ν 9＝ 25.4
Ｒ17＝ 15.257 Ｄ17＝ 可変

Ｒ18＝ 18.359 Ｄ18＝ 0.50 Ｎ10＝ 2.00330 ν10＝ 28.3
Ｒ19＝ 8.758 Ｄ19＝ 2.80 Ｎ11＝ 1.49700 ν11＝ 81.5
Ｒ20＝ -12.090 Ｄ20＝ 0.15
* Ｒ21＝ 9.910 Ｄ21＝ 2.20 Ｎ12＝ 1.48749 ν12＝ 70.2
Ｒ22＝ 69.915 Ｄ22＝ 可変

Ｒ23＝ 10.970 Ｄ23＝ 0.50 Ｎ13＝ 1.88300 ν13＝ 40.8
Ｒ24＝ 5.107 Ｄ24＝ 2.00 Ｎ14＝ 1.48749 ν14＝ 70.2
Ｒ25＝ 9.275 Ｄ25＝ 6.00

Ｒ26＝ ∞ Ｄ26＝ 2.50 Ｎ15＝ 1.51633 ν15＝ 64.1
Ｒ27＝ ∞

＼ 焦点距離 6.50 12.04 26.48
可変間隔＼
D 6 0.32 7.09 13.71
D11 14.05 7.29 0.52
D17 4.96 3.44 2.01
D22 1.16 2.67 4.10

非球面係数
第 5面 : ｋ＝ 4.44389e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝-5.52340e-005
ｃ＝ 6.35452e-007 ｄ＝-3.47531e-008 ｇ＝ 1.05438e-009

第 6面 : ｋ＝ 3.95363e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝ 5.99721e-005
ｃ＝ 2.26348e-006 ｄ＝-6.79182e-008 ｇ＝ 1.86989e-009

第13面 : ｋ＝ 4.74933e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝-2.05307e-004
ｃ＝-4.41645e-005 ｄ＝ 2.82478e-006 ｇ＝-1.02067e-007

第14面 : ｋ＝-3.13701e+002 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝ 1.38322e-004
ｃ＝-3.96701e-005 ｄ＝ 2.69689e-006 ｇ＝-6.98691e-008

第21面 : ｋ＝ 1.74290e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝-1.58904e-004
ｃ＝-8.88365e-006 ｄ＝ 3.42560e-007 ｇ＝-1.34885e-008

図１８には、数値例４のズーム光学系における広角端、中間位置および望遠端での縦収差図を示す。図１９は、数値例４のズーム光学系における広角端、中間位置および望遠端での像変位前の状態での横収差図である。図２０は画角の０．３°に相当する像変位を行った状態での横収差図である。図２０の状態において、第３−２レンズサブユニットＢ３２は下方向に移動している。

図２１および図２２に示す実施例５は、物体側から、正、負、正、正、負の屈折力を有した５つのレンズユニットＢ１〜Ｂ５により構成されたズーム光学系である。

図２１には、本実施例のズーム光学系を光軸ＡＸＬに沿って展開したときの広角端、中間位置および望遠端での光学構成を示す。また、図２２は、光軸ＡＸＬが反射部材（直角反射プリズム）によって折り曲げられた状態での該ズーム光学系の広角端、中間位置および望遠端での光路図である。

本実施例は、実施例４と同様に実施例３の変形例であり、光学構成としては基本的に実施例４と同じである。但し、数値が異なる。

以下に、本実施例の数値例（数値例５）を示す。

（数値例５）
ｆ＝ 6.39 〜 30.37 Ｆｎｏ＝3.60〜5.35 ２ω＝58.1°〜 13.3°

Ｒ 1＝ 21.407 Ｄ 1＝ 1.00 Ｎ 1＝ 1.80809 ν 1＝ 22.8
Ｒ 2＝ 11.942 Ｄ 2＝ 3.36
Ｒ 3＝ ∞ Ｄ 3＝ 12.00 Ｎ 2＝ 1.60311 ν 2＝ 60.6
Ｒ 4＝ ∞ Ｄ 4＝ 0.15
* Ｒ 5＝ 18.637 Ｄ 5＝ 3.20 Ｎ 3＝ 1.58999 ν 3＝ 68.1
* Ｒ 6＝ -25.372 Ｄ 6＝ 可変

Ｒ 7＝ 215.533 Ｄ 7＝ 0.60 Ｎ 4＝ 1.72916 ν 4＝ 54.7
Ｒ 8＝ 8.909 Ｄ 8＝ 1.47
Ｒ 9＝ -10.886 Ｄ 9＝ 0.50 Ｎ 5＝ 1.59240 ν 5＝ 68.3
Ｒ10＝ 12.565 Ｄ10＝ 1.50 Ｎ 6＝ 1.92286 ν 6＝ 18.9
Ｒ11＝ 28.164 Ｄ11＝ 可変

Ｒ12＝ 絞り Ｄ12＝ 0.60
* Ｒ13＝ 11.572 Ｄ13＝ 2.00 Ｎ 7＝ 1.69350 ν 7＝ 53.2
* Ｒ14＝ -43.997 Ｄ14＝ 0.45

Ｒ15＝ -42.221 Ｄ15＝ 0.60 Ｎ 8＝ 1.64769 ν 8＝ 33.8
Ｒ16＝ 12.573 Ｄ16＝ 1.60 Ｎ 9＝ 1.80518 ν 9＝ 25.4
Ｒ17＝ 36.471 Ｄ17＝ 可変

Ｒ18＝ 14.445 Ｄ18＝ 0.50 Ｎ10＝ 2.00330 ν10＝ 28.3
Ｒ19＝ 8.616 Ｄ19＝ 2.80 Ｎ11＝ 1.49700 ν11＝ 81.5
Ｒ20＝ -14.897 Ｄ20＝ 0.15
* Ｒ21＝ 9.118 Ｄ21＝ 2.00 Ｎ12＝ 1.50506 ν12＝ 70.3
Ｒ22＝ 69.915 Ｄ22＝ 可変

Ｒ23＝ 84.545 Ｄ23＝ 0.50 Ｎ13＝ 1.88300 ν13＝ 40.8
Ｒ24＝ 5.466 Ｄ24＝ 2.60 Ｎ14＝ 1.48749 ν14＝ 70.2
Ｒ25＝ 53.671 Ｄ25＝ 6.00

Ｒ26＝ ∞ Ｄ26＝ 3.00 Ｎ15＝ 1.51633 ν15＝ 64.1
Ｒ27＝ ∞

＼焦点距離 6.39 12.10 30.37
可変間隔＼
D 6 0.50 7.04 13.59
D11 13.62 7.08 0.53
D17 5.09 13.49 1.12
D22 0.55 2.15 4.51

非球面係数
第 5面 : ｋ＝ 3.15704e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝-1.09845e-004
ｃ＝ 1.86808e-006 ｄ＝-7.00185e-008 ｇ＝ 9.91234e-010

第 6面 : ｋ＝ 4.78236e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝ 5.54863e-006
ｃ＝ 3.39645e-006 ｄ＝-1.01680e-007 ｇ＝ 1.63643e-009

第13面 : ｋ＝ 3.60222e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝-2.64203e-004
ｃ＝-3.61072e-005 ｄ＝ 3.47256e-006 ｇ＝-1.27207e-007

第14面 : ｋ＝-7.08303e+001 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝ 4.97962e-005
ｃ＝-2.12781e-005 ｄ＝ 2.92712e-006 ｇ＝-9.84719e-008

第21面 : ｋ＝ 1.17233e+000 ａ＝ 0.00000e+000 ｂ＝-2.63297e-004
ｃ＝-8.84000e-006 ｄ＝ 4.32445e-007 ｇ＝-1.75307e-008

図２３には、数値例５のズーム光学系における広角端、中間位置および望遠端での縦収差図を示す。図２４は、数値例５のズーム光学系における広角端、中間位置および望遠端での像変位前の状態での横収差図である。図２５は画角の０．３°に相当する像変位を行った状態での横収差図である。図２５の状態において、第３−２レンズサブユニットＢ３２は下方向に移動している。

表１には、上記各数値例において、画角に対して０．３°に相当する像変位を生じさせたときの第３−２レンズサブユニットＢ３２の光軸に対する偏心移動量を示す。マイナス符号は光軸に対して下方向への移動を示しており、偏心移動量の単位はｍｍである。

また、表２には、各数値例における条件式（１）〜（６）の計算結果を示す。

表２から分かるように、各数値例は、条件式（１）〜（６）を満足している。また、各数値例は、条件式（２）’，（３）’も満足している。

図２６には、上記各実施例のズーム光学系を撮影光学系として用いたレンズシャッター形式のデジタルコンパクトカメラ（撮像装置、光学機器）の構成を示している。

図２６において、１０はデジタルカメラ本体、１１は各実施例のズーム光学系によって構成された撮影光学系である。１２はカメラ本体１０に内蔵されたフラッシュユニット、１３はファインダである。１４は撮影ボタンである。１５は撮影光学系１１のカメラ本体１０内での配置を概略的に示したものである。１６はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等により構成される撮像素子である。

撮像素子１６からの出力信号に対して不図示の画像処理回路にて各種処理が施され、画像信号が生成される。この画像信号は、半導体メモリ等の不図示の記録媒体に記録されたり、カメラ本体１０の背面に設けられた不図示のディスプレイに表示されたりする。

このように各実施例のズーム光学系をデジタルカメラに搭載することにより、カメラ本体１０の前後方向（被写体方向）の形状を薄型化することができ、小型で、かつ高い光学性能を有するカメラを実現できる。

なお、本実施例では、カメラを横位置にして使用するときに、ズーム光学系の光軸が反射部材ＰＲＺによって下向きに偏向される場合を示している。しかし、ズーム光学系の光軸が反射部材ＰＲＺによって左右（水平）方向に偏向されるようにしてもよい。

また、本実施例では、デジタルコンパクトカメラについて説明したが、上記各実施例のズーム光学系はビデオカメラ等の他の撮像装置や光学機器にも搭載することができる。ここにいう撮像装置には、カメラ付き携帯電話や携帯端末装置等、撮像機能を有する各種装置が含まれる。

さらに、上記各実施例のズーム光学系は、撮像装置に限らず、交換レンズ装置や望遠鏡等の光学機器にも搭載することができる。

また、上記各実施例では、レンズ面の屈折力のみを利用するズーム光学系について説明したが、レンズ面に回折格子等の光学素子を設け、該光学素子の光学的パワーを利用するズーム光学系にも本発明を適用することができる。

本発明の実施例１であるズーム光学系の光学構成図。 実施例１のズーム光学系の光路図。 実施例１に対応する数値例１の広角端、中間および望遠端での縦収差図。 数値例１の広角端、中間および望遠端での像変位前の横収差図。 数値例１の広角端、中間および望遠端での像変位後の横収差図。 本発明の実施例２であるズーム光学系の光学構成図。 実施例２のズーム光学系の光路図。 実施例２に対応する数値例２の広角端、中間および望遠端での縦収差図。 数値例２の広角端、中間および望遠端での像変位前の横収差図。 数値例２の広角端、中間および望遠端での像変位後の横収差図。 本発明の実施例３であるズーム光学系の光学構成図。 実施例３のズーム光学系の光路図。 実施例３に対応する数値例３の広角端、中間および望遠端での縦収差図。 数値例３の広角端、中間および望遠端での像変位前の横収差図。 数値例３の広角端、中間および望遠端での像変位後の横収差図。 本発明の実施例４であるズーム光学系の光学構成図。 実施例４のズーム光学系の光路図。 実施例４に対応する数値例４の広角端、中間および望遠端での縦収差図。 数値例４の広角端、中間および望遠端での像変位前の横収差図。 数値例４の広角端、中間および望遠端での像変位後の横収差図。 本発明の実施例５であるズーム光学系の光学構成図。 実施例５のズーム光学系の光路図。 実施例５に対応する数値例５の広角端、中間および望遠端での縦収差図。 数値例５の広角端、中間および望遠端での像変位前の横収差図。 数値例５の広角端、中間および望遠端での像変位後の横収差図。 本発明の実施例６であるカメラの構成を示す概略図。

符号の説明

Ｂ１ 第１レンズユニット
Ｂ２ 第２レンズユニット
Ｂ３ 第３レンズユニット
Ｂ３１ 第３−１レンズサブユニット
Ｂ３２ 第３−２レンズサブユニット
Ｂ４ 第４レンズユニット
Ｂ５ 第５レンズユニット
ＩＰ 像面
ＰＲＺ 反射部材（直角反射プリズム）
ＳＰ 絞り

Claims (11)

1. 物体側から像側に順に、正の光学的パワーを有する第１レンズユニット、負の光学的パワーを有する第２レンズユニット、正の光学的パワーを有する第３レンズユニットおよび正の光学的パワーを有する第４レンズユニットとを有し、変倍に際して少なくとも前記第２および第４レンズユニットが光軸方向に移動し、前記第３レンズユニットは、その一部若しくは全体が光軸に対して偏心移動することで像位置を変位させ、前記第１レンズユニットは、物体側から像側に順に、負の単レンズエレメント、反射部材および非球面を有する正の単レンズエレメントからなり、以下の条件を満足することを特徴とするズーム光学系。
   ０．３＜｜Ｆｐ／Ｆｎ｜≦０．５５
   但し、Ｆｎは前記負の単レンズエレメントの焦点距離、Ｆｐは前記正の単レンズエレメントの焦点距離である。
2. 前記第３レンズユニットは、正の光学的パワーを有する第３−１レンズサブユニットと、該第３−１レンズサブユニットよりも像側に配置された負の光学的パワーを有する第３−２レンズサブユニットとを有し、
   前記第３−２レンズサブユニットが偏心移動することを特徴とする請求項１に記載のズーム光学系。
3. 以下の条件を満足することを特徴とする請求項２に記載のズーム光学系。
   ０．２＜Ｆｗ／Ｆ３＜０．５
   ０．１８＜｜Ｆ３１／Ｆ３２｜＜０．５５
   但し、Ｆｗは該ズーム光学系の広角端での焦点距離、Ｆ３は前記第３レンズユニットの焦点距離、Ｆ３１，Ｆ３２はそれぞれ第３−１および第３−２レンズサブユニットの焦点距離である。
4. 前記第３−１レンズサブユニットは、非球面を有する正の単レンズエレメントからなり、
   前記第３−２レンズサブユニットは、負レンズエレメントと正レンズエレメントとが接合されて構成され、全体として負の光学的パワーを有することを特徴とする請求項２又は３に記載のズーム光学系。
5. 前記第４レンズユニットは、負レンズエレメントと２枚の正レンズエレメントとからなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のズーム光学系。
6. 前記第４レンズユニットよりも像側に、負の光学的パワーを有する第５レンズユニットを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のズーム光学系。
7. 以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のズーム光学系。
   ０．２＜Ｆｗ／Ｆ１＜０．４
   ０．５５＜｜Ｆｗ／Ｆ２｜＜１．２
   ０．１＜Ｆｗ／ＦＲ＜０．５
   但し、Ｆｗは該ズーム光学系の全系の広角端での焦点距離、Ｆｉ（ｉ＝１，２）は第ｉレンズユニットの焦点距離、ＦＲは前記第４レンズユニット以降のレンズユニットの広角端での焦点距離であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のズーム光学系。
8. 前記第２および第３レンズユニットの間に配置された絞りを有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載のズーム光学系。
9. 前記像位置の変位による防振機能を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載のズーム光学系。
10. 請求項１から９のいずれか１つに記載のズーム光学系を有することを特徴とする光学機器。
11. 請求項１から９のいずれか１つに記載のズーム光学系と、
    該ズーム光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。