JP5084437B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明はズームレンズに関し、例えばビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩写真用カメラ等の撮像装置用の撮影光学系に好適なものである。
最近、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等、撮像装置（カメラ）は高機能化及び小型化されている。そしてそれに用いる撮影光学系には高ズーム比で、かつカメラに用いたとき、全体が小型になる構成のズームレンズであることが求められている。
従来より、カメラのコンパクト化とズームレンズの高ズーム比化を両立する為に、非撮影時に各レンズ群の間隔を撮影状態と異なる間隔まで縮小する所謂沈胴方式を用いたズームレンズが知られている。
またカメラの厚み（撮影するときの前後方向）を薄くするために、撮影用の光束を光路中で９０°折り曲げる反射部材（プリズム）を光路中に配置したズームレンズが知られている（特許文献１〜３）。
特許文献１〜３によれば反射面を有するプリズムにより物体からの光を、レンズ群の光軸に対して９０度折り曲げることによりカメラの厚みを、物体側のレンズ群からプリズムまでの長さ程度に薄くしている。
尚、撮像装置用の高ズーム比のズームレンズとして、４群又は５群のズームレンズが知られている（特許文献４、５）。
例えば物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、そして全体として正の屈折力の１以上のレンズ群を有する後続レンズ群より成るズーミングが知られている。
特開２００７−２５６４１号公報 特開２００３−２０２５００号公報 特開２００４−１０２０８９号公報 特開昭６１−１２３８１１号公報 特開２００５−１４８４８５号公報
物体側からの光を折り曲げる反射部材が光路中に設けられたズームレンズをカメラに適用すれば、カメラの厚み方向（カメラ厚）を薄くすることが容易となる。
しかしながら反射部材が光路中に設けられたズームレンズをカメラに適用し、カメラの厚み方向を薄くしつつ、ズームレンズを高ズーム比にするためには、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となる。特に反射部材をズームレンズの光路中の適切な位置に配置することが重要になってくる。
ズームレンズのレンズ構成及び反射部材の光路中への配置が適切でないと、反射部材のサイズ（有効径）が大型化し、ズーム比が大きいときのズーミングにおける各レンズ群のストローク（移動量）が増大し、全系が大型化してくる。この結果、カメラに適用したとき、カメラ厚を薄くすることが難しくなってくる。
特許文献１では、物体側から像側へ順に、正,負,正,正の屈折力のレンズ群より成る４群ズームレンズにおいて、第２レンズ群に光路折り曲げ用の反射部材を配置したズーム比６倍程度のズームレンズを開示している。
しかしながら、特許文献１ではズーム比をさらに上げていくと、カメラ厚みに関係する第１レンズ群のストロークが長くなりカメラ厚みを薄くすることが困難になる。
特許文献２では、正,負,正,正の屈折力のレンズ群より成る４群ズームレンズにおいて、最も物体側の第１レンズ群中に光路折り曲げ用の反射部材を配置している。このため、反射部材が大きくなる傾向があった。
多くの場合、反射部材の大きさによって撮像装置の厚み方向が決定されてしまうため、反射部材が大きくなることは好ましくない。
特許文献３では、物体側から像側へ順に、正,負,正,正、または正,負,正,正,正の屈折力のレンズ群より成る４群又は５群ズームレンズにおいて、第２レンズ群に光路折り曲げ用の反射部材を配置した構成を開示している。
特許文献３は、像側に配置された変倍用のレンズ群が移動することに伴う像面位置のズレを最も像側のレンズ群で補正し、第１レンズ群を大きく物体側に繰り出すことでズーム比１０倍程度のズームレンズを達成している。
特許文献３では第１レンズ群の変倍時のストロークが大きくなり、カメラに適用したときカメラ厚みをより薄くすることが難しい。
特許文献４、５には、物体側から像側へ順に、正,負,負,正又は正,負,負,正,正の屈折力のレンズ群より成るズームレンズを開示しているが、光路折り曲げ用の反射部材を用いていない。
従ってカメラに適用したとき、カメラの厚み方向を薄くすることが困難である。
本発明は、カメラに適用したときカメラの厚み方向を薄くでき、かつ高ズーム比で全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を得ることができ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、負の屈折力の第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、正の屈折力の第６レンズ群からなり、前記第２レンズ群は光路を屈曲させる反射部材を含み、ズーミングに際して、前記第２レンズ群は不動であり、隣り合う各レンズ群の間隔が変化することを特徴としている。
この他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、負の屈折力の第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レンズ群からなり、
前記第２レンズ群は光路を屈曲させる反射部材を含み、ズーミングに際して、前記第２レンズ群は不動であり、隣り合う各レンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、前記正の屈折力の第４レンズ群、前記正の屈折力の第５レンズ群からなるレンズ群の変倍比をＺｒ、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合計の変倍比をＺｆとするとき、
１．１＜Ｚｒ／Ｚｆ＜２．０
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の厚み方向を薄くでき、かつ高ズーム比で全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を得ることができるズームレンズが得られる。
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。
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、負の屈折力の第３レンズ群、開口絞り、全体で正の屈折力を有する１以上のレンズ群を有する後続レンズ群からなっている。
ズーミングに際して、第２レンズ群は不動で、隣り合うレンズ群の間隔が変化するようにレンズ群が移動している。
第２レンズ群は物体からの光線を、例えば光軸上の光線を９０度又は略９０度（９０度±１０度）折り曲げる(屈曲させる)反射部材を有している。
図１は本発明の実施例１のズームレンズの光路を展開したときの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図、図２、図３はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。
図４は本発明の実施例２のズームレンズの光路を展開したときの広角端におけるレンズ断面図、図５、図６はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。
図７は本発明の実施例３のズームレンズの光路を展開したときの広角端におけるレンズ断面図、図８、図９はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。
図１０は本発明の実施例４のズームレンズの光路を展開したときの広角端におけるレンズ断面図、図１１、図１２はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。
図１３は実施例３のズームレンズの光路を折り曲げて、カメラに装着するときのレンズ断面図である。
図１４は本発明のズームレンズを備えるデジタルカメラ（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撮像装置に用いられる撮影レンズ系であり、光路を展開したレンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。
尚、各実施例のズームレンズをプロジェクター等の投射レンズとして用いるときは、光路を展開したレンズ断面図において、左方がスクリーン、右方が被投射画像となる。
ｉを物体側から順に第ｉ番目のレンズ群の番号とするとき、Ｌｉは第ｉレンズ群である。ＬＲは全体として正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の１以上のレンズ群を有する後続レンズ群である。
図１、図４、図７、図１３のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群である。
Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は負の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群である。後続レンズ群ＬＲは第４、第５レンズ群Ｌ４、Ｌ５より成っている。
図１０のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は負の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群、Ｌ６は正の屈折力の第６レンズ群である。
後続レンズ群ＬＲは、第４、第５、第６レンズ群Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６より成っている。
第２レンズ群Ｌ２は１以上の負レンズと、反射面を含む反射部材（プリズムＰ）を有している。
具体的には、第２レンズ群Ｌ２は物体側より像側へ順に、像側の面が凹形状の負レンズ、反射部材Ｐより成っている。
ＳＰは開口絞りである。反射部材Ｐは光路を９０°折り曲げるプリズムより成っている。ＧＢは光学フィルター、フェースプレート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）の撮像面が、銀塩フィルム用カメラの撮像光学系として使用する際にはフィルム面に相当する。
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。
各実施例のズームレンズは、ズーミング時に第２レンズ群Ｌ２以外の全てのレンズ群を移動させることにより所望のズーム比（例えばズーム比６以上）を確保している。
尚、広角端、望遠端とはズーミング用のレンズ群（第１、第４レンズ群Ｌ１、Ｌ４）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。
各実施例のズームレンズは、ズーミング時に第２レンズ群Ｌ２を固定として、第２レンズ群以外の各レンズ群は、各レンズ群の間隔を変えながら移動している。
各実施例のポジティブリードタイプのズームレンズでは、第２レンズ群Ｌ２において光線有効径が比較的小さくなる。このため第２レンズ群Ｌ２中に物体側からの光路を折り曲げるための反射部材Ｐを設けている。
これにより、最も物体側の第１レンズ群Ｌ１に配置する場合と比較して反射部材Ｐのサイズを小さくしている。そしてカメラに適用したときのカメラの厚みを薄くしている。またデジタルスチルカメラ等の用途では像面への軸外主光線の入射角度は小さい方が良いため、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を開口絞りＳＰより物体側に配置している。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第４レンズ群Ｌ４が単調に物体側へ移動することに伴う変倍時の像面位置のずれを補正するために、最も像側のレンズ群に加えて第３レンズ群Ｌ３を移動させている。これによって高ズーム比化したときの像面位置のずれを適切に補正している。
そのため第４レンズ群Ｌ４で大きく変倍比を稼ぐことができ、第１レンズ群Ｌ１が物体側へ大きく移動することなく、高ズーム比のズームレンズを実現している。
以上のように、各実施例では、物体側から像側へ順に、正,負,負の屈折力のレンズ群、開口絞りＳＰおよび正の屈折力を有する後続レンズ群ＬＲで構成している。そしてズーミング時に固定とした第２レンズ群Ｌ２に光路折り曲げ用のプリズムＰを配置することで図１３に示すようにカメラに適用したとき、カメラ厚みに関係するプリズムＰの大きさを小さくしている。
さらに第３レンズ群によって変倍レンズ群の移動にともなう像面位置のずれを適切に補正している。そして後続レンズ群ＬＲの変倍分担を大きく設定して、第１レンズ群Ｌ１の変倍に伴うストロークを低減している。
特に光路折り曲げ用のプリズムＰをズーミング時固定の第２レンズ群Ｌ２に配置して、第３レンズ群Ｌ３を像面位置補正用のレンズ群として設定し、かつズーミング時可動とすることで、高ズーム比でありながら第１レンズ群Ｌ１のストロークを短く設計している。
これにより高ズーム比にもかかわらず図１４に示すようにカメラに適用したときのカメラ厚みを薄くしている。
各実施例においては、次の条件の１以上を満足している。これによって各条件に相当する効果を得ている。
後続レンズ群ＬＲの変倍比をＺｒ、第２、第３レンズ群Ｌ２、Ｌ３の合計の変倍比をＺｆとする。
第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を各々ｆ２、ｆ３とする。広角端および望遠端における全系の焦点距離をそれぞれｆｗ、ｆｔとする。
望遠端における第３レンズ群Ｌ３と、後群レンズ群ＬＲの横倍率を各々β３ｔ、βｒｔとする。
第１レンズ群Ｌ１は１以上の正レンズを有し、正レンズ材料の屈折率のうち最大の屈折率をＮ１ｐとする。
第２レンズ群Ｌ２は負レンズを有し、負レンズの物体側と像側の面の曲率半径を各々ｒ１、ｒ２とする。
広角端において、第３レンズ群Ｌ３の最も像側の面頂点から開口絞りＳＰまでの距離をＬｓとする。
第１レンズ群Ｌ１のブロック厚（最も物体側の面から最も像側の面までの長さ）をＬ１とする。
このとき、
０．７５＜Ｚｒ／Ｚｆ＜３．００ ・・・（１）
０．０５＜√（ｆｗ・ｆｔ）／｜ｆ３｜＜０．７０・・・（２）
０．３＜（１−β３ｔ2）・βｒｔ2＜２．０ ・・・（３）
０．００７＜ｆ２／ｆ３＜０．９００ ・・・（４）
１．６１＜Ｎ１ｐ＜１．９０ ・・・（５）
０．５＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜１．５・・・（６）
０＜Ｌｓ／ｆｗ＜７ ・・・（７）
０＜Ｌ１／ｆｗ＜２ ・・・（８）
なる条件式のうち１以上を満足するようにしている。
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）は第４レンズ群Ｌ４以降の後続レンズ群ＬＲの変倍比と、第２、第３レンズ群Ｌ２、Ｌ３の合計の変倍比との変倍分担比を規定したものである。条件式（１）の下限を超えるとズーミング時第１レンズ群Ｌ１のストローク（移動量）が大きくなってカメラに適用したときカメラ厚みが大きくなる。
逆に上限を超えると、後続レンズ群の変倍分担が大きくなりすぎ、ズーミング時の球面収差などの諸収差の変動が大きくなる。
さらに望ましくは、以下の条件式（１ａ）の範囲とすることで、ズーミング時の収差変動が少なく、第１レンズ群Ｌ１のストロークが短いズームレンズを実現するのが容易となる。
１．１＜Ｚｒ／Ｚｆ＜２．０（１ａ）
条件式（２）は第３レンズ群Ｌ３の焦点距離範囲を規定したものである。条件式（３）の下限を超えると第３レンズ群Ｌ３の屈折力が小さくなって、第４レンズ群Ｌ４の変倍にともなう像面位置のずれを補正することが難しくなる。逆に上限を超えると、光路を折り曲げるための反射部材Ｐが大型化してしまって好ましくない。
さらに望ましくは、以下の条件式（２ａ）の範囲とすることで、変倍時の像面位置のずれを良好に補正することができ、又光路折り曲げ用の反射部材Ｐが小さなズームレンズを実現することができる。
０．０９＜√（ｆｗ・ｆｔ）／｜ｆ３｜＜０．４０・・・（２ａ）
条件式（３）は第３レンズ群Ｌ３の望遠端における像面敏感度範囲を表している。条件式（３）の下限を超えると変倍時に第３レンズ群Ｌ３の移動量が大きくなるか、第１レンズ群Ｌ１のストロークが大きくなってしまう。逆に上限を超えると、光路を折り曲げるための反射部材Ｐが大型化してしまうので良くない。
さらに望ましくは、以下の条件式（３ａ）の範囲とすることで、変倍時の像面位置のずれを良好に補正することができ、光路折り曲げ用の反射部材Ｐが小さなズームレンズを実現することが容易となる。
０．３５＜（１−β３ｔ２）・βｒｔ２＜１．７５・・・（３ａ）
条件式（４）は第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離の比を規定したものである。条件式（４）の下限を超えると第３レンズ群Ｌ３の屈折力が小さくなって、第４レンズ群Ｌ４の変倍に伴う像面位置のずれを補正することが難しくなる。逆に上限を超えると、光路を折り曲げるための反射部材Ｐが大型化してしまって好ましくない。
さらに望ましくは、以下の条件式（４ａ）の範囲とすることで、変倍時の像面位置のずれを良好に補正することができ、光路折り曲げ用の反射部材Ｐが小さなズームレンズを実現するのが容易となる。
０．０５＜ｆ２／ｆ３＜０．３０・・・（４ａ）
条件式（５）は第１レンズ群Ｌ１を構成する正レンズ材料のうち最大の屈折率を規定したものである。条件式（５）の下限を超えると諸収差の補正が困難となり、又第１レンズ群Ｌ１の厚みが大きくなってくる。また上限を超えるような材料を使用すると、色収差の補正が難しくなる。
さらに望ましくは、以下の条件式（５ａ）の範囲とすることで、第１レンズ群Ｌ１の厚みを薄くできるズームレンズを実現するのが容易となる。
１．６９５＜Ｎ１ｐ＜１．９０００・・・（５ａ）
条件式（６）は第２レンズ群Ｌ２内の負レンズのレンズ形状を規定したものである。条件式（６）の下限を超えると歪曲収差が大きくなるため好ましくない。また逆に上限を超えると像側の面の曲率半径ｒ２が小さいメニスカス形状となり負レンズを配置するのに要するスペースが大きくなってくるので良くない。
さらに望ましくは、以下の条件式（６ａ）の範囲とすることで、より全系をコンパクトにしつつ、負レンズを配置することができるズームレンズを実現するのが容易となる。
０．８＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜１．４・・・（６ａ）
条件式（７）は広角端において、第３レンズ群Ｌ３と開口絞りＳＰとの距離と、広角端における全系の焦点距離との比を規定したものである。条件式（７）の上限を超えると光路を折り曲げるための反射部材Ｐが大型化してしまう。
下限を超えると開口絞りＳＰの配置が難しくなってくる。さらに望ましくは、以下の条件式（７ａ）の範囲とすることで、光路を折り曲げるための反射部材Ｐを小さくできるズームレンズを実現するのが容易となる。
０＜Ｌｓ／ｆｗ＜５・・・（７ａ）
条件式（８）は、第１レンズ群Ｌ１のブロック厚（第１レンズ群Ｌ１の物体側の面から像側の面までの長さ）と広角端における全系の焦点距離との比を規定したものである。条件式（８）の下限を超えると第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が十分得られず所望のズーム比を稼ぐために第１レンズ群Ｌ１のズーミング時のストロークが大きくなってしまう。逆に上限を超えると、カメラに適用したときのカメラ厚みを薄く設計することが難しくなる。
さらに望ましくは、以下の条件式（８ａ）の範囲とすることで、カメラに適用したときのカメラ厚みをより小さくできるズームレンズを実現するのが容易となる。
０．９＜Ｌ１／ｆｗ＜１．４・・・（８ａ）
以上のように各実施例によれば、６倍を超えるような高倍率でありながら、特にカメラの厚みが薄くできるコンパクトなデジタルカメラに好適なズームレンズを実現することができる。
次に各実施例のズームレンズのレンズ構成について説明する。
実施例１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Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５から構成されている。
また第２レンズ群Ｌ２には物体からの光路を折り曲げるための反射部材Ｐが設けられている。反射部材Ｐを最も物体側の第１レンズ群に配置するタイプと比較して反射部材Ｐのサイズ（寸法）を小さく設定し、カメラに適用したときのカメラの厚みを薄くしている。
また広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動する。尚、この際、第１レンズ群Ｌ１が像側に凸状の軌跡を描きながら物体側へ移動しても良い。
また第４レンズ群Ｌ４が単調に物体側へ移動することにより変倍を行う。変倍に伴う像面位置のずれを補正するために第３レンズ群Ｌ３と第５レンズ群Ｌ５が非直線的に移動する。
本実施例ではズーミングに第３レンズ群Ｌ３および第５レンズ群Ｌ５ともに像側に凸状の軌跡を描いて移動する。これによってズーミング時、第４レンズ群Ｌ４で大きく変倍比を稼ぐことができ、第１レンズ群Ｌ１が物体側へ大きく移動することなく、ズーム比１０といった高ズーム比（高倍率）のズームレンズを実現している。撮影距離が変化したときのフォーカシングについては、第５レンズ群Ｌ５にて行なっている。
無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には、第５レンズ群Ｌ５を前方に繰り出すことで行っている。
カメラの厚みに関係する第１レンズ群Ｌ１は物体側の面が凸のメニスカス形状の負レンズと物体側の面が凸形状の正レンズの２枚で構成している。このうち、正レンズの厚みを極力小さくするために屈折率Nd=1.79（商品名s-lah64:（株）オハラ製）といった高屈折率材を使用している。
さらには、第１レンズ群Ｌ１のズーミング時のストロークを減じるために第４レンズ群Ｌ４から像側の第５レンズ群Ｌ５での変倍分担比（条件式（１））を1.67と大きく設定している。これによりカメラに適用したときのカメラ厚を薄くしつつ高ズーム比のズームレンズを実現している。
第３レンズ群Ｌ３は負レンズと正レンズより構成している。第４レンズ群Ｌ４は正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズより構成している。第５レンズ群Ｌ５は単一の正レンズより構成している。
実施例２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Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５から構成されている。
また第２レンズ群Ｌ２には物体側からの光路を折り曲げるための反射部材Ｐが設けられている。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と第４レンズ群Ｌ４は単調に物体側へ移動している。
変倍に伴う像面位置のずれを補正するために第３レンズ群Ｌ３と第５レンズ群Ｌ５を実施例１と同様に移動させており、これによる効果は実施例１と同様である。
カメラの厚みに関係する第１レンズ群Ｌ１は負レンズと正レンズより構成している。このうち正レンズの厚みを極力小さくするために屈折率Nd=1.83（商品名s-lah55:（株）オハラ製）といった高屈折率材を使用している。
本実施例でも実施例１と同様第１レンズ群Ｌ１のズーミング時のストロークを減じるために第４レンズ群Ｌ４から像側の第５レンズ群Ｌ５での変倍分担比（条件式（１））を1.63と大きく設定している。これによりカメラに適用したときのカメラ厚を薄くいつつ高ズーム比のズームレンズを実現している。撮影距離が変化したときのフォーカシングについては実施例１と同様に第５レンズ群Ｌ５にて行なっている。
第３、第４、第５レンズ群の構成は実施例１と同様である。
実施例３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Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５から構成されている。
また第２レンズ群Ｌ２には物体側からの光路を折り曲げるための反射部材Ｐが設けられている。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と第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動している。
変倍に伴う像面位置のずれを補正するために第３レンズ群Ｌ３と第５レンズ群Ｌ５を移動させており、これによる効果は実施例１と同様である。
本実施例でも第１レンズ群Ｌ１のズーミング時のストロークを減じるために第４レンズ群Ｌ４から像側の第５レンズ群Ｌ５での変倍分担比（条件式（１））を1.27と大きく設定している。これによりカメラに適用したときのカメラ厚を薄くしつつ高ズーム比のズームレンズを実現している。撮影距離が変化したときのフォーカシングについては実施例１と同様に第５レンズ群Ｌ５にて行なっている。
第３、第４、第５レンズ群の構成は実施例１と同じである。
実施例４は、物体側より像側へ順に、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、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５、正の屈折力の第６レンズ群Ｌ６から構成されている。
また第２レンズ群Ｌ２には物体側からの光路を折り曲げるための反射部材Ｐが設けられている。また広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群Ｌ１と第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動している。
変倍に伴う像面位置のずれを補正するために、第３、第５、第６レンズ群Ｌ３、Ｌ５、Ｌ６を移動させており、これによる効果は実施例１と同様である。
本実施例でも第１レンズ群Ｌ１のズーミング時のストロークを減じるために第４レンズ群から像側の第６レンズ群Ｌ６での変倍分担比（条件式（１））を1.81と大きく設定している。これによりカメラに適用したときのカメラ厚を薄くしつつ、高ズーム比のズームレンズを実現している。撮影距離が変化したときのフォーカシングについては、第６レンズ群Ｌ６にて行なっている。
無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合は、第６レンズ群Ｌ６を前方へ繰り出すことで行っている。第３レンズ群Ｌ３は負レンズと正レンズより構成している。第４レンズ群Ｌ４は正レンズ、正レンズ、負レンズより構成している。第５、第６レンズ群Ｌ５、Ｌ６はいずれも単一の正レンズより構成している。
また各実施例のズームレンズは、ズーミング時のＦ値（Ｆナンバー）の変動を低減するために開口絞りの開口径の制御を行なっても良い。また受光面上に形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置と組み合わせた場合にズームレンズの歪曲収差量が大きいときには、電気的に歪曲収差を補正するようにしても良い。
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルカメラ（光学機器）の実施形態を図１４を用いて説明する。
図１４において、２０はデジタルカメラ本体、２１は上述の実施例のズームレンズによって構成された撮影光学系である。Ｐはプリズムである。撮影光学系２１を経た被写体像（撮影光）をＣＣＤ等の撮像素子上（光電変換素子上）２２に導いている。２３は撮像素子２２が受光した被写体像を記録する記録手段、２４は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダーである。上記表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子２２上に形成された被写体像が表示される。
このように本発明のズームレンズをデジタルカメラ等の光学機器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、本発明の各実施例に対応する数値実施例を示す。
数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、Ｒｉはレンズ面の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間のレンズ肉厚および空気間隔、Ｎｉ、νｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を表す。
また、最も像側の４つの面はガラスブロックや色合成プリズムなどに相当する平面である。また、ｋ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは非球面係数である。
非球面形状は光軸からの高さｈ の位置での光軸方向の変位を、面頂点を基準にしてｘとするとき以下の式で定義される。
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）2｝1/2］
＋Aｈ4＋Bｈ6＋Cｈ8＋Dｈ１０＋Eｈ1２
但し、ここでＲは曲率半径である。又、前述の各条件式と各実施例との関係を表−１に示す。

数値実施例１
f: 5.9mm〜56.6mm FNO: 2.86〜5.88 ω:31.68°〜3.68°
R D N ν
1 24.736 1.20 1.847 23.8
2 14.468 0.85 1.633 23.0
3 16.261 4.41 1.788 47.4
4 195.028 ( 可変 )
5 1941.150 0.95 1.883 40.8
6 9.090 3.00
7 inf. 11.50 2.003 28.3
8 inf. ( 可変 )
9 ( 非球面 ) 1.35 1.689 31.1
10 ( 非球面 ) 0.87
11 20.788 1.84 1.923 18.9
12 -223.767 ( 可変 )
13 ( 非球面 ) 2.99 1.487 70.2
14 ( 非球面 ) 0.10
15 6.465 3.59 1.487 70.2
16 13.457 0.60 2.003 28.3
17 5.336 0.61
18 16.116 1.12 1.487 70.2
19 31.696 ( 可変 )
20 ( 非球面 ) 2.01 1.487 70.2
21 -19.355 ( 可変 )
22 inf. 0.60 1.516 64.1
23 inf. 0.90
24 inf. 0.40 1.516 64.1
25 inf.

間隔データ
W T
d 4 0.89 14.94
d 8 0.94 0.94
d12 27.92 2.41
d19 4.49 34.73
d21 6.31 1.48

非球面データ

9 1/R=-1.966e-002 k=-5.528e+001 A= 1.008e-004 B= 2.274e-006
C=-5.971e-008 D= 1.100e-009 E= 0.000e+000
10 1/R= 6.269e-002 k= 7.197e-001 A= 3.530e-005 B= 7.190e-007
C=-4.383e-008 D= 1.009e-009 E= 0.000e+000
13 1/R= 8.458e-002 k= 1.490e+000 A=-2.546e-004 B=-1.667e-006
C=-7.412e-008 D= 0.000e+000 E= 0.000e+000
14 1/R=-4.272e-002 k=-4.447e-001 A= 3.472e-006 B=-7.569e-007
C=-3.228e-008 D= 0.000e+000 E= 0.000e+000
20 1/R= 3.846e-002 k= 1.048e+000 A=-4.988e-005 B=-2.059e-006
C=1.650e-007 D=-3.617e-009 E= 0.000e+000

数値実施例２
f: 6.0mm〜58.0mm FNO: 2.86〜5.88 ω:31.08°〜3.59°
R D N ν
1 26.981 1.20 1.847 23.8
2 13.994 0.85 1.633 23.0
3 15.658 4.60 1.835 42.7
4 358.862 ( 可変 )
5 -159.873 0.95 1.883 40.8
6 9.909 2.76
7 inf. 11.50 2.003 28.3
8 inf. ( 可変 )
9 ( 非球面 ) 1.35 1.689 31.1
10 ( 非球面 ) 1.03
11 22.006 1.85 1.923 18.9
12 -166.382 ( 可変 )
13 ( 非球面 ) 2.41 1.487 70.2
14 ( 非球面 ) 0.10
15 6.707 4.03 1.487 70.2
16 16.157 0.60 2.003 28.3
17 5.547 0.76
18 105.785 1.29 1.487 70.2
19 -63.687 ( 可変 )
20 ( 非球面 ) 2.33 1.487 70.2
21 ( 非球面 )( 可変 )
22 inf. 0.60 1.516 64.1
23 inf. 0.80
24 inf. 0.40 1.516 64.1
25 inf.

間隔データ
W T
d 4 1.01 14.01
d 8 0.94 0.94
d12 28.47 2.41
d19 4.50 35.00
d21 6.10 1.52

非球面データ

9 1/R=-2.001e-002 k=-6.781e+001 A= 1.055e-004 B= 1.266e-006
C=-5.605e-008 D= 1.241e-009 E= 0.000e+000
10 1/R= 6.218e-002 k= 9.316e-001 A= 4.714e-005 B=-5.188e-007
C=-3.884e-008 D= 1.207e-009 E= 0.000e+000
13 1/R=8.271e-002 k= 1.428e+000 A=-2.303e-004 B=-1.645e-006
C=-4.913e-008 D= 0.000e+000 E= 0.000e+000
14 1/R=-4.334e-002 k=-1.077e+000 A= 9.826e-006 B=-8.672e-007
C=-1.478e-008 D= 0.000e+000 E= 0.000e+000
20 1/R= 4.447e-002 k= 2.567e+000 A= 2.277e-005 B=-1.548e-005
C= 1.133e-006 D=-2.636e-008 E= 0.000e+000
21 1/R=-5.593e-002 k=-3.884e+000 A= 3.138e-005 B=-1.273e-005
C= 9.820e-007 D=-2.385e-008 E= 0.000e+000

数値実施例３
f: 5.8mm〜56.0mm FNO: 2.86〜5.88 ω:31.99°〜3.72°
R D N ν
1 27.990 1.20 1.847 23.8
2 15.837 0.85 1.633 23.0
3 18.041 4.26 1.788 47.4
4 231.033 ( 可変 )
5 77.135 0.95 1.883 40.8
6 9.042 3.12
7 inf. 11.50 2.003 28.3
8 inf. ( 可変 )
9 ( 非球面 ) 1.35 1.519 61.8
10 14.923 0.41
11 17.179 1.48 1.923 18.9
12 57.741 ( 可変 )
13 ( 非球面 ) 2.09 1.487 70.2
14 -26.251 0.10
15 5.976 3.17 1.487 70.2
16 12.524 0.60 2.003 28.3
17 5.090 2.35
18 12.521 1.26 1.487 70.2
19 99.032 ( 可変 )
20 ( 非球面 ) 2.08 1.487 70.2
21 -25.000 ( 可変 )
22 inf. 0.60 1.516 64.1
23 inf. 0.90
24 inf. 0.40 1.516 64.1
25 inf.

間隔データ
W T
d 4 0.65 19.25
d 8 3.47 0.94
d12 21.51 2.41
d19 4.60 30.50
d21 5.82 1.50

非球面データ

9 1/R=-4.010e-002 k=-5.546e+000 A=2.572e-005 B= 1.584e-006
C=-6.156e-008 D= 9.277e-010 E=0.000e+000
13 1/R=8.978e-002 k= 1.482e+000 A=-2.954e-004 B=-1.968e-006
C=-5.262e-008 D= 0.000e+000 E=0.000e+000
20 1/R=3.030e-002 k= 2.719e+000 A=-4.435e-005 B= 2.324e-006
C=-5.389e-008 D= 3.341e-010 E=0.000e+000

数値実施例４
f: 5.7mm〜54.9mm FNO: 2.86〜5.88 ω:32.46°〜3.80°
R D N ν
1 27.780 1.20 1.847 23.8
2 15.601 0.85 1.633 23.0
3 17.402 4.78 1.788 47.4
4 455.743 ( 可変 )
5 83.268 0.95 1.883 40.8
6 8.327 3.31
7 inf. 11.50 2.003 28.3
8 inf. ( 可変 )
9 ( 非球面 ) 1.35 1.519 61.8
10 ( 非球面 ) 0.10
11 17.547 1.73 1.923 18.9
12 56.518 ( 可変 )
13 ( 非球面 ) 2.32 1.487 70.2
14 -21.072 0.22
15 6.001 3.25 1.487 70.2
16 12.036 0.60 2.003 28.3
17 5.053 ( 可変 )
18 11.713 1.23 1.487 70.2
19 32.283 ( 可変 )
20 ( 非球面 ) 2.10 1.487 70.2
21 -39.076 ( 可変 )
22 inf. 0.60 1.516 64.1
23 inf. 0.90
24 inf. 0.40 1.516 64.1
25 inf.

間隔データ
W T
d 4 0.65 15.72
d 8 0.94 0.94
d12 26.51 2.41
d17 3.26 1.55
d19 4.67 33.59
d21 4.65 1.50

非球面データ

9 1/R=-3.591e-002 k=-5.446e+000 A= 2.543e-005 B= 1.158e-006
C=-2.428e-009 D=-5.332e-012 E= 0.000e+000
10 1/R= 5.617e-002 k=1.249e-001 A= 1.292e-006 B= 5.927e-007
C= 2.841e-009 D=-1.130e-010 E= 0.000e+000
13 1/R= 8.422e-002 k=1.487e+000 A=-2.772e-004 B=-1.367e-006
C=-3.620e-008 D=0.000e+000 E= 0.000e+000
20 1/R=4.334e-002 k=4.548e+000 A=-3.973e-005 B= 4.508e-006
C=-3.333e-007 D=7.606e-009 E= 0.000e+000
本発明の実施例１の広角端におけるレンズ断面図 本発明の実施例１の広角端における収差図 本発明の実施例１の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 本発明の実施例２の広角端における収差図 本発明の実施例２の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 本発明の実施例３の広角端における収差図 本発明の実施例３の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 本発明の実施例４の広角端における収差図 本発明の実施例４の望遠端における収差図 本発明を折り曲げ光学系に適用した概略構成図 本発明の撮像装置の要部概略図
符号の説明
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
Ｌ６ 第６レンズ群
ＩＰ 像面
ＳＰ 開口絞り
ＧＢ 硝子ブロック
ＬＲ 後続レンズ群
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面

Claims (14)

  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、負の屈折力の第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、正の屈折力の第６レンズ群からなり、前記第２レンズ群は光路を屈曲させる反射部材を含み、ズーミングに際して、前記第２レンズ群は不動であり、隣り合う各レンズ群の間隔が変化することを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記正の屈折力の第４レンズ群、前記正の屈折力の第５レンズ群、前記正の屈折力の第６レンズ群からなるレンズ群の変倍比をＺｒ、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合計の変倍比をＺｆとするとき、
    ０．７５＜Ｚｒ／Ｚｆ＜３．００
    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３レンズ群の望遠端における横倍率をβ３ｔ、前記正の屈折力の第４レンズ群、前記正の屈折力の第５レンズ群、前記正の屈折力の第６レンズ群からなるレンズ群の望遠端における横倍率をβｒｔとするとき、
    ０．３＜（１−β３ｔ２）・βｒｔ２＜２．０
    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に記載のズームレンズ。
  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、負の屈折力の第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レンズ群からなり、
    前記第２レンズ群は光路を屈曲させる反射部材を含み、ズーミングに際して、前記第２レンズ群は不動であり、隣り合う各レンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、前記正の屈折力の第４レンズ群、前記正の屈折力の第５レンズ群からなるレンズ群の変倍比をＺｒ、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合計の変倍比をＺｆとするとき、
    １．１＜Ｚｒ／Ｚｆ＜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。
  5. 前記第３レンズ群の望遠端における横倍率をβ３ｔ、前記正の屈折力の第４レンズ群、前記正の屈折力の第５レンズ群からなるレンズ群の望遠端における横倍率をβｒｔとするとき、
    ０．３＜（１−β３ｔ ２ ）・βｒｔ ２ ＜２．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。
  6. 前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端および望遠端における全系の焦点距離をそれぞれｆｗ、ｆｔとするとき、
    ０．０５＜√（ｆｗ・ｆｔ）／｜ｆ３｜＜０．７０
    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. 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の焦点距離を各々ｆ２、ｆ３とするとき、
    ０．００７＜ｆ２／ｆ３＜０．９００
    なる条件式を満足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. 前記第１レンズ群は１以上の正レンズを有し、該正レンズの材料の屈折率のうち最大の屈折率をＮ１ｐとするとき、
    １．６１＜Ｎ１ｐ＜１．９０
    なる条件式を満足す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。
  9. 前記第２レンズ群は負レンズを有し、該負レンズの物体側と像側の面の曲率半径を各々ｒ１、ｒ２とするとき、
    ０．５＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜１．５
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  10. 広角端において、前記第３レンズ群の最も像側の面頂点から前記開口絞りまでの距離をＬｓ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
    ０＜Ｌｓ／ｆｗ＜７
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  11. ズーミングに際して、前記第２レンズ群以外の全てのレンズ群が移動することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  12. 広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の最も物体側の面と最も像側の面の間隔をＬ１とするとき、
    ０＜Ｌ１／ｆｗ＜２
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  13. 前記第２レンズ群は、物体側より像側へ順に、像側の面が凹形状の負レンズ、反射部材より成ることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  14. 請求項１から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た像を受光する固体撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
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