JP5078735B2 - ズームレンズ及びそれを有するカメラ - Google Patents

Description

本発明はズームレンズに関する。本発明のズームレンズは、例えば、デジタルスチルカメラ等の撮影光学系に好適である。

最近、固体撮像素子を用いた撮像装置（デジタルスチルカメラ）の高機能化にともない、それに用いる撮影光学系には高ズーム比でコンパクトなズームレンズが求められている。

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ための１つの方式として、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してカメラ筐体内に収納する、所謂沈胴式のズームレンズが広く用いられている。

また、別の方式として、特許文献１，２には、反射面を含んだプリズム等で撮影光学系の光路を９０°折り曲げてカメラの厚みを薄くした、所謂屈曲式のズームレンズが開示されている。

更に、両方式を複合した方式として、特許文献３には、プリズム等の反射ユニットが移動することによって生じた空間に、反射ユニットの物体側に位置するレンズ群を沈胴収納する方式が開示されている。以下、この方式を「屈曲沈胴式」と称する。
特開２０００−１８７１６０号公報 特開２００４−１０２０９０号公報 特開２００６−２５９６８５号公報

屈曲沈胴式は、カメラの薄型化と高ズーム比化を高いレベルで両立可能な方式ではあるが、反射ユニットを退避させつつ、反射ユニットの物体側に位置するレンズ群を移動させるため、その機構を考慮した光学系にする必要がある。ところが、特許文献３のように、ズーミングに際して第１レンズ群を大きく移動させる光学系は機構上不利であり、カメラの薄型化と高ズーム比化を両立させるための現実的な構成ではない。

具体的に説明する。反射ユニットを退避させつつ、反射ユニットの物体側に位置するレンズ群を沈胴させるためには、反射ユニットの物体側に位置するレンズ群を移動させるためのカム筒に、反射ユニット退避用の大きな切欠を設けなければならない。この切欠によって、カム筒の回転角度が十分に確保できなくなる。この結果、第１レンズ群の可動範囲としては、撮影状態から収納状態への移動程度が精一杯となる。特許文献３に開示されたように、第１レンズ群をズーミングに際して移動させるためには、大きさ（薄さ）、ズーム比、結像性能などのいずれかの仕様を妥協せざるを得ない。

本発明は、高いズーム比と薄型化の両立が図れる屈曲沈胴式を採用しつつ、無理のない機構で沈胴が可能なズームレンズの提供を目的とする。

本発明は、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、光路を折り曲げるための反射面を含んだ反射ユニット、複数のレンズ群を含み全体として正の屈折力の後続レンズ成分で構成され、反射ユニットが移動することによって生じた空間を利用して、第１レンズ群及び第２レンズ群を沈胴するズームレンズであって、ズーミングに際し、第２レンズ群及び後続レンズ成分中の複数のレンズ群が移動すると共に、ズーミングのためには第１レンズ群及び反射ユニットは不動であり、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端及び望遠端での全系の焦点距離をそれぞれｆｗ、ｆｔ、第２レンズ群に含まれる負レンズのうち、最大の屈折力を有する負レンズを構成する材料のｄ線に対する屈折率をＮ２ｍａｘとするとき、
１．５＜｜√（ｆｗ・ｆｔ）／ｆ２｜＜５．０
１．８６０≦Ｎ２ｍａｘ＜２．４
なる条件を満足することを特徴としている。

本発明によれば、屈曲沈胴方式を採用しつつ、無理のない機構で沈胴が可能となる。

以下、図面を用いて本発明のズームレンズの実施例について説明する。初めに本発明のズームレンズの概略について説明する。

図１１は、本発明のズームレンズを有するデジタルスチルカメラの概略構成図である。図１１（ａ）は撮影状態であり、図１１（ｂ）は収納状態を表している。

図１１において、Ｌ１は、正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群である。ＰＲは光路を折り曲げるための反射面を含んだ反射ユニットとしてのプリズムである。ＬＲは、ズーミングに際して互いの間隔が変化する複数のレンズ群を含んだ後続レンズ成分である。後続レンズ成分ＬＲは、全体として正の屈折力である。ＩＳは、ズームレンズによって形成された像を受光する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。

撮影状態（図１１（ａ））から収納状態（図１１（ｂ））へ移る際は、プリズムＰＲが移動すると共に、プリズムＰＲが移動することによって生じた空間に第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群が沈胴する。このような屈曲沈胴式のズームレンズを採用することによって、カメラの薄型化を実現している。

また、第１レンズ群Ｌ１及びプリズムＰＲは、ズーミングにためには移動させないが、ズーミングに際して、第２レンズ群Ｌ２及び後続レンズ成分ＬＲ中の複数のレンズ群を移動させている。このような構成によれば、第２レンズ群Ｌ２及び後続レンズ成分ＬＲでズーム比を大きく稼ぐことができるため、第１レンズ群Ｌ１を不動としても、高ズーム比化を達成することができる。

前述したように、プリズムＰＲを退避させつつ、第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２を沈胴させるためには、カム筒にプリズムＰＲ退避用の大きな切欠（開口）が必要になる。このため、第１レンズ群Ｌ１をズーミングに際して移動させるためのカム溝をカム筒に設けることが困難となる。そこで、本発明では、第１レンズ群Ｌ１を不動とする代わりに、第２レンズ群Ｌ２をズーミングに際して移動させている。第２レンズ群Ｌ２は、第１レンズ群Ｌ１に比して小型軽量なレンズ群であるため、ステッピングモータ等の小型の駆動源と送りネジとによる駆動機構を第２レンズ群Ｌ２の周囲に配置できる。このため、カム筒による駆動機構を採用せずとも、第２レンズ群Ｌ２の移動が可能となる。このような構成により、無理のない機構での屈曲沈胴式のズームレンズを実現している。

次に本発明のズームレンズにおける好ましい条件について説明する。

本発明のズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、広角端及び望遠端の焦点距離をそれぞれｆｗ，ｆｔとするとき、
１．５＜｜√（ｆｗ・ｆｔ）／ｆ２｜＜５．０ ・・・（１）
なる条件を満足することが好ましい。

条件式（１）は、第２レンズ群Ｌ２の屈折力を規定するものであり、カメラの薄型化を図る上で好ましい条件である。条件式（１）の下限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が小さくなり過ぎ、所望のズーム比を確保するために第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなる。この結果、カメラの薄型化に不利となる。逆に、条件式（１）の上限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強くなり過ぎ、第２レンズ群Ｌ２に含まれる負レンズのコバ厚が増大することになる。この結果、薄型化に不利となる。

望ましくは、以下の条件式（１ａ）を満足するよう構成すると良い。条件式（１ａ）を満足することで、特に第２レンズ群Ｌ２の厚みを薄く設計することができる。
１．６＜｜√（ｆｗ・ｆｔ）／ｆ２｜＜３．５ ・・・（１ａ）
また、本発明のズームレンズにおいて、後続レンズ成分ＬＲの変倍比をＺｒ、全系の変倍比をＺとするとき、
０．２＜Ｚｒ／Ｚ＜０．８ ・・・（２）
なる条件を満足することが好ましい。ここで、後続レンズ成分ＬＲの変倍比Ｚｒとは、後続レンズ成分の広角端での焦点距離に対する望遠端での焦点距離の比である。全系の変倍比Ｚとは、全系の広角端での焦点距離に対する望遠端での焦点距離の比であり、ズーム比と同じである。

条件式（２）は、後続レンズ成分ＬＲの変倍分担を規定したものであって、第２レンズ群Ｌ２の屈折力を極端に大きくせずとも、所望のズーム比を確保するための条件である。条件式（２）の下限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の変倍分担が大きくなるため、ズーミングの際の第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなるか、第２レンズ群厚みが大きくなることになる。この結果、カメラの薄型化に不利である。逆に、条件式（２）の上限を超えると、後続レンズ成分ＬＲの変倍分担が大きくなり過ぎ、ズーミングの際の球面収差などの収差変動が大きくなる。

望ましくは、以下の条件式（２ａ）を満足するよう構成すると良い。条件式（２ａ）を満足することで、更に、ズーミングの際の収差変動が少なく、薄型でコンパクトなズームレンズを実現できる。
０．２＜Ｚｒ／Ｚ＜０．５ ・・・（２ａ）
また、本発明のズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｌ２に含まれる負レンズのうち、最大の屈折力を有する負レンズを構成する材料のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率をＮ２ｍａｘとするとき、
１．８４＜Ｎ２ｍａｘ＜２．４ ・・・（３）
なる条件を満足することが好ましい。

条件式（３）は、第２レンズ群Ｌ２に含まれる負レンズの屈折率を規定したものであり、薄型化と倍率色収差の補正を両立する上で好ましい条件である。条件式（３）の下限を超えると、負レンズの屈折率が小さすぎるため、所望の屈折力を得るためには負レンズのコバ厚が大きくなる。この結果、薄型化には不利となる。逆に、条件式（３）の上限を超えるような硝材は、一般に高分散特性を有しているため、広角端などの倍率色収差を良好に補正するためには好ましくない。

望ましくは、以下の条件式（３ａ）を満足するような材料を選択すると良い。条件式（３ａ）を満足することで、更に色にじみが少ない薄型レンズが実現できる。
１．８４＜Ｎ２ｍａｘ＜２．３ ・・・（３ａ）
また、本発明のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とするとき、
０．４＜√（ｆｗ・ｆｔ）／ｆ１＜１．２ ・・・（４）
なる条件を満足することが好ましい。

条件式（４）は、カメラの薄型化を図る上で好ましい第１レンズ群Ｌ１の屈折力を規定するものである。条件式（４）の下限を超えて第１レンズ群Ｌ１の屈折力を小さくすると、所望のズーム比を確保するために第２レンズ群Ｌ２のズーミングの際の移動量を大きくしなければならない。この結果、カメラの薄型化に不利となる。逆に条件式（４）の上限を超えると、所望の屈折力を得るために、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズの中心肉厚を大きくせねばならない。この結果、薄型化に不利となる。

望ましくは、以下の条件式（４ａ）を満足するよう第１レンズ群Ｌ１を構成すると良い。条件式（４ａ）を満足することで、更に第１レンズ群Ｌ１の厚みを薄く設計することができる。
０．４＜√（ｆｗ・ｆｔ）／ｆ１＜１．０ ・・・（４ａ）
また、本発明のズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｌ２が有する正レンズが１つのみであるときは、その正レンズを構成する材料のｄ線に対する屈折率をＮ２ｐ、アッベ数をν２ｐとするとき、
１．８４＜Ｎ２ｐ ・・・（５）
５＜ν２ｐ＜２４ ・・・（６）
なる条件を満足することが好ましい。

条件式（５），（６）は、第２レンズ群Ｌ２に含まれる唯一の正レンズの屈折率及びアッベ数を規定したものであって、薄型化と倍率色収差の補正の両立を図る上で好ましい条件である。

条件式（５）の下限を超えると、所望の屈折力を確保するために正レンズの中心肉厚を大きくせねばならない。この結果、薄型化には不利となる。

条件式（６）の下限を超えると、広角域の倍率色収差の補正が困難となる。逆に条件式（６）の上限を超える硝材を正レンズに採用すると、第２レンズ群Ｌ２中の負レンズの硝材に低屈折率の硝材を選択しなければならず、薄型化に不利となる。

望ましくは、以下の条件式（５ａ），（６ａ）を満足する材料を選定すると良い。条件式（５ａ），（６ａ）を満足する材料を第２レンズ群Ｌ２中の正レンズに採用することで、更に、色にじみが少なく、第２レンズ群Ｌ２の薄型化が図れる。
１．８４＜Ｎ２ｐ＜２．３０ ・・・（５ａ）
１３＜ν２ｐ＜２２ ・・・（６ａ）
また、本発明のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２の光軸上の厚さをそれぞれＴ１，Ｔ２とするとき、
０．４＜（Ｔ１＋Ｔ２）／√（ｆｗ・ｆｔ）＜１．３ ・・・（７）
なる条件を満足することが好ましい。ここで、「レンズ群の光軸上の厚さ」とは、そのレンズ群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の間隔である。

条件式（７）は、カメラの薄型化と光学性能を良好にバランスさせる上で好ましい条件である。条件式（７）の下限を超えて第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との厚さの和が小さくなると、構成枚数、屈折力配置に無理が生じる。この結果、要求される諸収差性能を確保することが難しくなる。逆に条件式（７）の上限を超えると、カメラの薄型化が困難となる。

望ましくは、以下の条件式（７ａ）を満足するよう構成すると良い。条件式（７ａ）を満足することで、更に良好な諸収差性能が確保でき、薄型のズームレンズを実現ができる。
０．７＜（Ｔ１＋Ｔ２）／√（ｆｗ・ｆｔ）＜１．１ ・・・（７ａ）
また、本発明のズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｌ２に少なくとも１面の非球面を設けることが好ましい。これにより、屈折力が大きいレンズ形状による収差発生を低減することができ、レンズ構成枚数を削減することができる。この結果、カメラの薄型化に有効である。

また、本発明のズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１及びプリズムＰＲ以外の全てのレンズ群を移動させることが好ましい。これによりコンパクトな構成で、高いズーム比を実現できる。

更に撮影状態から収納状態に移行する際、プリズムＰＲが、第１レンズ群Ｌ１の光軸に沿った方向に移動して退避すると、カメラの厚みが増大することになる。このため、プリズムＰＲは、第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２の光軸に対して垂直な方向（後続レンズ成分ＬＲの光軸に沿った方向）に移動させることが好ましい。特に、プリズムＰＲが像側に移動することが可能であれば、カメラ幅又は高さ方向の空間を有効に利用することができるため、カメラサイズをよりコンパクトに設計することができる。

但し、後続レンズ成分ＬＲを構成する各レンズ群のズーミングの際の移動量が短い等の理由により、プリズムＰＲが退避するための空間が像側に確保できないことがある。その場合は、後続レンズ成分ＬＲの光軸に沿った方向であって、像側に対して反対方向に移動させても良い。更に、折り曲げ前後の光軸を含む平面（図１１における紙面）に対して垂直方向又は斜め方向に移動させても良い。

次に図面を用いて本発明のズームレンズの実施例を具体的に説明する。

図１は実施例１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２（ａ），（ｂ）はそれぞれ、実施例１のズームレンズの広角端、望遠端における縦収差図である。

図３は実施例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）はそれぞれ、実施例２のズームレンズの広角端、望遠端における縦収差図である。

図５は実施例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）はそれぞれ、実施例３のズームレンズの広角端、望遠端における縦収差図である。

図７は実施例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）はそれぞれ、実施例４のズームレンズの広角端、望遠端における縦収差図である。

図９は実施例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）はそれぞれ、実施例５のズームレンズの広角端、望遠端における縦収差図である。

実施例１〜５は、それぞれ後述する数値実施例１〜５に対応する。

図１，３，５，７，９に示した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レンズ群である。ＰＲは光路を折り曲げる反射ユニットとしてのプリズムである。ＬＲは複数のレンズ群で構成された後続レンズ成分である。Ｌ３は正の屈折力の第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。後続レンズ成分ＬＲは、実施例１，３（図１，５）では、第３レンズ群Ｌ３〜第５レンズ群Ｌ５で構成され、実施例２，４，５（図３，７，９）では、第３レンズ群Ｌ３及び第４レンズ群Ｌ４で構成されている。

各レンズ断面図における「Ｌ１（正）」等の（正）又は（負）は、そのレンズ群の屈折力の符号を表す。レンズ断面図において、左側が物体側（前方）、右側が像側（後方）であり、物体側から像側へ順に、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、プリズムＰＲ、後続レンズ成分ＬＲが配置されている。

ＳＰは開口絞りである。ＧＢは光学フィルターや撮像素子のフェースプレート等を想定して設計上設けられたガラスブロックであり、複数の平行平板により構成されている。ＩＰは像面である。本実施例のズームレンズをデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する場合、像面ＩＰは、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する場合、像面ＩＰはフィルム面に相当する。

図２，４，６，８，１０に示した収差図では、各実施例のズームレンズの球面収差、非点収差、歪曲を示している。球面収差を表す図において、縦軸はＦナンバー（Ｆｎｏ）である。実線ｄはｄ線、破線ｇはｇ線を表す。非点収差、歪曲を表す図における縦軸は、半画角（ω）である。非点収差を表す図における一点鎖線ΔＭはｄ線のメリジオナル像面、実線ΔＳはサジタル像面を表す。歪曲はｄ線によって表している。

レンズ断面図における矢印は、広角端から望遠端へズーミングする際の各レンズ群の移動軌跡（ズーム位置に対して各レンズ群の位置をプロットしたもの）を示している。

実施例１〜５のズームレンズにおいて、ズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１以外の全てのレンズ群が光軸に沿って移動している。第１レンズ群Ｌ１及びプリズムＰＲは、ズーミングのためには移動せず、不動である。このように第１レンズ群Ｌ１以外の全てのレンズ群をズーミングに際して移動させることにより、大型化を抑制しつつ、所望のズーム比を確保している。なお、広角端、望遠端とはズーミング用のレンズ群が機構上、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。

実施例１，３においては、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を像側へ、第３レンズ群Ｌ３を単調に物体側へ、加えて第５レンズ群Ｌ５を像側へ移動させることで変倍を行っている。変倍に伴う像面変動の補償は、第４レンズ群Ｌ４を像側に凸状の軌跡で物体側へ移動させることで行っている。これらの実施例では、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、そして第５レンズ群Ｌ５の３つのレンズ群の移動によって変倍比を稼いで、第１レンズ群Ｌ１を移動させることなく、１０倍といった高いズーム比のズームレンズを実現している。フォーカシングに関しては、第５レンズ群Ｌ５の移動にて行っている。

一方、実施例２，４，５においては、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第２レンズ群を像側へ、第３レンズ群を物体側へ移動させることで変倍を行っている。変倍に伴う像面変動の補償は、第４レンズ群Ｌ４を物体側に凸状の軌跡で移動させることで行っている。これらの実施例でも、第２レンズ群Ｌ２及び第３レンズ群Ｌ３の２つのレンズ群の移動によって変倍比を稼いで、第１レンズ群Ｌ１を移動させることなく、１０倍といった高いズーム比のズームレンズを実現している。フォーカシングに関しては、第４レンズ群Ｌ４の移動にて行っている。

なお、いずれの実施例も第２レンズ群Ｌ２は、広角端から望遠端へのズーミングに際し像側へ単調に移動しているが、像側に凸状の軌跡で像側へ移動させても良い。

いずれの実施例もカメラの厚みに影響する第２レンズ群Ｌ２のズーミングの際の移動量（ストローク）を減じるために、条件式（１）を満足するよう、第２レンズ群Ｌ２の屈折力を設定している。また、第２レンズ群Ｌ２の変倍分担を小さくするために、条件式（２）を満足するよう、後続レンズ成分ＬＲの変倍分担を適切に設定している。これらの相乗効果によって、第２レンズ群Ｌ２のズーミングの際の移動量を減じて、高いズーム比と薄型化の両立を実現している。

また、大きな屈折力を与えつつ薄型化を実現するため、第２レンズ群Ｌ２には、条件式（３）を満足する負レンズを設けている。また、良好な収差補正のため、いずれかの面に非球面を設けている。

また、カメラの薄型化を図るため、第１レンズ群Ｌ１の屈折力を条件式（４）を満足するよう設定している。

また、薄型化と倍率色収差の補正の両立を図るため、第２レンズ群Ｌ２には、条件式（５），（６）を満足する正レンズを設けている。

また、カメラの薄型化と光学性能を良好にバランスさせるため、条件式（７）を満足するよう、第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２の光軸上の厚さを適切に設定している。

実施例１〜５のズームレンズにおいて、ズーミングの際のＦナンバーの変動を低減するため、ズーム位置に応じた開口絞りの制御を行っても良い。また、デジタルスチルカメラの場合には、光学系の残存する歪曲を電気的に補正（画像処理での補正）を行っても良い。

次に、実施例１〜５に各々対応する数値実施例１〜５を示す。

各数値実施例において、ｒは各面の曲率半径（単位：ｍｍ）、ｄは隣接する面の間隔（単位：ｍｍ）である。ｎｄは部材のｄ線に対する屈折率である。νｄは以下の式で表されるｄ線を基準とした部材のアッベ数である。
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
Ｎｄ：ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
ＮＦ：Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）に対する屈折率
ＮＣ：Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）に対する屈折率
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＝（ｈ^２／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）^２｝^１／２］
＋Ａ４ｈ^４＋Ａ６ｈ^６＋Ａ８ｈ^８＋Ａ１０ｈ^１０
ここで、Ｋは円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０は各項の非球面係数である。Ｒは近軸曲率半径である。

前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。

（数値実施例１）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 26.260 1.20 1.84666 23.8 24.50
2 17.076 6.16 1.71300 53.9 21.97
3 -110.388 0.05 20.72
4* -129.136 (可変) 20.56
5 -241.176 0.80 1.88300 40.8 16.88
6 8.463 4.01 12.87
7* -27.740 1.00 1.77250 49.6 12.83
8* 33.741 0.10 13.10
9 18.823 2.16 1.92286 18.9 13.47
10 609.614 (可変) 13.35
11 ∞ 10.00 1.80610 33.3 10.33
12 ∞ (可変) 9.09
13(絞り) ∞ 0.10 7.89
14* 11.307 2.76 1.48749 70.2 8.02
15 -26.618 0.10 7.92
16 5.806 2.24 1.48749 70.2 7.50
17 8.344 0.60 2.00330 28.3 6.60
18 5.009 (可変) 6.01
19 12.483 2.11 1.48749 70.2 7.44
20 15.020 (可変) 7.32
21* 14.093 2.24 1.48749 70.2 9.62
22 147.405 (可変) 9.39
23 ∞ 0.60 1.51633 64.1 20.00
24 ∞ 0.80 20.00
25 ∞ 0.40 1.51633 64.1 20.00
26 ∞

非球面データ
第4面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.82697e-006 A 6=-1.32866e-008 A 8= 3.12115e-011 A10=-1.19317e-013

第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.62831e-005 A 6= 2.61047e-006 A 8=-4.58184e-008 A10= 3.33447e-010

第8面
K =-2.32869e+001 A 4= 8.79015e-006 A 6= 1.71875e-006 A 8=-3.59218e-008 A10= 1.97760e-010

第14面
K = 1.40846e+000 A 4=-2.62257e-004 A 6=-1.86738e-006 A 8=-4.60681e-008

第21面
K =-6.87614e-002 A 4=-2.36316e-005 A 6= 6.96931e-006 A 8=-3.51626e-007 A10= 6.56012e-009

各種データ
ズーム比 9.58
広角 中間 望遠
焦点距離 6.21 14.36 59.47
Fナンバー 2.99 4.00 5.90
画角 32.0 15.1 3.70
像高 3.95 3.88 3.88
レンズ全長 86.94 86.81 87.02
BF 0.01 0.01 0.01

d 4 0.53 6.06 13.49
d10 13.40 7.79 0.55
d12 19.88 12.13 0.55
d18 6.99 12.52 1.17
d20 4.92 9.03 31.59
d22 3.77 1.84 2.22

入射瞳位置 19.64 35.60 71.22
射出瞳位置 -37.93 -149.36 244.27
前側主点位置 24.83 48.58 145.18
後側主点位置 -6.19 -14.35 -59.46

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 33.76 7.41 0.65 -3.72
2 5 -9.09 8.07 0.35 -5.98
11 ∞ 10.00 2.77 -2.77
3 13 20.19 5.81 -5.48 -6.99
4 19 119.09 2.11 -5.49 -6.61
5 21 31.79 2.24 -0.16 -1.65
23 ∞ 1.80 0.73 -0.73

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -61.34
2 2 21.17
3 3 -1269.49
4 5 -9.25
5 7 -19.57
6 9 21.01
7 11 0.00
8 14 16.68
9 16 30.36
10 17 -13.73
11 19 119.09
12 21 31.79
13 23 0.00
14 25 0.00

（数値実施例２）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 34.609 1.20 1.84666 23.8 26.00
2 18.687 5.16 1.59240 68.3 23.30
3 3414.890 0.05 22.58
4 19.840 3.20 1.77250 49.6 20.37
5 101.248 (可変) 19.76
6 -243.064 0.70 1.88300 40.8 14.15
7 7.397 3.42 10.79
8* -17.791 0.70 1.77250 49.6 10.69
9 25.431 0.05 10.80
10 16.268 2.04 1.92286 18.9 11.00
11 -258.652 (可変) 10.87
12 ∞ 8.50 1.83400 37.2 8.19
13 ∞ (可変) 7.09
14(絞り) ∞ 0.00 7.24
15* 10.373 3.76 1.69350 53.2 7.51
16* -86.327 1.74 7.38
17 50.499 0.70 1.76182 26.5 7.16
18 9.010 0.52 7.00
19 31.821 1.77 1.61272 58.7 7.01
20 -35.124 (可変) 7.32
21* 16.819 2.56 1.69680 55.5 10.99
22 -32.496 0.60 1.84666 23.8 10.79
23 -725.734 (可変) 10.65
24 ∞ 0.31 1.54427 70.6 20.94
25 ∞ 0.50 1.49400 75.0 20.94
26 ∞ 0.40 20.94
27 ∞ 0.50 1.49831 65.1 20.94
28 ∞

非球面データ
第8面
K =-7.21881e-001 A 4= 1.01923e-005 A 6= 1.60897e-006 A 8=-6.61072e-008 A10= 1.24904e-009

第15面
K =-3.63771e-001 A 4=-5.74951e-005 A 6=-4.44172e-007 A 8=-1.35331e-008

第16面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.49402e-006 A 6=-4.40871e-007 A 8=-1.94332e-008

第21面
K = 3.68775e-001 A 4= 1.59968e-005 A 6=-1.20300e-007 A 8= 2.86299e-009 A10=-3.14804e-012

各種データ
ズーム比 9.54
広角 中間 望遠
焦点距離 6.90 21.71 65.89
Fナンバー 3.09 3.83 5.18
画角 29.3 10.1 3.40
像高 3.95 3.88 3.88
レンズ全長 83.21 83.15 83.25
BF 0.14 0.15 0.13

d 5 0.94 6.59 10.48
d11 9.73 4.08 0.30
d13 15.65 5.24 0.50
d20 11.29 19.16 30.98
d23 7.06 9.55 2.48

入射瞳位置 22.00 46.97 82.27
射出瞳位置 -58.47 -492.40 86.03
前側主点位置 28.09 67.72 198.70
後側主点位置 -6.76 -21.56 -65.75

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 24.25 9.61 2.50 -3.36
2 6 -7.20 6.91 0.54 -4.76
12 ∞ 8.50 2.32 -2.32
3 14 19.86 8.49 -1.61 -7.30
4 21 26.19 3.16 -0.13 -1.95
24 ∞ 1.71 0.63 -0.63

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -49.69
2 2 31.70
3 4 31.40
4 6 -8.12
5 8 -13.46
6 10 16.64
7 12 0.00
8 15 13.57
9 17 -14.50
10 19 27.52
11 21 16.25
12 22 -40.20
13 24 0.00
14 25 0.00
15 27 0.00

（数値実施例３）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 29.194 1.20 1.84666 23.8 29.90
2 17.270 0.80 27.13
3 19.050 6.74 1.77250 49.6 27.18
4 381.695 (可変) 26.39
5 100.421 0.90 1.85961 40.3 17.44
6* 8.522 4.68 13.28
7* -17.076 1.35 1.88300 40.8 13.20
8* 272.246 0.11 13.66
9 27.596 2.18 1.92286 18.9 14.07
10 -76.512 (可変) 14.05
11 ∞ 9.50 1.77250 49.6 10.52
12 ∞ (可変) 9.75
13(絞り) ∞ 0.10 8.08
14* 11.010 2.07 1.48749 70.2 8.32
15 -28.833 0.10 8.26
16 5.680 2.11 1.51633 64.1 7.82
17 8.308 0.60 2.00330 28.3 6.88
18 4.875 (可変) 6.15
19 13.561 2.08 1.48749 70.2 6.17
20 17.409 (可変) 6.14
21* 15.871 2.03 1.48749 70.2 8.74
22 226.086 (可変) 8.58
23 ∞ 0.60 1.51633 64.1 20.00
24 ∞ 0.90 20.00
25 ∞ 0.40 1.51633 64.1 20.00
26 ∞

非球面データ
第6面
K = 1.71332e-002 A 4= 5.30264e-007 A 6=-2.58605e-007 A 8= 9.57676e-009 A10=-2.20369e-010

第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.36066e-005 A 6= 4.41702e-006 A 8=-6.19945e-008 A10= 2.66086e-010

第8面
K =-4.66725e+003 A 4= 6.12369e-006 A 6= 2.48123e-006 A 8=-3.56033e-008 A10= 1.16071e-010

第14面
K = 1.50820e+000 A 4=-2.85657e-004 A 6=-2.01177e-006 A 8=-6.96526e-008

第21面
K = 8.30511e-001 A 4= 2.48835e-005 A 6=-7.65850e-007 A 8=-7.31099e-008 A10= 3.33349e-009

各種データ
ズーム比 9.60
広角 中間 望遠
焦点距離 5.82 21.39 55.89
Fナンバー 2.93 3.93 5.81
画角 31.5 9.47 3.70
像高 3.64 3.57 3.57
レンズ全長 93.50 93.47 93.52
BF 0.14 0.14 0.14

d 4 0.43 14.45 17.44
d10 17.71 3.66 0.70
d12 21.14 12.92 0.55
d18 7.95 12.21 1.27
d20 4.97 9.55 32.16
d22 2.69 2.08 2.80

入射瞳位置 21.32 71.67 81.13
射出瞳位置 -37.65 -111.11 663.60
前側主点位置 26.24 88.95 141.72
後側主点位置 -5.67 -21.25 -55.75

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 45.04 8.74 -0.44 -5.33
2 5 -10.21 9.23 0.38 -7.13
11 ∞ 9.50 2.68 -2.68
3 13 20.42 4.98 -5.52 -6.65
4 19 106.92 2.08 -4.19 -5.38
5 21 34.91 2.03 -0.10 -1.46
23 ∞ 1.90 0.78 -0.78

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -52.36
2 2 248.85
3 3 25.75
4 5 -10.88
5 7 -18.16
6 9 22.20
7 11 0.00
8 14 16.63
9 16 27.29
10 17 -12.89
11 19 106.92
12 21 34.91
13 23 0.00
14 25 0.00

（数値実施例４）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 38.427 1.20 1.84666 23.8 26.00
2 19.784 5.09 1.59201 67.0 23.40
3 -408.176 0.05 22.71
4 20.330 3.17 1.77250 49.6 20.35
5 106.840 (可変) 19.74
6 -179.849 0.70 1.88300 40.8 14.18
7 7.687 3.42 10.93
8* -17.198 0.70 1.85961 40.3 10.82
9 34.616 0.05 11.00
10 19.747 1.89 11.20
11 -291.474 (可変) 11.09
12 ∞ 8.50 1.83400 37.2 8.31
13 ∞ (可変) 7.31
14(絞り) ∞ 0.00 7.19
15* 10.307 3.74 1.69350 53.2 7.58
16* -128.123 1.79 7.43
17 49.387 0.70 1.76182 26.5 7.23
18 9.114 0.57 7.08
19 42.817 1.78 1.61272 58.7 7.08
20 -27.648 (可変) 7.56
21* 16.290 2.61 1.69680 55.5 11.22
22 -31.856 0.60 1.84666 23.8 11.01
23 -1156.337 (可変) 10.85
24 ∞ 0.31 1.54427 70.6 20.94
25 ∞ 0.50 1.49400 75.0 20.94
26 ∞ 0.40 20.94
27 ∞ 0.50 1.49831 65.1 20.94
28 ∞

非球面データ
第8面
K =-6.19780e-001 A 4= 6.94425e-006 A 6= 8.79051e-007 A 8=-3.80364e-008 A10= 7.53093e-010

第15面
K =-3.77904e-001 A 4=-5.93621e-005 A 6=-5.07014e-007 A 8=-1.27683e-008

第16面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.06001e-005 A 6=-6.40443e-007 A 8=-1.68087e-008

第21面
K = 3.62892e-001 A 4= 1.65399e-005 A 6=-2.33234e-007 A 8= 5.86676e-009 A10=-3.94675e-011

各種データ
ズーム比 9.54
広角 中間 望遠
焦点距離 6.90 22.14 65.89
Fナンバー 3.09 3.82 5.17
画角 29.3 9.99 3.40
像高 3.95 3.90 3.65
レンズ全長 83.74 83.70 83.74
BF 0.12 0.12 0.12

d 5 0.96 6.88 10.73
d11 10.03 4.11 0.30
d13 15.83 5.18 0.50
d20 11.22 19.46 31.32
d23 7.28 9.66 2.50

入射瞳位置 21.82 47.46 80.65
射出瞳位置 -61.59 -2086.07 76.65
前側主点位置 27.95 69.36 203.26
後側主点位置 -6.77 -22.02 -65.77

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 24.55 9.51 2.62 -3.16
2 6 -7.44 6.76 0.51 -4.61
12 ∞ 8.50 2.32 -2.32
3 14 20.34 8.58 -1.52 -7.39
4 21 25.61 3.21 -0.15 -2.01
24 ∞ 1.71 0.63 -0.63

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -49.63
2 2 32.02
3 4 31.99
4 6 -8.33
5 8 -13.28
6 10 16.23
7 12 0.00
8 15 13.91
9 17 -14.78
10 19 27.68
11 21 15.82
12 22 -38.70
13 24 0.00
14 25 0.00
15 27 0.00

（数値実施例５）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 38.807 1.20 1.84666 23.8 25.80
2 20.453 4.82 1.59201 67.0 23.24
3 -611.396 0.05 22.51
4 20.069 3.18 1.77250 49.6 20.58
5 89.142 (可変) 19.95
6 233.360 0.70 2.16000 33.0 13.34
7 8.457 3.22 10.76
8* -14.855 0.70 1.77250 49.6 10.63
9 88.298 0.05 10.87
10 23.504 1.71 2.20000 15.0 11.04
11 -629.271 (可変) 10.92
12 ∞ 8.50 1.83400 37.2 8.16
13 ∞ (可変) 7.50
14(絞り) ∞ 0.00 7.17
15* 11.426 3.73 1.69350 53.2 7.51
16* -54.070 2.44 7.54
17 -621.928 0.70 1.76182 26.5 7.30
18 10.119 1.61 7.24
19 24.485 2.03 1.61272 58.7 7.92
20 -25.706 (可変) 8.29
21* 15.917 2.40 1.69680 55.5 10.90
22 -63.287 0.60 1.84666 23.8 10.63
23 86.993 (可変) 10.45
24 ∞ 0.31 1.54427 70.6 20.94
25 ∞ 0.50 1.49400 75.0 20.94
26 ∞ 0.40 20.94
27 ∞ 0.50 1.49831 65.1 20.94
28 ∞

非球面データ
第8面
K =-1.89552e-001 A 4=-7.07813e-006 A 6= 3.26580e-007 A 8=-2.72063e-008 A10= 1.21881e-010

第15面
K =-3.86616e-001 A 4=-5.99913e-005 A 6=-5.94241e-007 A 8=-2.36019e-008

第16面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.21343e-005 A 6=-9.12993e-007 A 8=-2.57590e-008

第21面
K = 2.72477e-001 A 4= 1.08980e-005 A 6= 9.69793e-008 A 8=-4.30760e-009 A10= 1.13668e-010

各種データ
ズーム比 9.55
広角 中間 望遠
焦点距離 6.36 22.00 60.69
Fナンバー 3.09 3.91 4.86
画角 31.1 10.1 3.60
像高 3.95 3.90 3.65
レンズ全長 83.61 83.56 83.67
BF 0.14 0.14 0.14

d 5 0.76 7.16 11.37
d11 10.79 4.40 0.30
d13 15.32 3.83 0.50
d20 10.47 19.01 29.06
d23 6.77 9.66 2.95

入射瞳位置 19.85 44.99 81.87
射出瞳位置 -58.47 -258.16 166.58
前側主点位置 25.52 65.12 164.69
後側主点位置 -6.21 -21.85 -60.56

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 25.17 9.25 2.37 -3.23
2 6 -7.21 6.38 0.34 -4.51
12 ∞ 8.50 2.32 -2.32
3 14 19.73 10.51 0.64 -8.24
4 21 30.72 3.00 -0.62 -2.32
24 ∞ 1.71 0.63 -0.63

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -52.65
2 2 33.52
3 4 32.87
4 6 -7.58
5 8 -16.41
6 10 18.91
7 12 0.00
8 15 13.93
9 17 -13.06
10 19 20.79
11 21 18.48
12 22 -43.19
13 24 0.00
14 25 0.00
15 27 0.00

実施例１〜５に開示したズームレンズによれば、屈曲沈胴方式を採用しつつ、無理のない機構で沈胴が可能となる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

実施例１のズームレンズのレンズ断面図である。 実施例１のズームレンズの収差図である。 実施例２のズームレンズのレンズ断面図である。 実施例２のズームレンズの収差図である。 実施例３のズームレンズのレンズ断面図である。 実施例３のズームレンズの収差図である。 実施例４のズームレンズのレンズ断面図である。 実施例４のズームレンズの収差図である。 実施例５のズームレンズのレンズ断面図である。 実施例５のズームレンズの収差図である。 本発明のズームレンズのデジタルスチルカメラの概略構成図である。

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
ＬＲ 後続レンズ成分
ＰＲ 折り曲げプリズム
ＩＰ 像面
ＳＰ 開口絞り
ＧＢ ガラスブロック

Claims (10)

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、光路を折り曲げるための反射面を含んだ反射ユニット、複数のレンズ群を含み全体として正の屈折力の後続レンズ成分で構成され、
   前記反射ユニットが移動することによって生じた空間を利用して、前記第１レンズ群及び第２レンズ群を沈胴するズームレンズであって、
   ズーミングに際し、前記第２レンズ群及び後続レンズ成分中の複数のレンズ群が移動すると共に、ズーミングのためには前記第１レンズ群及び前記反射ユニットは不動であり、
   前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端及び望遠端での全系の焦点距離をそれぞれｆｗ、ｆｔ、前記第２レンズ群に含まれる負レンズのうち、最大の屈折力を有する負レンズを構成する材料のｄ線に対する屈折率をＮ２ｍａｘとするとき、
   １．５｜√（ｆｗ・ｆｔ）／ｆ２｜＜５．０
   １．８６０≦Ｎ２ｍａｘ＜２．４
   なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記後続レンズ成分の変倍比をＺｒ、全系の変倍比をＺとするとき、
   ０．２＜Ｚｒ／Ｚ＜０．８
   なる条件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. ０．２＜Ｚｒ／Ｚ＜０．５
   なる条件を満足することを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ。
4. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
   ０．４＜√（ｆｗ・ｆｔ）／ｆ１＜１．２
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
5. 前記第２レンズ群が有する正レンズは１つのみであり、その正レンズを構成する材料のｄ線に対する屈折率をＮ２ｐ、アッベ数をν２ｐとするとき、
   １．８４＜Ｎ２ｐ＜２．３０
   ５＜ν２ｐ＜２４
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
6. １３＜ν２ｐ＜２２
   なる条件を満足することを特徴とする請求項５に記載のズームレンズ。
7. 前記第１レンズ群及び第２レンズ群の光軸上の厚さをそれぞれＴ１、Ｔ２とするとき、
   ０．４＜（Ｔ１＋Ｔ２）／√（ｆｗ・ｆｔ）＜１．３
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
8. 広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群及び反射ユニット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１〜７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
9. 前記反射ユニットが移動することによって生じた空間を利用して、前記第１レンズ群及び第２レンズ群の全てが沈胴することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズが形成する像を受光する光電変換素子とを有することを特徴とするカメラ。

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