(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、開口絞りと複数のレンズ群を含む後群を有し、
光軸を折り曲げる反射面を有するプリズム部材が前記第２レンズ群中又は前記第２レンズ群の像側であって前記開口絞りよりも物体側に配置されており、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が大きくなり、前記第２レンズ群と前記後群の最も物体側に配置されたレンズ群の間隔が小さくなるように、隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
前記第１レンズ群は少なくとも１つの負レンズＧｎを有し、前記負レンズＧｎの材料のアッベ数をνｎ、部分分散比をθｇＦｎ、前記負レンズＧｎの焦点距離をｆｎ、前記プリズム部材の材料の屈折率をＮｐｒ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
１．８２＜Ｎｐｒ＜２．５０
−１．６８×１０−３×νｎ＋０．５９０＜θｇＦｎ＜３．１５×１０−４×νｎ２−１．８６×１０−２×νｎ＋０．８８
５＜νｎ＜２７
０．８５＜｜ｆｔ／ｆｎ｜＜２．５０
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
３．０＜｜ｆｔ／ｆ２｜＜１０．０
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。
【請求項３】
前記負レンズＧｎの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ１、Ｒ２とするとき、
１．５＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜４．５
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。
【請求項４】
前記負レンズＧｎの材料の屈折率をＮｎとするとき、
１．８２＜Ｎｎ＜２．５０
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。
【請求項５】
前記第２レンズ群は、物体側より像側へ順に、負レンズ、プリズム部材、負レンズ、正レンズより成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。
【請求項６】
請求項１乃至５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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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に用いられる撮影光学系に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、撮像装置に用いられる撮影光学系は、高ズーム比で、全体が小型であることが求められており、特にカメラの厚み（カメラの前後方向の厚さ）を薄くできる撮影光学系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°折り曲げるプリズム部材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、２）。特許文献１のズームレンズは、４群又は５群ズームレンズにおいて、第１レンズ群又は第２レンズ群中にプリズム部材を配置して、光路を折り曲げている。また特許文献１では第１レンズ群中の負のレンズに高分散で部分分散比が小さい材料を用いて色収差を補正したズームレンズを開示している。特許文献２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〜第４レンズ群より成る４群ズームレンズにおいて、第２レンズ群内にプリズム部材を配置して光軸を折り曲げている。また特許文献２ではプリズム部材に高い屈折率を持つ材料が用いて全系の小型を図ったズームレンズを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９１２９１号公報
【特許文献２】特開２００８−０８９６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光軸（光路）を折り曲げるプリズム部材を光路中に配置したズームレンズをカメラに適用すれば、カメラの厚みを薄くすることが容易となる。一般に、光路折り曲げ用のプリズム部材を有するズームレンズにおいて、全系の小型化を達成するためにはプリズム部材に屈折率が高い材料を用いるのが空気換算長が短くなり効果的である。しかしながら、一般に屈折率が高い材料は分散が大きいので、屈折率が高い材料のプリズム部材を用いると、色収差、特に望遠域において倍率色収差が多く発生し、この補正が困難になってくる。このため、光路折り曲げ用のプリズム部材を用いて全系の小型化を図りつつ、色収差を良好に補正した高い光学性能のズームレンズを得るには、プリズム部材の材料やズームレンズを構成する各レンズ群のレンズの材料等を適切に設定することが重要になってくる。
【０００５】
本発明は、カメラ等の厚みを薄くすることができ、良好なる画像を容易に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を提供することを目的としている。この他本発明は、全系が小型でしかも望遠域において倍率色収差を良好に補正することができ、高い光学性能が得られるズームレンズの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、開口絞りと複数のレンズ群を含む後群を有し、
光軸を折り曲げる反射面を有するプリズム部材が前記第２レンズ群中又は前記第２レンズ群の像側であって前記開口絞りよりも物体側に配置されており、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が大きくなり、前記第２レンズ群と前記後群の最も物体側に配置されたレンズ群の間隔が小さくなるように、隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
前記第１レンズ群は少なくとも１つの負レンズＧｎを有し、前記負レンズＧｎの材料のアッベ数をνｎ、部分分散比をθｇＦｎ、前記負レンズＧｎの焦点距離をｆｎ、前記プリズム部材の材料の屈折率をＮｐｒ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとするとき、
１．８２＜Ｎｐｒ＜２．５０
−１．６８×１０−３×νｎ＋０．５９０＜θｇＦｎ＜３．１５×１０−４×νｎ２−１．８６×１０−２×νｎ＋０．８８
５＜νｎ＜２７
０．８５＜｜ｆｔ／ｆｎ｜＜２．５０
なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、カメラ等の厚み方向を薄くすることができ、かつ良好なる画像を容易に得ることができるズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１のレンズ断面図
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本発明の実施例１の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図３】本発明の実施例２のレンズ断面図
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本発明の実施例２の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図５】本発明の実施例３のレンズ断面図
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本発明の実施例３の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図７】本発明の実施例４のレンズ断面図
【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本発明の実施例４の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図９】本発明の実施例５のレンズ断面図
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本発明の実施例５の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図
【図１１】本発明の実施例１のレンズ断面図
【図１２】本発明の撮像装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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詳細に説明する。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、開口絞りと複数のレンズ群を含む後群を有している。光軸上の光束を９０度または９０度前後（９０度±１０度以内）折り曲げる反射面を有するプリズム部材が第２レンズ群中又は第２レンズ群の像側であって開口絞りよりも物体側に配置されている。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が大きくなり、第２レンズ群と後群の物体側のレンズ群の間隔が小さくなるように隣り合うレンズ群の間隔が変化する。
【００１０】
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。図３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。図５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。図７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。図９は本発明の実施例５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。図１１は実施例１のズームレンズの光軸をプリズム部材で折り曲げて、カメラに装着するときの広角端におけるレンズ断面図である。図１２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。
【００１１】
各実施例のズームレンズは撮像装置に用いられる撮影光学系であり、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。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１以上のレンズ群を含む後群である。ＳＰは絞り（開口絞り）であり、各レンズ断面図に示すように後群ＬＲに含まれている。ＰＲは光学系の光軸を９０度又は９０度±１０度程度折り曲げる反射面を含むプリズム部材である。プリズム部材ＰＲは第２レンズ群Ｌ２のレンズ間（第２レンズ群中）又は第２レンズ群Ｌ２の像側で開口絞りＳＰよりも物体側に配置されている。プリズム部材ＰＲの反射は内面反射（反射膜による反射）や全反射を利用している。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又はフォーカシングにおけるレンズ群の移動方向を示している。収差図において、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角、ｄ、ｇは各々ｄ線及びｇ線、ΔＭ、ΔＳはｄ線の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。
【００１２】
次に各実施例のズームレンズ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、負の屈折力の第１、第２レンズ群Ｌ１、Ｌ２を有するポジティブリード型を採用し、ズーム比を大きくすることができるようにして、高ズーム比のズームレンズを実現している。また各実施例では、前述の如く光路中にプリズム部材ＰＲを配置している。これにより、被写体方向におけるズームレンズの厚みと、それとは垂直方向のズームレンズの大きさを抑えることができ、全体の小型化を達成している。
【００１３】
次に、本発明のプリズム部材ＰＲを有するズームレンズの収差補正について説明する。従来より反射部材として、屈折率が高い材料より成るプリズム部材を用いたズームレンズが知られている。プリズム部材に屈折率が高い材料を用いると空気換算長が短くなる。このとき、プリズム部材と、プリズム部材より物体側にある光学系との距離を見かけ上短くすることができる。これにより、前玉レンズに入射する光線の入射高さを低くすることができ、前玉有効径を小型化することができ、全系の小型化が容易となる。しかしながらプリズム部材を用いると、望遠端において２次の倍率色収差が多く発生し、これを補正するのが難しくなる。一般に現存する光学材料は屈折率が高くなると分散ｖｄと部分分散比θｇＦが大きくなる。プリズム部材に斜めから光線が入射する場合、プリズム部材の通過後に色が分解され、色収差が生じる。プリズム部材への光線の入射高、瞳光線の入射高が高いと、倍率色収差への影響が大きい。
【００１４】
特に、材料の部分分散比が大きいほど短波長側において基準波長からの色のずれ量が大きくなり、倍率色収差の２次スペクトルが多くなり、これの補正が困難になる。プリズム部材で生じる倍率色収差の２次スペクトルの影響を抑えるためには、プリズム部材へ入射する短波長側の光線の入射高を低く抑えればよい。そこで各実施例では次のようにして、プリズム部材を用いて全系の小型化を図りつつ、色収差を良好に補正して高画質化なズームレンズを得ている。まず第１レンズ群Ｌ１中の負レンズＧｎに部分分散比θｇＦが小さい材料を用いている。第１レンズ群Ｌ１中の負レンズＧｎは光線を跳ね上げる効果があるため、部分分散比θｇＦが小さい材料を用いることで、プリズム部材ＰＲに入射する短波長側の光線の入射高さを抑えることができる。このような光学作用により、プリズム部材ＰＲで生じる倍率色収差の２次スペクトルを良好に補正している。さらに、第１レンズ群Ｌ１中の負レンズＧｎの効果を維持しながら望遠側において球面収差の発生を少なくするために、負レンズＧｎに適切な値の屈折力を持たせている。各実施例での具体的な構成は次のとおりである。
【００１５】
各実施例において第１レンズ群Ｌ１は少なくとも１つの負レンズＧｎを有している。負レンズＧｎの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｎ、θｇＦｎとする。負レンズＧｎの焦点距離（負レンズＧｎが他のレンズと接合されているときは分離したときの焦点距離）をｆｎとする。プリズム部材ＰＲの材料の屈折率をＮｐｒとする。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＜Ｎｐｒ＜２．５０ ‥‥‥（１）
【数１】
0005523092.tif 000002
０．８５＜｜ｆｔ／ｆｎ｜＜２．５０ ‥‥‥（３）
なる条件を満足している。ここで、部分分散比θｇＦとはｎＣ、ｎＦ、ｎｇをそれぞれＣ線、Ｆ線、ｇ線の屈折率とする。このとき、
θｇＦ（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
である。
【００１６】
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ズームレンズの小型化には有利となる。しかしながら、一般に屈折率が高い材料は分散も大きい。このため、望遠側においてプリズム部材より倍率色収差が多く発生し、これ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有効径が大型化し、また前玉厚も厚くなるため全系の小型化が困難になる。条件式（２）は倍率色収差を良好に補正するためのものである。条件式（２）の上限値を超えて部分分散比が大きくなると望遠域において倍率色収差が補正不足となり良くない。条件式（２）の下限値を超えて部分分散比が小さくなると望遠域において倍率色収差が補正過剰となり良くない。条件式（３）は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）の上限値を超えて負レンズＧｎの屈折力が強くなると、望遠域において倍率色収差が補正過剰となり良くない。条件式（３）の下限値を超えて負レンズＧｎの屈折力が弱くなると、望遠域において倍率色収差が補正不足となり良くない。各実施例ではこのように、高屈折率材料より成るプリズム部材ＰＲと部分分散比が小さい材料より成る負レンズＧｎを組み合わせることで全系が小型でしかも倍率色収差の２次スペクトルがよく補正されたズームレンズを実現している。各実施例において更に好ましくは条件式（１）〜（３）を次の如く設定するのが良い。
【００１７】
１.８２＜Ｎｐｒ＜２．２０    ‥‥‥（１ａ）
【数２】
0005523092.tif 000003
０．８６＜｜ｆｔ／ｆｎ｜＜２．１０      ‥‥‥（３ａ）
以上のように各実施例では、光軸を折り曲げるための反射面を有するプリズム部材ＰＲを第２レンズ群Ｌ２中又は第２レンズ群Ｌ２と後群ＬＲの間に配置している。そしてズーミングに際してプリズム部材ＰＲ又はプリズム部材を有する第２レンズ群Ｌ２を固定とし、第１レンズ群Ｌ１と後群ＬＲの一部のレンズ群を移動させている。これによって高ズーム比を達成しつつ、カメラに適用したときの厚み（カメラの前後方向の長さ）を薄くしている。
【００１８】
本発明の目的とするズームレンズは、以上の諸条件を満足することにより達成できるが、更に好ましくは次の諸条件のうち、１以上を満足するのが良い。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。負レンズＧｎの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ１、Ｒ２とする。負レンズＧｎの材料の屈折率をＮｎとする。このとき、
３．０＜｜ｆｔ／ｆ２｜＜１０．０                ‥‥‥（４）
１．５＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜４．５  ‥‥‥（５）
１．８２＜Ｎｎ＜２．５０                        ‥‥‥（６）
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。ここで条件式（５）の（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）は負レンズＧｎのシェイプファクターｓｆｎに相当するものである。
【００１９】
次に条件式（４）〜（６）の技術的意味について説明する。条件式（４）はズームレンズ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（４）の上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強くなると、ズーミングのための各レンズ群の移動量を小さくすることができるため小型化には有利となる。しかしながら、第２レンズ群Ｌ２から望遠域において倍率色収差が多く発生し、この補正が困難になる。条件式（４）の下限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の屈折力が弱くなると、ズーミングのための各レンズ群の移動量が大きくなり、全系の小型化が困難になる。条件式（５）は高次の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）の上限値を超えて負レンズＧｎのシェイプファクターが大きくなると負レンズＧｎの屈折力が弱くなり、望遠域において倍率色収差の補正が困難になる。また、シェイプファクターが大きいまま屈折力を強くするとレンズ面の曲率が大きくなり全系の小型化が困難になる。条件式（５）の下限値を超えて負レンズＧｎのシェイプファクターが小さくなると画面周辺への光線の入射角度が大きくなる。そうすると高次の色収差が多く発生し、これの補正が困難になる。条件式（６）は全系の小型化と倍率色収差の補正を良好に行うためのものである。条件式（６）の上限値を超えて負レンズＧｎの材料の屈折率が高くなるとペッツバール和が増大し、像面彎曲の補正が困難になる。条件式（６）の下限値を超えて負レンズＧｎの材料の屈折率が低くなると負レンズＧｎのレンズ面の曲率が大きくなり、全系が大型化するので良くない。尚、各実施例において前述の各条件式（４）〜（６）の数値範囲を次の如く設定すると更に望ましい。
【００２０】
３．５＜｜ｆｔ／ｆ２｜＜９．０ ・・・・（４ａ）
１．６＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜４．０ ・・・・（５ａ）
１．８２＜Ｎｎ＜２．２０ ・・・・（６ａ）
次に各実施例のレンズ構成の特徴について説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１の実施例１のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群である。Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群である。ＬＲは２以上のレンズ群を有する後群である。後群ＬＲは正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４より成っている。ＰＲは反射面ＰＲａを含むプリズム部材であり、第２レンズ群Ｌ２を構成するレンズとレンズとの間に配置されており、図１１に示すように光軸上の光線を入射方向に対し９０度反射させている。図１１に示すように物体側からの光を内部に反射面ＰＲａを含むプリズム部材ＰＲで光軸を９０度折り曲げることで、カメラ（撮像装置）に適用したときの厚み方向（前後方向）を薄くしている。この構成は後述する各実施例においても同様である。ズーミングに際してプリズム部材ＰＲを有する第２レンズ群Ｌ２は不動である。広角端から望遠端のズーミングにおいて、第１レンズ群Ｌ１を物体側へ、第３レンズ群Ｌ３を物体側へ移動させて変倍を行っている。そして第４レンズ群Ｌ４を移動させて変倍に伴う像面変動を補正すると共にフォーカシングを行っている。ズーミングにおける第４レンズ群Ｌ４の移動軌跡を物体側へ凸状とすることで、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間のスペースを利用して、レンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
【００２２】
第４レンズ群Ｌ４に関する実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは、各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。また、望遠端において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、矢印４ｃに示す如く第４レンズ群Ｌ４を前方に繰り出すことで行っている。尚、広角端と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である。第１レンズ群Ｌ１は前述した負レンズＧｎを有している。負レンズＧｎは正レンズＧｐと接合されている。この負レンズＧｎに高分散で部分分散が小さい材料を用い、適切なパワーに設定することでプリズム部材ＰＲで生じる望遠域における倍率色収差の補正を行っている。また、負レンズＧｎを物体側に凸面を向けたメニスカス形状とすることで画面周辺に入射する光線の入射角度を緩和して、高次の倍率色収差の発生を抑えている。第２レンズ群Ｌ２はプリズム部材ＰＲを含む構成になっている。具体的には第２レンズ群Ｌ２は物体側より像側へ順に、負レンズ、プリズム部材ＰＲ、負レンズ、正レンズより成っている。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（第１レンズ群Ｌ１）に入射する光線の入射高さを低くして、全系の小型化を実現している。また、第２レンズ群Ｌ２が強いパワーを持つことでズーミングの際の各レンズ群の移動量を小さくしている。これにより高倍率で小型なズームレンズを実現している。
【００２３】
（実施例２）
図３の実施例３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レンズ群である。ＬＲは２以上のレンズ群を有する後群である。後群ＬＲは正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４より成っている。ＰＲは反射面ＰＲａを含むプリズム部材である。本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と第３レンズ群Ｌ３の間の光路中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と第３レンズ群Ｌ３との間に物体側からの光路を折り曲げるためのプリズム部材ＰＲを設けている。そして、図１１に示すように光軸上の光線を入射方向に対し９０度反射させている。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。ズーミングに際してプリズム部材ＰＲは不動である。広角端から望遠端のズーミングにおいて、第１レンズ群Ｌ１は物体側へ、第２レンズ群Ｌ２を像側へ、第３レンズ群Ｌ３を物体側へ移動させて変倍を行っている。そして第４レンズ群Ｌ４を移動させて変倍に伴う像面変動を補正すると共にフォーカシングを行っている。
【００２４】
ズーミングにおける第４レンズ群Ｌ４の移動軌跡を物体側へ凸状とすることで、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間のスペースを利用して、レンズ全長の短縮化を効果的に達成している。第４レンズ群Ｌ４のフォーカスに際する移動条件は実施例１と同じである。第１レンズ群Ｌ１中の負レンズＧｎの光学作用は実施例１と同じである。第２レンズ群Ｌ２の像側に配置されたプリズム部材ＰＲはプリズムのみで構成されたプリズム群である。このプリズム部材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入射高さを低くして、全系の小型化を実現している。また、第２レンズ群Ｌ２が強いパワーを持つことでズーミングの際の各レンズ群の移動量を小さくしている。これにより高ズーム比で小型なズームレンズを実現している。また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。そして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実現している。
【００２５】
（実施例３）
図５の実施例３は実施例１とレンズ構成及びズーム構成が同じである。本実施例は実施例１に対して、プリズム部材ＰＲと正レンズＧｐの材料が異なっている。これによって実施例１と同様の効果を得ている。
【００２６】
（実施例４）
図７の実施例４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レンズ群である。ＬＲは２以上のレンズ群を有する後群である。実施例４において後群ＬＲは正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５より成っている。ＰＲはプリズム部材である。本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と第３レンズ群Ｌ３の間の光路中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と第３レンズ群Ｌ３との間に物体側からの光路を折り曲げるためのプリズム部材ＰＲを設けている。広角端から望遠端へのズーミングにおいて、第１レンズ群Ｌ１を物体側へ、第２レンズ群Ｌ２を像側へ、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４を物体側へ移動させて変倍を行い、第５レンズ群Ｌ５を移動させて変倍に伴う像面変動を補正している。
【００２７】
第５レンズ群Ｌ５に関する実線の曲線５ａと点線の曲線５ｂは各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端へのズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡を示している。また、望遠端において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を矢印５ｃの如く前方（物体側）に移動させて行っている。ズーミングに際し、プリズム部材ＰＲは不動としている。本実施例では実施例２の正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３と正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４の２つのレンズ群に分割し、ズーミングに際して独立に動かしているのに相当している。広角端から望遠端へのズーミングに際して、分割した第４レンズ群Ｌ４を第３レンズ群Ｌ３に接近させてこの２つのレンズ群の合成屈折力を強くしている。これにより、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４での変倍作用を強め、全体のズーム比を高めている。
【００２８】
（実施例５）
図９の実施例５は実施例１とレンズ構成及びズーム構成が同じである。本実施例は実施例１に対して負レンズＧｎと正レンズＧｐの材料が異なっている。これによって実施例１と同様の効果を得ている。
【００２９】
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１２を用いて説明する。図１２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はプリズム部材である。撮影光学系２１は被写体の像をＣＣＤ等の固体撮像素子上（光電変換素子上）２２に形成している。２３は撮像素子２２が受光した被写体の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画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上に形成された画像が表示される。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。
【００３０】
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す。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である。ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を表す。θｇＦは部分分散比である。数値実施例１、３、５において最も像側の２つの面、数値実施例２、４において最も像側の５つの面はガラスブロックに相当する平面である。画角は半画角（度）を示している。ＢＦはバックフォーカスであり最終面（ガラスブロック）からの距離である。レンズ全長は第１レンズ面から最終面までの距離にバックフォーカスを加えた値である。また、ｋ、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０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。
【００３１】
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）2｝1/2］
＋Ａ４ｈ4＋Ａ６ｈ6＋Ａ８ｈ8＋Ａ１０ｈ10
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。
【００３２】
（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径       θgF
1         37.823    1.07   1.84266    25.9       26.50        0.606
2         22.249    5.11   1.77250    49.6       24.39
3        492.165  (可変)                         22.97
4         33.459    1.07   1.88300    40.8       18.96
5          9.562    3.97                         14.98
6          ∞      11.82   2.00330    28.3       14.86
7          ∞       0.72                         12.80
8        -36.186    0.86   1.80610    40.9       12.75
9*        35.023   -0.11                         12.69
10         18.754    2.36   1.84666    23.8       12.81
11        274.249  (可変)                         12.59
12(絞り)    ∞       0.97                          6.14
13          7.866    3.62   1.71999    50.2        6.81
14         61.646    0.10                          6.39
15*        10.550    1.41   1.69680    55.5        6.32
16         12.159    0.75   1.84666    23.8        5.92
17          5.537  (可変)                          5.56
18*         9.175    3.22   1.69680    55.5        9.61
19        -19.289    0.86   1.72825    28.5        9.09
20         21.496  (可変)                          8.43
21          ∞       2.26   1.51680    64.2       10.75
22          ∞       0.35                         10.75
像面        ∞   
非球面データ
第9面
K = 1.31682e+001  A 4=-1.85888e-005  A 6=-2.19087e-007  A 8= 4.35924e-009  A10=
-8.02900e-011  
第15面
K = 5.82229e-002  A 4=-3.30488e-004  A 6=-3.99099e-006  A 8=-3.21365e-007  A10=
8.82284e-009  
第18面
K =-1.48998e-001  A 4= 5.36915e-005  A 6= 6.79611e-007  A 8=-3.89250e-008  A10=
1.27733e-009  
各種データ
ズーム比      8.40 
広角     中間     望遠
焦点距離       6.86    10.74    57.59  
Fナンバー      2.88     3.80     6.20  
画角          27.70    18.53     3.58  
像高           3.60     3.60     3.60  
レンズ全長    75.89    75.15    99.98  
BF             0.35     0.35     0.35  
d 3            0.80     0.10    24.92  
d11           26.11    16.21     1.40  
d17            2.17    12.59    31.83  
d20            6.39     5.84     1.42  
入射瞳位置    22.46    19.35   104.91  
射出瞳位置   -15.74   -50.02    53.74  
前側主点位置  26.40    27.80   224.63  
後側主点位置  -6.50   -10.39   -57.24  
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      56.48         6.18        -0.41         -3.85
2    4     -14.30        20.69         1.29        -11.21
3   12      21.16         6.85        -6.32         -7.86
4   18      21.36         4.08        -1.80         -3.87
G   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    -66.21
2       2     30.02
3       4    -15.49
4       6      0.00
5       8    -21.96
6      10     23.68
7      13     12.18
8      15     84.12
9      16    -12.67
10      18      9.36
11      19    -13.84
12      21      0.00
【００３３】
（数値実施例２）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径          θgF
1         46.265    1.25   1.87772    24.0       24.96           0.614
2         22.500    4.42   1.59201    67.0       22.76
3       -306.522    0.11                         22.04
4         21.063    2.92   1.77250    49.6       20.00
5         94.377  (可変)                         19.45
6       -501.928    0.75   1.88300    40.8       14.70
7          8.452    3.38                         11.56
8        -21.096    1.00   1.77250    49.6       11.44
9*        23.171    0.07                         11.52
10         17.152    1.70   1.94595    18.0       11.70
11       1059.666  (可変)                         11.60
12          ∞       8.75   2.00330    28.3        8.57
13          ∞     (可変)                          7.62
14*         7.566    3.09   1.58913    61.1        8.09
15        -35.165    0.26                          7.46
16        -60.605    0.55   1.74950    35.3        7.21
17         13.130    1.67                          6.85
18(絞り)    ∞       4.10                          6.67
19*        10.843    3.55   1.49710    81.6        7.62
20        -54.068    2.06                          7.28
21         -6.948    0.75   1.74320    49.3        7.00
22        -12.744  (可変)                          7.41
23*        20.366    2.78   1.69350    53.2       10.32
24        -33.343    0.61   1.84666    23.8       10.09
25       -185.088  (可変)                         10.01
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          ∞       0.14                         21.46
像面        ∞   
非球面データ
第9面
K =-1.09803e+000  A 4=-1.02034e-005  A 6=-2.19373e-007  A 8= 1.36965e-008  A10=-1.83696e-010  
第15面
K =-3.19664e-001  A 4=-3.95786e-005  A 6=-5.75642e-007  A 8=-4.70119e-009  
第20面
K =-3.35153e-001  A 4=-4.54216e-005  A 6= 2.63771e-006  A 8=-1.17579e-007  A10= 4.37128e-009  
第24面
K = 4.63131e-001  A 4=-1.06863e-007  A 6= 1.05863e-007  A 8= 7.36236e-009  A10=-1.59046e-010  
各種データ
ズーム比      9.39 
広角     中間     望遠
焦点距離       7.02    22.81    65.91  
Fナンバー      3.10     4.18     5.36  
画角          29.99     9.65     3.37  
像高           4.05     3.88     3.88  
レンズ全長    87.54    87.49    87.52  
BF             0.14     0.14     0.14  
d 5            0.93     7.67    12.17  
d11           12.07     5.33     0.81  
d13           17.35     6.87     1.30  
d23            6.11    14.83    25.08  
d26            5.42     7.13     2.48  
入射瞳位置    21.41    49.76    94.78  
射出瞳位置   -34.49  -105.49   285.58  
前側主点位置  27.00    67.64   175.91  
後側主点位置  -6.88   -22.67   -65.76  
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      27.40         8.70         2.42         -2.84
2    6      -7.99         6.90         0.68         -4.56
PR  12       ∞           8.75         2.18         -2.18
3   14      19.29        16.03        -3.12        -13.79
4   24      29.42         3.39         0.04         -1.93
G   27       ∞           1.75         0.65         -0.65
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -51.16
2       2     35.58
3       4     34.50
4       6     -9.41
5       8    -14.16
6      10     18.42
7      12      0.00
8      15     10.86
9      17    -14.35
10      20     18.50
11      22    -21.75
12      24     18.63
13      25    -48.12
14      27      0.00
15      28      0.00
16      30      0.00
【００３４】
（数値実施例３）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径          θgF
1         68.981    1.07   1.84266    25.9       26.50           0.606
2         18.999    6.12   1.80440    35.0       24.39
3       -260.922  (可変)                         22.97
4         38.797    1.07   1.88300    40.8       18.96
5         12.815    3.97                         14.98
6          ∞      11.82   1.84666    23.8       14.86
7          ∞       0.72                         12.80
8        -22.153    0.86   1.80610    40.9       11.50
9*        30.855   -0.11                         11.50
10         21.248    2.36   1.84666    23.8       12.81
11       -112.662  (可変)                         12.59
12(絞り)    ∞       0.97                          6.14
13          8.097    3.62   1.71999    50.2        6.81
14        144.426    0.10                          6.39
15*         9.543    1.41   1.69680    55.5        6.32
16         12.515    0.75   1.84666    23.8        5.92
17          5.462  (可変)                          5.56
18*        12.309    3.22   1.69680    55.5        9.61
19        -31.182    0.86   1.72825    28.5        9.09
20         25.514  (可変)                          8.43
21          ∞       2.26   1.51680    64.2       10.75
22          ∞       0.17                         10.75
像面        ∞   
非球面データ
第9面
K = 1.59584e+001  A 4=-5.54281e-005  A 6=-4.25490e-007  A 8= 2.68963e-008  A10=-7.72202e-010  
第15面
K =-1.63822e+000  A 4=-9.90969e-005  A 6=-4.35458e-006  A 8=-4.92801e-007  A10= 2.91843e-008  
第18面
K = 1.04734e+000  A 4=-1.33370e-004  A 6= 1.92397e-005  A 8=-1.06737e-006  A10= 2.27769e-008  
各種データ
ズーム比      8.50 
広角     中間     望遠
焦点距離       7.06    12.96    59.97  
Fナンバー      3.01     4.35     7.00  
画角          27.03    15.52     3.44  
像高           3.60     3.60     3.60  
レンズ全長    76.14    78.18   107.20  
BF             0.17     0.17     0.17  
d 3            0.02     2.09    31.08  
d11           26.06    15.82     0.49  
d17            1.66    15.75    33.44  
d20            7.15     3.28     0.94  
入射瞳位置    22.38    23.94   101.28  
射出瞳位置   -15.63   -43.03   549.19  
前側主点位置  26.28    33.01   167.79  
後側主点位置  -6.88   -12.79   -59.80  
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
1    1      75.93         7.19         0.84         -3.17
2    4     -14.98        20.69         3.06         -9.32
3   12      18.11         6.85        -4.78         -6.83
4   18      32.24         4.08        -2.27         -4.35
G   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    -31.43
2       2     22.23
3       4    -22.10
4       6      0.00
5       8    -15.88
6      10     21.29
7      13     11.78
8      15     48.26
9      16    -12.03
10      18     13.06
11      19    -19.15
12      21      0.00
【００３５】
（数値実施例４）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径             θgF
1         62.535    1.25   1.87772    24.0       24.96             0.614
2         31.972    4.42   1.59201    67.0       22.76
3       70360.468    0.11                         22.04
4         26.605    2.92   1.77250    49.6       20.00
5         60.236  (可変)                         19.45
6       -120.383    0.75   1.88300    40.8       14.70
7          8.212    3.38                         11.56
8        -84.836    1.00   1.77250    49.6       11.44
9*        22.143    0.07                         11.52
10         26.490    1.70   1.94595    18.0       11.70
11        -62.595  (可変)                         11.60
12          ∞       8.75   2.00330    28.3        8.57
13          ∞     (可変)                          7.62
14*         8.114    3.09   1.58913    61.1        8.09
15        -23.770    0.26                          7.46
16        -30.572    0.55   1.74950    35.3        7.21
17         14.845    1.67                          6.85
18(絞り)    ∞     (可変)                          6.67
19*        12.163    3.55   1.49710    81.6        7.62
20        -13.399    2.06                          7.28
21         -5.477    0.75   1.74320    49.3        7.00
22        -11.311  (可変)                          7.41
23*        18.901    2.78   1.69350    53.2       10.32
24         37.839    0.61   1.84666    23.8       10.09
25         40.649  (可変)                         10.01
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          ∞       0.19                         21.46
像面        ∞   
非球面データ
第9面
K =-3.52311e+000  A 4=-1.29380e-004  A 6= 3.61298e-007  A 8=-4.69702e-008  A10= 2.30769e-010  
第15面
K =-9.23398e-001  A 4= 4.04884e-005  A 6= 2.21130e-006  A 8=-1.40873e-007  A10= 1.85383e-009  
第20面
K = 5.50657e-001  A 4= 2.15457e-004  A 6= 2.76481e-006  A 8= 3.11316e-007  A10= 1.12724e-009  
第24面
K =-1.71264e-002  A 4=-1.65224e-005  A 6= 4.32332e-006  A 8=-2.91859e-007  A10= 5.93034e-009  
各種データ
ズーム比     10.43 
広角     中間     望遠
焦点距離       7.19    26.38    75.00  
Fナンバー      3.43     4.98     6.04  
画角          29.39     8.36     2.96  
像高           4.05     3.88     3.88  
レンズ全長    88.12    95.91   100.17  
BF             0.19     0.19     0.19  
d 5            0.87    15.99    25.01  
d11           12.69     5.41     0.59  
d13           15.89     6.57     1.63  
d19            4.70     2.41     1.18  
d23            7.47    20.74    29.12  
d26            4.89     3.17     1.02  
入射瞳位置    18.54    65.45   145.65  
射出瞳位置   -29.22   -61.92  -111.08  
前側主点位置  23.97    80.62   170.10  
後側主点位置  -7.00   -26.20   -74.81  
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      46.08         8.70         1.51         -3.67
2    6      -9.79         6.90        -0.12         -5.75
PR   12       ∞           8.75         2.18         -2.18
3   14      30.79         5.58        -4.07         -7.49
4   20      44.10         6.36        -7.38        -10.51
5   24      47.17         3.39        -1.62         -3.47
G   27       ∞           1.75         0.65         -0.65
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -75.99
2       2     54.03
3       4     59.43
4       6     -8.68
5       8    -22.64
6      10     19.86
7      12      0.00
8      15     10.65
9      17    -13.26
10      20     13.44
11      22    -15.12
12      24     51.37
13      25    587.48
14      27      0.00
15      28      0.00
16      30      0.00
【００３６】
（数値実施例５）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径             θgF
1         38.597    1.07   1.84666    23.8       26.50             0.603
2         22.202    5.11   1.78590    44.2       24.39
3        324.790  (可変)                         22.97
4         35.397    1.07   1.88300    40.8       18.96
5          9.296    3.97                         14.98
6          ∞      11.82   2.00330    28.3       14.86
7          ∞       0.72                         12.80
8        -37.390    0.86   1.80610    40.9       12.75
9*        38.288   -0.11                         12.69
10         20.056    2.36   1.84666    23.8       12.81
11       1133.206  (可変)                         12.59
12(絞り)    ∞       0.97                          6.14
13          7.792    3.62   1.71999    50.2        6.81
14         55.918    0.10                          6.39
15*        10.222    1.41   1.69680    55.5        6.32
16         12.264    0.75   1.84666    23.8        5.92
17          5.433  (可変)                          5.56
18*         9.649    3.22   1.69680    55.5        9.61
19        -34.270    0.86   1.72825    28.5        9.09
20         19.299  (可変)                          8.43
21          ∞       2.26   1.51680    64.2       10.75
22          ∞       0.28                         10.75
像面        ∞   
非球面データ
第9面
K = 1.54736e+001  A 4=-2.45878e-005  A 6=-1.74556e-007  A 8=-1.08694e-009  A10= 3.02856e-012  
第15面
K =-1.16100e+000  A 4=-1.93973e-004  A 6=-4.65920e-006  A 8=-2.73102e-007  A10= 1.04327e-008  
第18面
K = 1.07816e+000  A 4=-1.03216e-004  A 6=-4.40820e-006  A 8= 6.63935e-008  A10=-2.96500e-009  
各種データ
ズーム比      8.38 
広角     中間     望遠
焦点距離       6.87    11.00    57.59  
Fナンバー      3.05     4.02     6.27  
画角           0.00     0.00     0.00  
像高           3.60     3.60     3.60  
レンズ全長    75.20    75.57   102.10  
BF             0.28     0.28     0.28  
d 3            0.09     0.50    27.00  
d11           26.17    16.33     1.60  
d17            1.21    11.75    30.87  
d20            7.37     6.66     2.29  
入射瞳位置    20.14    19.26   113.19  
射出瞳位置   -15.21   -37.27   109.57  
前側主点位置  23.96    27.04   201.12  
後側主点位置  -6.59   -10.72   -57.31  
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      58.90         6.18        -0.58         -3.99
2    4     -14.22        20.69         0.89        -11.89
3   12      21.11         6.85        -6.46         -7.92
4   18      24.88         4.08        -2.29         -4.29
G   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    -63.65
2       2     30.10
3       4    -14.56
4       6      0.00
5       8    -23.35
6      10     24.09
7      13     12.19
8      15     68.61
9      16    -12.13
10      18     11.14
11      19    -16.84
12      21      0.00
【００３７】
【表１】
0005523092.tif 000004
【符号の説明】
【００３８】
Ｌ１は第１レンズ群、Ｌ２は第２レンズ群、Ｌ３は第３レンズ群、Ｌ４は第４レンズ群、Ｌ５は第５レンズ群、ＳＰは絞り、ＩＰは像面、Ｇはガラスブロック、ＰＲはプリズム部材、ＬＲは後群
【図１】
0005523092.tif 000005
【図２】
0005523092.tif 000006
【図３】
0005523092.tif 000007
【図４】
0005523092.tif 000008
【図５】
0005523092.tif 000009
【図６】
0005523092.tif 000010
【図７】
0005523092.tif 000011
【図８】
0005523092.tif 000012
【図９】
0005523092.tif 000013
【図１０】
0005523092.tif 000014
【図１１】
0005523092.tif 000015
【図１２】
0005523092.tif 000016