(57)【要約】【課題】  屈折力可変素子を有する光学系において、複数の屈折力可変素子を適切に配置し、光学系の高機能化、高変倍化の実現とともに、ペッツバール和の変動を補償し、ズーム全域で良好な光学性能を得ること。【解決手段】  物体側から順に第１レンズ群、中間レンズ群、少なくとも１つの後続レンズ群を有するズームレンズにおいて、前記第1レンズ群は、第１の屈折力可変素子を有し、前記後続レンズ群中に、前記第１の屈折力可変素子と屈折力変化方向が逆向きに変化する第２の屈折力可変素子を有し、第1レンズ群の広角端における焦点距離をｆ１ｗ、第1レンズ群の望遠端における焦点距離をｆ１ｔ、とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする構成とした。【選択図】  図１
2014145869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に
第１レンズ群、
中間レンズ群、
少なくとも１つの後続レンズ群
を有するズームレンズにおいて、
前記第1レンズ群は、第１の屈折力可変素子を有し、
前記後続レンズ群中に、前記第１の屈折力可変素子と屈折力変化方向が逆向きに変化する第２の屈折力可変素子を有し、
第1レンズ群の広角端における焦点距離をｆ１ｗ、
第1レンズ群の望遠端における焦点距離をｆ１ｔ、
とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
１．０  ＜  ｆ１ｔ／ｆ１ｗ    ・・・（１）
【請求項２】
前記第２の屈折力可変素子は、広角端から望遠端にかけて、ｄ線における結像倍率が増大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】
前記中間レンズ群は、前記第１レンズ群と符号の異なる屈折力を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第１の屈折力可変素子の広角端における屈折力をΦａｏ１ｗ、
前記第１の屈折力可変素子の望遠端における屈折力をΦａｏ１ｔ、
前記第２の屈折力可変素子の広角端における屈折力をΦａｏ２ｗ、
前記第２の屈折力可変素子の望遠端における屈折力をΦａｏ２ｔ、
光学系の全系の広角端における焦点距離をｆｗ、
とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
ΔΦａｏ１  ＝  Φａｏ１ｔ  −  Φａｏ１ｗ
ΔΦａｏ２  ＝  Φａｏ２ｔ  −  Φａｏ２ｗ
｜ΔΦａｏ１  ＋  ΔΦａｏ２｜＊ｆｗ  ＜  ０．２    ・・・（２）
【請求項５】
前記中間レンズ群は変倍中屈折力が固定であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記中間レンズ群の焦点距離をｆｃ、
レンズ全系の広角端における焦点距離をｆｗ、
とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
０．５  ＜  ｜ｆｃ｜／ｆｗ  ＜  １０．０    ・・・（３）
【請求項７】
前記中間レンズ群は変倍に際し移動することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記第２の屈折力可変素子の広角端、ｄ線における結像倍率をβａｏ２ｗ、
前記第２の屈折力可変素子の望遠端、ｄ線における結像倍率をβａｏ２ｔ、
とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項３に記載のズームレンズ。
１．０  ＜  βａｏ２ｔ／βａｏ２ｗ  ＜  １０．０    ・・・（４）
【請求項９】
光電変換素子に像を形成することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のズームレンズと、
該ズームレンズによって形成される像を受光する光電変換素子とを備え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、屈折力可変素子を用いたズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、特にデジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩写真用カメラなどに好適なズームレンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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の撮像装置は、全体が小型で高機能であることが求められている。
【０００３】
これらの撮像装置に用いられるレンズは、撮像装置の小型化のために、レンズ全系が小型であることはもとより、撮影領域拡大のため、より広い変倍域での撮影が可能なズームレンズを有することが求められている。
【０００４】
また、屈折力可変素子に関し、エレクトロウェッティング現象を利用し、屈折率の異なる液体界面を印加電圧制御によりコントロールし屈折力を可変とする素子が提案されている。
【０００５】
従来、アクチュエータ、メカニカル機構の削減による、コンペンセータ、バリエータ、フォーカス機構の簡略化を目的として、屈折力可変素子をズームレンズに適用した光学系が知られている。
【０００６】
例えば、特許文献１では、屈折力可変素子を第１群に用いて、コンペンセータ、フォーカスの機能を実現した、２．５倍程度の変倍比を有するズームレンズが開示されている。
【０００７】
また、特許文献２では、ハーフプリズムと屈折力可変素子を第１群に用いて、コンペンセータ、フォーカスの機能を実現したズームレンズが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２９２７６３号公報
【特許文献２】特開２００８−１７６０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の屈折力可変素子を用いない光学系において、全系の焦点距離は第１レンズ群の焦点距離に後続レンズ群の結像倍率を掛けたものであるが、第１レンズ群の焦点距離は変倍中に固定であるため、変倍量は後続群の結像倍率のみで決定されていた。ここで、第１レンズ群の屈折力が可変であるとすると、広角端から望遠端にかけて第１レンズ群の屈折力を変化させることで、変倍域選択の自由度を与えることができる。つまり、第１レンズ群自体にも変倍能力と同等の機能を持たせることが可能となる。
【００１０】
特許文献１に開示されているズームレンズは、第１レンズ群に屈折力可変素子を用いることで、コンペンセータ、フォーカスの各機能を屈折力可変素子に分担している。ここで、ズームレンズの構成としては、従来の負群先行型１群完全往復タイプにおいて、変倍中間における像面のコンペンセート機能を屈折力可変素子に分担した構成である。つまり、広角端と望遠端における第１レンズ群の屈折力は同一であり、屈折力可変素子を用いることによる変倍機能は実現できていない。
【００１１】
特許文献２に開示されているズームレンズも、第１レンズ群に屈折力可変素子を用いることで、コンペンセータ、フォーカスの各機能を屈折力可変素子に分担している。ここで、ハーフミラープリズムを用いて、屈折力可変素子をダブルパスで用いることで、屈折力の増大を実現しているが、ハーフミラーを用いることにより、透過光量の減少が避けられない構成となっている。また、屈折力の可変範囲に関しては開示されていない。
【００１２】
また、上記文献に開示されているズームレンズは、屈折力可変素子を光学系中に単独で用いている。このため、屈折力が可変であることに起因するペッツバール和の変動を補償することが不可能であり、屈折力可変素子を大きな屈折力変化で使用した場合、ズーム全域における像面彎曲の補正が困難であった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、複数の屈折力可変素子を適切に配置することで、光学系の高機能化、高変倍化の実現とともに、ペッツバール和の変動を補償し、ズーム全域で良好な光学性能を有するズームレンズ、及びそれを用いた撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明は、
物体側から順に
第１レンズ群、
中間レンズ群、
少なくとも１つの後続レンズ群
を有するズームレンズにおいて、
前記第1レンズ群は、第１の屈折力可変素子を有し、
前記後続レンズ群中に、前記第１の屈折力可変素子と屈折力変化方向が逆向きに変化する第２の屈折力可変素子を有し、
第1レンズ群の広角端における焦点距離をｆ１ｗ、
第1レンズ群の望遠端における焦点距離をｆ１ｔ、
とするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする。
【００１５】
１．０  ＜  ｆ１ｔ／ｆ１ｗ    ・・・（１）
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数の屈折力可変素子を適切に配置し、ズームレンズの高機能化、高変倍化の実現とともに、ペッツバール和の変動を補償し、ズーム全域で良好な光学性能を有するズームレンズ、及びそれを用いた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１の広角端におけるレンズ断面図
【図２】実施例１の広角端における収差図
【図３】実施例１の中間のズーム位置における収差図
【図４】実施例１の望遠端における収差図
【図５】実施例２の広角端におけるレンズ断面図
【図６】実施例２の広角端における収差図
【図７】実施例２の中間のズーム位置における収差図
【図８】実施例２の望遠端における収差図
【図９】実施例３の広角端におけるレンズ断面図
【図１０】実施例３の広角端における収差図
【図１１】実施例３の中間のズーム位置における収差図
【図１２】実施例３の望遠端における収差図
【図１３】実施例４の広角端におけるレンズ断面図
【図１４】実施例４の広角端における収差図
【図１５】実施例４の中間のズーム位置における収差図
【図１６】実施例４の望遠端における収差図
【図１７】実施例５の広角端におけるレンズ断面図
【図１８】実施例５の広角端における収差図
【図１９】実施例５の中間のズーム位置における収差図
【図２０】実施例５の望遠端における収差図
【図２１】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】
【００１８】
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。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）における断面図である。図２、３、４はそれぞれ実施形態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。
【００２０】
図５は、本発明の実施形態２のズームレンズの広角端（短焦点距離端）における断面図である。図６、７、８はそれぞれ実施形態２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。
【００２１】
図９は、本発明の実施形態３のズームレンズの広角端（短焦点距離端）における断面図である。図１０、１１、１２はそれぞれ実施形態３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。
【００２２】
図１３は、本発明の実施形態４のズームレンズの広角端（短焦点距離端）における断面図である。図１４、１５、１６はそれぞれ実施形態４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。
【００２３】
図１７は、本発明の実施形態５のズームレンズの広角端（短焦点距離端）における断面図である。図１８、１９、２０はそれぞれ実施形態５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。
【００２４】
図２１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。
【００２５】
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、銀塩フィルムカメラなどの撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。
【００２６】
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。また、レンズ断面図において、ｉを物体側からのレンズ群の順番とすると、Ｌｉは第ｉレンズ群を示す。ＳＰは開口絞りであり、Ｇは光学フィルター、フェースプレート、ローパスフィルター、赤外カットフィルターなどに相当する光学ブロックである。
【００２７】
ＩＰは像面である。ＩＰは、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系としてズームレンズを使用する際には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。銀塩フィルムカメラの撮影光学系としてズームレンズを使用する際には、フィルム面に相当する。
【００２８】
矢印は広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群の移動軌跡を示している。
【００２９】
収差図において、ｄ、ｇは各々、フラウンフォーファーのｄ線及びｇ線、ΔＭ、ΔＳは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、ＦｎｏはＦナンバーである。
【００３０】
なお、実施例１〜４において広角端と望遠端は、変倍群である第２レンズ群が機構上、光軸上を移動可能な範囲の両端に、また、屈折力可変素子の屈折力が設計上の屈折力可変範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。また、実施例５において広角端と望遠端は、変倍群である第３レンズ群が機構上、光軸上を移動可能な範囲の両端に、また、屈折力可変素子の屈折力が設計上の屈折力可変範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
【００３１】
各実施例はいずれも、物体側から像側へ順に、第１レンズ群Ｌ１、中間レンズ群Ｌｃ、後続レンズ群で構成している。
【００３２】
前記第１レンズ群Ｌ１は、第１の屈折力可変素子ａｏ１を有している。また、後続レンズ群中には、前記第１の屈折力可変素子ａｏ１と屈折力変化方向が逆向きに変化する第２の屈折力可変素子ａｏ２を配置している。
【００３３】
前記第1レンズ群の広角端における焦点距離をｆ１ｗ、前記第1レンズ群の望遠端における焦点距離をｆ１ｔ、レンズ全系の広角端における焦点距離をｆｗとするとき、以下の条件式を満足している。
【００３４】
１．０  ＜  ｆ１ｔ／ｆ１ｗ    ・・・（１）
光学系の第１群に屈折力可変素子を有するズームレンズにおいて、第１群の焦点距離を変倍中に積極的に変化させることにより、通常の構成では第１レンズ群より後群の結像倍率のみで決定されるズームレンズの変倍域を、さらに拡張することが可能となる。
【００３５】
ここで、第１レンズ群の屈折力可変素子ａｏ１を、第１レンズ群の焦点距離が望遠端において、広角端よりも大きくなるように屈折力を変化させることにより、第１レンズ群においても増倍機能と同等の効果を得ることができる。
【００３６】
また変倍に際し、第２の屈折力可変素子ａｏ２の屈折力を、第１の屈折力可変素子ａｏ１と屈折力変化方向が逆向きに変化させることにより、屈折力が可変であることに起因するペッツバール和の変動を補償し、ズーム全域において像面湾曲を良好に補正している。
【００３７】
条件式（１）は、第１レンズ群Ｌ１の屈折力可変方向について規定した条件式である。条件式（１）を満足する構成とすることで、第１レンズ群Ｌ１は広角端から望遠端にかけて、増倍機能と同等の効果を得ることができる。
【００３８】
条件式（１）の下限を超えると、第１レンズ群Ｌ１は広角端から望遠端にかけて、減倍機能と同等の効果を得てしまうのでよくない。
【００３９】
第１レンズ群が増倍機能と同等の効果を効果的に得て、かつ屈折力可変素子の屈折力可変範囲が大きくなりすぎないためには、各実施例において、より好ましくは、条件式（１）を以下の数値範囲とするとよい。
【００４０】
１．０５  ＜  ｆ１ｔ／ｆ１ｗ  ＜  ５．００・・・（１ａ）
各実施例において、更に好ましくは、条件式（１ａ）を以下の数値範囲とするとよい。
【００４１】
１．１０  ＜  ｆ１ｔ／ｆ１ｗ  ＜  ２．００・・・（１ｂ）
以上、第１の屈折力可変素子ａｏ１と第２の屈折力可変素子ａｏ２を適切に配置することで、光学系の高機能化、高変倍化の実現とともに、ペッツバール和の変動を補償し、ズーム全域で良好な光学性能を有するズームレンズを得ている。
【００４２】
また各実施例では、前記第２の屈折力可変素子ａｏ２を、広角端から望遠端にかけて、フラウンフォーファーのｄ線における結像倍率が増大するように用いている。
【００４３】
これによれば、ズーム全系の変倍効果を損なうことなく、第１の屈折力可変素子ａｏ１の屈折力変化に起因するペッツバール和の変動を良好に補償することができる。
【００４４】
また各実施例では、前記中間レンズ群Ｌｃを、前記第１レンズ群Ｌ１と符号の異なる屈折力にて配置している。つまり、第１レンズ群Ｌ１が正の屈折力を有する場合、中間レンズ群Ｌｍは負の屈折力で、第１レンズ群Ｌ１が負の屈折力を有する場合、中間レンズ群Ｌｃは正の屈折力で配置している。
【００４５】
これによれば、中間レンズ群Ｌｃより後群に配置した第２の屈折力可変素子ａｏ２を、広角端から望遠端にかけて結像倍率が増大するように作用させることができる。
【００４６】
以下、その原理を説明する。
【００４７】
ここで、第１の屈折力可変素子ａｏ１の広角端における屈折力をΦａｏ１ｗ、望遠端における屈折力をΦａｏ１ｔとして、
ΔΦａｏ１  ＝  Φａｏ１ｔ  −  Φａｏ１ｗ
と定義する。
【００４８】
同様に、第２の屈折力可変素子ａｏ２の広角端における屈折力をΦａｏ２ｗ、望遠端における屈折力をΦａｏ２ｔとして、
ΔΦａｏ２  ＝  Φａｏ２ｔ  −  Φａｏ２ｗ
と定義する。
【００４９】
ここで、第１レンズ群Ｌ１が正の屈折力を有する場合、条件式（１）を満足するために、第１の屈折力可変素子ａｏ１は
ΔΦａｏ１  ＜  ０
の屈折力配置を取ることとなる。
【００５０】
このとき、第１の屈折力可変素子ａｏ１によるペッツバール和の変動を補償するために、第２の屈折力可変素子ａｏ２は
ΔΦａｏ２  ＞  ０
の屈折力配置を取ることとなる。
【００５１】
ゆえに、第２の屈折力可変素子ａｏ２は発散光束中に配置することで、広角端から望遠端にかけて結像倍率が増大するように作用する。
【００５２】
つまり、第１レンズ群Ｌ１が正の屈折力を有する場合、中間レンズ群Ｌｃを負の屈折力で配置し、後続群に配置された第２の屈折力可変素子ａｏ２に入射する光を発散光束とすることで第２の屈折力可変素子ａｏ２の増倍作用を実現している。
【００５３】
第１レンズ群Ｌ１が負の屈折力を有する場合も同様に、各屈折力可変素子は
ΔΦａｏ１  ＞  ０
ΔΦａｏ２  ＜  ０
の屈折力配置を取ることとなる。
【００５４】
ゆえにこの場合は、第２の屈折力可変素子ａｏ２は収斂光束中に配置することで、広角端から望遠端にかけて結像倍率が増大するように作用する。
【００５５】
つまり、第１レンズ群Ｌ１が負の屈折力を有する場合、中間レンズ群Ｌｃを正の屈折力で配置し、後続群に配置された第２の屈折力可変素子ａｏ２に入射する光を収斂光束とすることで、第２の屈折力可変素子ａｏ２の増倍作用を実現している。
【００５６】
また各実施例では、以下の条件式を満足している。
【００５７】
｜ΔΦａｏ１＋ΔΦａｏ２｜＊ｆｗ  ＜  ０．２    ・・・（２）
条件式（２）は、複数の屈折力可変素子を用いたペッツバール和の変動の補償範囲を規定した条件式である。条件式（２）の範囲を満足することで、ペッツバール和の変動を補償し、ズームレンズ全域において像面彎曲を良好に補正することができる。
【００５８】
条件式（２）の上限を超えると、第１の屈折力可変素子ａｏ１、第２の屈折力可変素子ａｏ２のいずれかの素子の屈折力可変範囲に偏りが生じ、ペッツバール和の補償が不十分となり、像面彎曲の補正が困難となるのでよくない。
【００５９】
また各実施例では、前記中間レンズ群Ｌｃの焦点距離をｆｃ、レンズ全系の広角端における焦点距離をｆｗとするとき、以下の条件式を満足している。
【００６０】
０．５  ＜  ｜ｆｃ｜／ｆｗ  ＜  １０．０    ・・・（３）
条件式（３）は、中間レンズ群Ｌｃの屈折力配置を規定した条件式である。第２レンズ群Ｌ２の屈折力を適切に配置することで、ズーム全域での収差補正とレンズの小型化を両立している。
【００６１】
条件式（３）の上限を超えると、中間レンズ群Ｌｃの屈折力が弱くなりすぎ、レンズ全系が大型化してしまう。一方、下限を超えると、中間レンズ群Ｌｃの屈折力が強くなりすぎ、増大してくる収差のズーム変動の補正が困難となるのでよくない。
【００６２】
また各実施例では、前記第２の屈折力可変素子ａｏ２について、広角端、望遠端でのフラウンフォーファーのｄ線における結像倍率をそれぞれ、βａｏ２ｗ、βａｏ２ｔとするとき、以下の条件式を満足している。
【００６３】
１．０  ＜  βａｏ２ｔ／βａｏ２ｗ  ＜  １０．０    ・・・（４）
条件式（４）は、第２の屈折力可変素子ａｏ２の変倍量を規定した条件式である。第２の屈折力可変素子ａｏ２の変倍量を適切に配置することで、効率よい変倍を実現している。
【００６４】
条件式（４）の上限を超えると、第２の屈折力可変素子ａｏ２の変倍量が大きくなりすぎ、収差のズーム変動が増大してくる。一方、下限を超えると、第２の屈折力可変素子ａｏ２の変倍量が小さくなりすぎる、若しくは、減倍してしまう構成となり、効率よい変倍が実現できなくなるのでよくない。
【００６５】
また各実施例では、前記中間レンズ群Ｌｃを変倍に際し可動としている。
【００６６】
中間レンズ群Ｌｃを可動の群とすることで、変倍機能を分担しズーム全域での効率よい変倍とズーム全域における収差補正を両立している。
【００６７】
各実施例において、より好ましくは条件式（２）〜（４）を以下の範囲とするのがよい。
【００６８】
｜ΔΦａｏ１  ＋  ΔΦａｏ２｜＊ｆｗ  ＜  ０．１    ・・・（２ａ）
０．８  ＜  ｜ｆ２｜／ｆｗ  ＜  ８．０    ・・・（３ａ）
１．０１  ＜  βａｏ２ｔ／βａｏ２ｗ  ＜  ８．０    ・・・（４ａ）
各実施例において、更に好ましくは条件式（２ａ）〜（４ａ）を以下の範囲とするのがよい。
【００６９】
｜ΔΦａｏ１  ＋  ΔΦａｏ２｜＊ｆｗ  ＜  ０．０５    ・・・（２ｂ）
１．０  ＜  ｜ｆ２｜／ｆｗ  ＜  ６．０    ・・・（３ｂ）
１．０２  ＜  βａｏ２ｔ／βａｏ２ｗ  ＜  ５．０    ・・・（４ｂ）
また、各実施例において、非球面を用いているが、この非球面レンズは、研削非球面、グラスモールド非球面のほか、樹脂材料をレンズ母材に接合形成してなる、所謂複合型非球面であってもよい。
【実施例１】
【００７０】
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施形態によるズームレンズについて説明する。
【００７１】
図１の実施例１では、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群Ｌ２は変倍群であり、矢印のように物体側に移動している。また、他の群はそれぞれ像面に対して固定している。また、第３レンズ群Ｌ３は、変倍中屈折力が変化しない前部分群Ｌ３ａと、変倍中屈折力が可変である後部分群Ｌ３ｂで構成している。
【００７２】
ここで、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群の後部分群Ｌ３ｂに、それぞれ屈折力可変素子ａｏ１、ａｏ２を配置し、変倍機能と変倍による像面の変動補償を分担している。
【００７３】
この実施例において、中間レンズ群Ｌｃは第２レンズ群Ｌ２である。
【００７４】
有限距離物体への合焦には、第３レンズ群の前部分群Ｌ３ａを光軸上で移動させるインナーフォーカス方式、屈折力可変素子ａｏ１若しくは、ａｏ２の屈折力を変化させる方式のいずれかを採用するのが良い。いずれの方式においても、迅速な合焦を容易としている。
【００７５】
以下、各レンズ群のレンズ構成は、物体側から像側の順とする。
【００７６】
第１レンズ群Ｌ１は負群であり、両凹形状の負レンズ、屈折率が異なる材料の界面の曲率を変化させることで屈折力を可変とする屈折力可変素子ａｏ１で構成している。第１レンズ群Ｌ１の屈折力可変素子ａｏ１の屈折力を変倍中に変化させることにより、光学系全体の変倍域の拡張を実現している。
【００７７】
第２レンズ群Ｌ２は正群であり、両凸形状で非球面を有する正レンズ、両凹形状で非球面を有する負レンズで構成している。
【００７８】
第３レンズ群Ｌ３の前部分群Ｌ３ａは正群であり、両凸形状で非球面を有する正レンズ１枚で構成している。
【００７９】
第３レンズ群Ｌ３の後部分群Ｌ３ｂは、屈折率が異なる材料の界面の曲率を変化させることで屈折力を可変とする、屈折力可変素子ａｏ２の１つの素子で構成している。屈折力可変素子ａｏ２の屈折力を変倍中に変化させることにより、ズーム全域でペッツバール和の変動を補償しつつ、変倍作用を分担している。
【実施例２】
【００８０】
以下、図５を参照して、本発明の第２の実施形態によるズームレンズについて説明する。
【００８１】
図５の実施例２では、広角端から望遠端への変倍に際し、矢印のように第１レンズ群Ｌ１は像側に凸の軌跡で移動し、変倍による像面の変動を補償している。また、第２レンズ群Ｌ２は変倍群であり、物体側に移動している。また、第３レンズ群Ｌ３は像側に移動している。また、第２レンズ群Ｌ２は、変倍中屈折力が変化しない前部分群Ｌ２ａと、変倍中屈折力が可変である後部分群Ｌ２ｂで構成している。
【００８２】
ここで、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群の後部分群Ｌ２ｂに、それぞれ屈折力可変素子ａｏ１、ａｏ２を配置し、変倍機能を分担している。
【００８３】
この実施例において、中間レンズ群Ｌｃは第２レンズ群の前部分群Ｌ２ａである。
【００８４】
有限距離物体への合焦には、第３レンズ群Ｌ３を光軸上で移動させるリアフォーカス方式、屈折力可変素子ａｏ１若しくは、ａｏ２の屈折力を変化させる方式のいずれかを採用するのが良い。いずれの方式においても、迅速な合焦を容易としている。
【００８５】
以下、各レンズ群のレンズ構成は、物体側から像側の順とする。
【００８６】
第１レンズ群Ｌ１は負群であり、非球面を有し両凹形状の負レンズ、物体側に凸のメニスカス形状の正レンズ、屈折率が異なる材料の界面の曲率を変化させることで屈折力を可変とする屈折力可変素子ａｏ１で構成している。第１レンズ群Ｌ１の屈折力可変素子ａｏ１の屈折力を変倍中に変化させることにより、光学系全体の変倍域の拡張を実現している。
【００８７】
第２レンズ群Ｌ２の前部分群Ｌ２ａは正群であり、非球面を有し物体側に凸のメニスカス形状の正レンズと、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズを接合した、接合レンズで構成している。
【００８８】
第２レンズ群Ｌ２の後部分群Ｌ２ｂは、屈折率が異なる材料の界面の曲率を変化させることで屈折力を可変とする、屈折力可変素子ａｏ２の１つの素子で構成している。屈折力可変素子ａｏ２の屈折力を変倍中に変化させることにより、ズーム全域でペッツバール和の変動を補償しつつ、変倍作用を分担している。
【００８９】
第３レンズ群Ｌ３は正群であり、非球面を有し像側に凸のメニスカス形状の正レンズ１枚で構成している。
【実施例３】
【００９０】
以下、図９を参照して、本発明の第３の実施形態によるズームレンズについて説明する。
【００９１】
図９の実施例３では、広角端から望遠端への変倍に際し、矢印のように第１レンズ群Ｌ１は像側に凸の軌跡で移動し、変倍による像面の変動を補償している。また、第２レンズ群Ｌ２は物体側に、第４レンズ群Ｌ４は物体側に凸の軌跡で像側に移動している。また、第３レンズ群Ｌ３は像面に対して固定している。
【００９２】
ここで、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３に、それぞれ屈折力可変素子ａｏ１、ａｏ２を配置し、変倍機能を分担している。
【００９３】
この実施例において、中間レンズ群Ｌｃは第２レンズ群Ｌ２である。
【００９４】
有限距離物体への合焦には、第４レンズ群Ｌ４を光軸上で移動させるリアフォーカス方式、屈折力可変素子ａｏ１若しくは、ａｏ２の屈折力を変化させる方式のいずれかを採用するのが良い。いずれの方式においても、迅速な合焦を容易としている。
【００９５】
以下、各レンズ群のレンズ構成は、物体側から像側の順とする。
【００９６】
第１レンズ群Ｌ１は負群であり、非球面を有し両凹形状の負レンズ、物体側に凸のメニスカス形状の正レンズ、屈折率が異なる材料の界面の曲率を変化させることで屈折力を可変とする屈折力可変素子ａｏ１で構成している。第１レンズ群Ｌ１の屈折力可変素子ａｏ１の屈折力を変倍中に変化させることにより、光学系全体の変倍域の拡張を実現している。
【００９７】
第２レンズ群Ｌ２は正群であり、非球面を有し物体側に凸のメニスカス形状の正レンズと、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズを接合した接合レンズ、物体側に凸のメニスカス形状の正レンズで構成している。
【００９８】
第３レンズ群Ｌ３は、屈折率が異なる材料の界面の曲率を変化させることで屈折力を可変とする、屈折力可変素子ａｏ２の１つの素子で構成している。屈折力可変素子ａｏ２の屈折力を変倍中に変化させることにより、ズーム全域でペッツバール和の変動を補償しつつ、変倍作用を分担している。
【００９９】
第４レンズ群Ｌ４は正群であり、両凸形状の正レンズ１枚で構成している。
【実施例４】
【０１００】
以下、図１３を参照して、本発明の第３の実施形態によるズームレンズについて説明する。
【０１０１】
図１３の実施例４では、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群Ｌ２は変倍群であり、矢印のように像側へ移動している。また、第４レンズ群は物体側へ移動し、他の群はそれぞれ像面に対して固定している。また、第３レンズ群Ｌ３は、変倍中屈折力が可変である前部分群Ｌ３ａと、変倍中屈折力が変化しない後部分群Ｌ３ｂで構成している。
【０１０２】
ここで、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群の前部分群Ｌ３ａに、それぞれ屈折力可変素子ａｏ１、ａｏ２を配置し、変倍機能を分担している。
【０１０３】
この実施例において、中間レンズ群Ｌｃは第２レンズ群Ｌ２である。
【０１０４】
有限距離物体への合焦には、第４レンズ群Ｌ４を光軸上で移動させるリアフォーカス方式、屈折力可変素子ａｏ１若しくは、ａｏ２の屈折力を変化させる方式のいずれかを採用するのが良い。いずれの方式においても、迅速な合焦を容易としている。
【０１０５】
以下、各レンズ群のレンズ構成は、物体側から像側の順とする。
【０１０６】
第１レンズ群Ｌ１は正群であり、両凹形状の負レンズ、光路折り曲げのためのガラスブロック、屈折率が異なる材料の界面の曲率を変化させることで屈折力を可変とする屈折力可変素子ａｏ１、非球面を有し両凸形状の正レンズで構成している。第１レンズ群Ｌ１の屈折力可変素子ａｏ１の屈折力を変倍中に変化させることにより、光学系全体の変倍域の拡張を実現している。
【０１０７】
第２レンズ群Ｌ２は負群であり、両凹形状の負レンズ、両凹形状の負レンズと物体側に凸のメニスカス形状の正レンズを接合した接合レンズで構成している。
【０１０８】
第３レンズ群Ｌ３の前部分群Ｌ３ａは、屈折率が異なる材料の界面の曲率を変化させることで屈折力を可変とする、屈折力可変素子ａｏ２の１つの素子で構成している。屈折力可変素子ａｏ２の屈折力を変倍中に変化させることにより、ズーム全域でペッツバール和の変動を補償しつつ、変倍作用を分担している。
【０１０９】
第３レンズ群Ｌ３の後部分群Ｌ３ｂは正群であり、両凸形状の正レンズと、両凹形状の負レンズで構成している。
【０１１０】
第４レンズ群Ｌ４は正群であり、非球面を有し物体側に凸のメニスカス形状の正レンズ１枚で構成している。
【実施例５】
【０１１１】
以下、図１７を参照して、本発明の第４の実施形態によるズームレンズについて説明する。
【０１１２】
図１７の実施例５では、広角端から望遠端への変倍に際し、矢印のように第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動している。また、第２レンズ群Ｌ２は変倍群であり、物体側へ移動している。また、第４レンズ群Ｌ４は像側へ移動している。また、第３レンズ群Ｌ３は、変倍中屈折力が可変である前部分群Ｌ３ａと、変倍中屈折力が変化しない後部分群Ｌ３ｂで構成している。
【０１１３】
ここで、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群の前部分群Ｌ３ａに、それぞれ屈折力可変素子ａｏ１、ａｏ２を配置し、変倍機能を分担している。
【０１１４】
この実施例において、中間レンズ群Ｌｃは第２レンズ群Ｌ２である。
【０１１５】
有限距離物体への合焦には、第４レンズ群Ｌ４を光軸上で移動させるリアフォーカス方式、屈折力可変素子ａｏ１若しくは、ａｏ２の屈折力を変化させる方式のいずれかを採用するのが良い。いずれの方式においても、迅速な合焦を容易としている。
【０１１６】
以下、各レンズ群のレンズ構成は、物体側から像側の順とする。
【０１１７】
第１レンズ群Ｌ１は正群であり、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズと物体側に凸の平凸形状の正レンズを接合した接合レンズと、屈折率が異なる材料の界面の曲率を変化させることで屈折力を可変とする屈折力可変素子ａｏ１を一体として構成している。
【０１１８】
第１レンズ群Ｌ１の屈折力可変素子ａｏ１の屈折力を変倍中に変化させることにより、光学系全体の変倍域の拡張を実現している。
【０１１９】
第２レンズ群Ｌ２は負群であり、非球面を有し両凹形状の負レンズ、物体側に凸のメニスカス形状の正レンズで構成している。
【０１２０】
第３レンズ群Ｌ３の前部分群Ｌ３ａは、屈折率が異なる材料の界面の曲率を変化させることで屈折力を可変とする、屈折力可変素子ａｏ２の１つの素子で構成している。屈折力可変素子ａｏ２の屈折力を変倍中に変化させることにより、ズーム全域でペッツバール和の変動を補償しつつ、変倍作用を分担している。
【０１２１】
第３レンズ群Ｌ３の後部分群Ｌ３ｂは正群であり、非球面を有し物体側に凸のメニスカス形状の正レンズと、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズを接合した接合レンズ、両凸形状の正レンズで構成している。
【０１２２】
第４レンズ群Ｌ４は正群であり、非球面を有し両凸形状の正レンズ１枚で構成している。
【０１２３】
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。
【０１２４】
とくに、屈折力可変素子について、各実施例では屈折率が異なる光学材料の界面の曲率を変化させる方式、所謂エレクトロウェッティングを利用した方式を想定したが、本発明の効果はこの方式に限定されたものではない。
【０１２５】
屈折力可変の手段として、液晶の屈折率異方性、電気光学材料の電気光学効果を利用し、材料の屈折率や屈折率分布を制御することで、屈折力を可変とした方式がある。また、形状可変材料を圧力で変形させることで、屈折力を可変とした方式がある。また、面形状可変ミラーを用いることで、屈折力を可変とした方式がある。
【０１２６】
以下、実施例１〜５に対応する数値実施例１〜５の具体的数値データを示す。各数値実施例において、ｉは物体側から数えた面の番号を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径である。ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との軸上間隔である。ｎｄｉ、ｖｄｉ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、アッベ数である。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。
【０１２７】
非球面形状は、光の進行方向を正、ｘを光軸方向の面頂点からの変位量として、ｈを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、ｒを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を非球面係数とするとき、
ｘ  ＝  （ｈ２／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）＊（ｈ／ｒ）２｝１／２］
＋Ａ４＊ｈ４＋Ａ６＊ｈ６＋Ａ８＊ｈ８＋Ａ１０＊ｈ１０
なる式で表している。
【０１２８】
なお、各非球面係数における「Ｅ±ＸＸ」は「×１０±ＸＸ」を意味している。
【０１２９】
また、前述の各条件式と数値実施例との関係を（表１）に示す。
【０１３０】
（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1        -22.857    0.70   1.48749    70.2        4.60
2          3.311    0.60                          3.50
3          ∞     (可変)   1.60000    30.0        4.00
4         (可変)  (可変)   1.34000    60.0        4.00
5          ∞     (可変)                          4.00
6(絞り)    ∞       0.10                          1.50
7*         1.447    1.40   1.48749    70.2        1.80
8*        -1.704    0.10                          1.70
9        -16.479    0.70   1.58306    30.2        1.50
10*         0.973  (可変)                          1.30
11*         8.321    1.60   1.49171    57.4        4.20
12*        -2.543    0.80                          4.50
13          ∞     (可変)   1.60000    30.0        4.20
14         (可変)  (可変)   1.34000    60.0        4.20
15          ∞                                     4.20
像面        ∞   
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-3.06851e-003  A 6= 1.22046e-002  A 8= 2.79515e-003  
第8面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.10146e-001  A 6=-1.63586e-001  A 8= 1.76295e-001  
第10面
K = 0.00000e+000  A 4=-4.15682e-001  A 6= 3.02441e-001  A 8=-3.38477e-001  
第11面
K = 0.00000e+000  A 4= 7.43861e-003  A 6= 2.12280e-003  A 8=-9.85193e-004  
第12面
K = 0.00000e+000  A 4= 4.03785e-002  A 6=-4.09984e-003  
各種データ
ズーム比      2.40
焦点距離       2.60     4.11     6.24
Fナンバー      3.30     4.27     5.19
画角          37.57    25.97    17.77
像高           2.00     2.00     2.00
レンズ全長    12.01    12.01    12.01
BF             0.30     0.30     0.30
r 4          12.450   23.888  -26.742
r14         -35.746   11.143    7.800
d 3            0.38     0.39     0.41
d 4            0.42     0.41     0.39
d 5            3.51     1.90     0.30
d10            0.60     2.21     3.81
d13            0.41     0.38     0.37
d14            0.39     0.42     0.43
入射瞳位置     2.94     2.42     1.61
射出瞳位置    -7.42   -29.28    30.43
前側主点位置   4.66     5.95     9.14
後側主点位置  -2.30    -3.81    -5.94
ズームレンズ群データ
全系焦点距離       2.60
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      -5.15         2.10         0.50         -1.10
2    6       3.73         2.30        -2.05         -2.22
3a  11       4.16         2.40         0.86         -1.70
3b  14     137.49         0.39         0.00         -0.29
全系焦点距離       4.11
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      -5.48         2.10         0.46         -1.15
2    6       3.73         2.30        -2.05         -2.22
3a  11       4.16         1.60         0.86         -0.26
3b  13     -42.86         0.80         0.24         -0.32
全系焦点距離       6.24
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      -6.30         2.10         0.35         -1.27
2    6       3.73         2.30        -2.05         -2.22
3a  11       4.16         1.60         0.86         -0.26
3b  13     -30.00         0.80         0.23         -0.32
単レンズデータ
全系焦点距離       2.60
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -5.88
2       3    -20.75
3       4     36.62
4       7      1.88
5       9     -1.55
6      11      4.16
7      13     59.58
8      14   -105.14
全系焦点距離       4.11
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -5.88
2       3    -39.81
3       4     70.26
4       7      1.88
5       9     -1.55
6      11      4.16
7      13    -18.57
8      14     32.77
全系焦点距離       6.24
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -5.88
2       3     44.57
3       4    -78.65
4       7      1.88
5       9     -1.55
6      11      4.16
7      13    -13.00
8      14     22.94
（数値実施例２）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1        -62.241    1.05   1.86400    40.6       12.00
2*         6.982    1.22                         10.00
3          7.936    1.95   1.94595    18.0       10.00
4         12.959    1.20                          9.50
5          ∞       0.20   1.51633    64.1        8.00
6          ∞     (可変)   1.34000    60.0        8.00
7         (可変)  (可変)   1.60000    35.0        8.00
8          ∞       0.20   1.51633    64.1        8.00
9          ∞     (可変)                          8.00
10(絞り)    ∞      -0.30                          3.90
11*         3.667    1.70   1.86400    40.6        4.00
12         78.280    0.50   1.84666    23.8        3.50
13          3.169    0.60                          3.10
14         14.742    0.80   1.77250    49.6        3.00
15          ∞     (可変)   1.60000    35.0        3.00
16         (可変)  (可変)  1.34000    60.0        3.00
17          ∞       0.20   1.51633    64.1        3.00
18          ∞     (可変)                          3.00
19        -62.465    1.80   1.67790    54.9        8.60
20*        -8.789  (可変)                          8.80
21          ∞       0.80   1.51633    64.1       15.00
22          ∞                                    15.00
像面        ∞   
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000  A 4=-4.40316e-004  A 6= 1.17920e-005  A 8=-5.90466e-007  A10= 7.77993e-009  
第11面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.20818e-003  A 6= 3.96148e-005  A 8=-2.64789e-005  A10= 2.05508e-006  
第20面
K = 0.00000e+000  A 4= 8.50750e-004  A 6=-3.74830e-005  A 8= 1.42461e-006  A10=-2.03223e-008  
各種データ
ズーム比      3.85
焦点距離       4.60    11.06    17.71  
Fナンバー      2.82     4.50     6.52
画角          40.11    19.31    12.34
像高           3.88     3.88     3.88
レンズ全長    31.98    31.21    36.80
BF             1.00     1.00     1.00
r 7         -30.582   82.069   31.831
r16          -6.944   -7.901  -12.616
d 6            0.73     0.55     0.48
d 7            0.47     0.65     0.72
d 9           10.46     2.30     0.50
d15            0.38     0.37     0.34
d16            0.22     0.23     0.26
d18            2.58    11.07     0.60
d20            4.22     3.11     2.40
入射瞳位置     6.95     4.82     3.99  
射出瞳位置   -15.84-31281.99    39.69
前側主点位置  10.30    15.87    29.80
後側主点位置  -3.60   -10.06   -16.71
ズームレンズ群データ
全系焦点距離       4.60  
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     -10.48         7.02         0.89         -3.91
2a  10      23.41         1.90        -7.70         -6.52
2b  14      11.30         1.60         0.29         -0.70
3   19      14.89         1.80         1.23          0.17
G   21       ∞           0.80         0.26         -0.26
全系焦点距離      11.06
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     -12.51         7.02         0.39         -4.56
2a  10      23.41         1.90        -7.70         -6.52
2b  14      11.89         1.60         0.27         -0.73
3   19      14.89         1.80         1.23          0.17
G   21       ∞           0.80         0.26         -0.26
全系焦点距離      17.71
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     -13.63         7.02         0.12         -4.90
2a  10      23.41         1.90        -7.70         -6.52
2b  14      13.83         1.60         0.19         -0.81
3   19      14.89         1.80         1.23          0.17
G   21       ∞           0.80         0.26         -0.26
単レンズデータ
全系焦点距離       4.60  
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -7.22
2       3     18.21
3       5      ∞
4       6     89.95
5       7    -50.97
6       8      ∞
7      11      4.41
8      12     -3.91
9      14     19.08
10      15     11.57
11      16    -20.42
12      17      ∞
13      19     14.89
14      21      ∞
全系焦点距離      11.06
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -7.22
2       3     18.21
3       5      ∞
4       6   -241.38
5       7    136.78
6       8      ∞
7      11      4.41
8      12     -3.91
9      14     19.08
10      15     13.17
11      16    -23.24
12      17      ∞
13      19     14.89
14      21      ∞
全系焦点距離      17.71
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -7.22
2       3     18.21
3       5      ∞
4       6    -93.62
5       7     53.05
6       8      ∞
7      11      4.41
8      12     -3.91
9      14     19.08
10      15     21.03
11      16    -37.10
12      17      ∞
13      19     14.89
14      21      ∞
（数値実施例３）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1       -247.911    1.05   1.85135    40.1       12.00
2*         6.600    1.26                          9.90
3          7.509    1.95   1.94595    18.0       10.00
4         12.905    1.20                          9.50
5          ∞       0.20   1.51633    64.1        9.00
6          ∞     (可変)   1.60000    35.0        9.00
7         (可変)  (可変)   1.34000    60.0        9.00
8          ∞       0.20   1.51633    64.1        9.00
9          ∞     (可変)                          9.00
10*         3.426    1.70   1.86400    40.6        4.00
11         99.526    0.50   1.84666    23.8        3.50
12          2.740    0.60                          3.00
13          8.489    0.80   1.74950    35.3        3.10
14         41.444  (可変)                          3.10
15          ∞       0.20   1.51633    64.1        8.00
16          ∞     (可変)   1.60000    35.0        8.00
17         (可変)  (可変)   1.36000    56.0        8.00
18          ∞       0.20   1.51633    64.1        8.00
19          ∞     (可変)                          8.00
20        320.861    1.40   1.58313    59.4        8.20
21        -12.708  (可変)                          8.20
22          ∞       0.80   1.51633    64.1       15.00
23          ∞                                    15.00
像面        ∞   
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.67527e-004  A 6=-3.34458e-006  A 8= 1.33496e-007  A10=-4.16762e-009  
第10面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.19282e-003  A 6= 7.16849e-005  A 8=-3.59628e-005  A10= 2.38282e-006  
各種データ
ズーム比      3.85
焦点距離       4.60    11.06    17.71 //消す
焦点距離       5.00    10.86    19.23
Fナンバー      3.04     4.31     6.66
画角          37.80    19.64    11.39
像高           3.88     3.88     3.88
レンズ全長    34.19    33.21     36.8
BF             1.00     1.00     1.00
r 7          14.000  -79.195  -31.389
r17          -6.576  -12.103  -51.721
d 6            0.44     0.86     0.96
d 7            1.16     0.74     0.64
d 9           10.89     3.42     0.50
d14            1.20     7.69    14.20
d16            1.44     1.13     0.88
d17            0.16     0.47     0.72
d19            1.20     0.94     3.44
d21            4.64     4.91     2.40
入射瞳位置     7.43     5.70     4.32  
射出瞳位置   -16.62   -67.24   205.33
前側主点位置  11.01    14.83    25.36
後側主点位置  -4.00    -9.86   -18.23
ズームレンズ群データ
全系焦点距離       5.00
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     -10.69         7.46         1.23         -3.85
2   10      11.93         3.60        -2.80         -4.33
3   15      27.40         2.00         1.03         -0.25
4   20      20.99         1.40         0.85         -0.03
G   22       ∞           0.80         0.26         -0.26
全系焦点距離      10.86
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     -15.19         7.46         0.27         -5.01
2   10      11.93         3.60        -2.80         -4.33
3   15      50.43         2.00         0.84         -0.48
4   20      20.99         1.40         0.85         -0.03
G   22       ∞           0.80         0.26         -0.26
全系焦点距離      19.23
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     -16.84         7.46        -0.10         -5.48
2   10      11.93         3.60        -2.80         -4.33
3   15     215.51         2.00         0.68         -0.66
4   20      20.99         1.40         0.85         -0.03
5   22       ∞           0.80         0.26         -0.26
単レンズデータ
全系焦点距離       5.00
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -7.54
2       3     16.15
3       5      ∞
4       6    -23.33
5       7     41.18
6       8      ∞
7      10      4.07
8      11     -3.34
9      13     14.10
10      15      ∞
11      16     10.96
12      17    -18.27
13      18      ∞
14      20     20.99
15      22      ∞
全系焦点距離      10.86
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -7.54
2       3     16.15
3       5      ∞
4       6    131.99
5       7   -232.93
6       8      ∞
7      10      4.07
8      11     -3.34
9      13     14.10
10      15      ∞
11      16     20.17
12      17    -33.62
13      18      ∞
14      20     20.99
15      22      ∞
全系焦点距離      19.23
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -7.54
2       3     16.15
3       5      ∞
4       6     52.32
5       7    -92.32
6       8      ∞
7      10      4.07
8      11     -3.34
9      13     14.10
10      15      ∞
11      16     86.20
12      17   -143.67
13      18      ∞
14      20     20.99
15      22      ∞
（数値実施例４）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1      -1944.353    0.80   1.80518    25.4       19.00
2         26.277    1.82                         17.60
3          ∞      13.00   1.77250    49.6       17.00
4          ∞     (可変)   1.58000    35.0       17.00
5         (可変)  (可変)   1.36000    56.0       17.00
6          ∞       0.20   1.51633    64.1       17.00
7          ∞       0.15                         17.00
8*        14.832    3.60   1.59201    67.0       15.00
9        -37.727  (可変)                         15.00
10       -627.224    0.60   1.77250    49.6        8.80
11          9.472    1.26                          7.70
12        -49.180    0.50   1.60311    60.6        7.50
13          6.019    1.20   2.00170    20.6        7.00
14          9.522  (可変)                          6.60
15          ∞       0.20   1.51633    64.1        6.00
16          ∞     (可変)   1.58000    35.0        6.00
17         (可変)  (可変)   1.36000    56.0        6.00
18          ∞       0.20   1.51633    64.1        6.00
19          ∞       0.30                          6.00
20(絞り)    ∞       0.30                          5.00
21*         5.438    2.60   1.59201    67.0        5.30
22         -7.850    0.30                          5.10
23         -6.999    0.60   1.68893    31.1        4.90
24         10.332  (可変)                          4.90
25*         8.023    2.30   1.58313    59.4        6.60
26         34.273  (可変)                          6.60
27          ∞       2.50   1.51633    64.1       15.00
28          ∞                                    15.00
像面        ∞   
非球面データ
第8面
K =-7.10936e+000  A 4= 2.10234e-004  A 6=-2.50901e-006  A 8= 2.16032e-008  A10=-9.44569e-011  
第21面
K = 2.08747e-001  A 4=-3.77807e-004  A 6=-2.68545e-005  
第25面
K = 0.00000e+000  A 4=-5.56186e-004  A 6=-2.71922e-005  A 8= 2.76661e-006  A10=-1.34190e-007  
各種データ
ズーム比      4.85 
焦点距離       6.01    11.81    29.17
Fナンバー      3.71     3.88     4.15
画角          30.91    16.96     7.04
像高           3.60     3.60     3.60
レンズ全長    69.84    69.84    69.84
BF             1.00     1.00     1.00
r 5         -22.000  -71.166       ∞
r17         -26.388  -16.495  -11.997
d 4            2.33     1.75     1.50
d 5            0.67     1.25     1.50
d 9            0.60     7.85    15.09
d14           15.69     8.45     1.20
d16            0.48     0.54     0.59
d17            0.32     0.26     0.21
d24            7.68     5.64     3.35
d26            8.64    10.67    12.96  
入射瞳位置    16.46    25.88    39.19
射出瞳位置   -32.21   -26.70   -23.46
前側主点位置  21.38    32.65    33.58
後側主点位置  -5.01   -10.81   -28.16
ズームレンズ群データ
全系焦点距離       6.01
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      17.95        22.57        13.93          4.72
2   10      -7.04         3.56         1.28         -1.04
3a  15     119.94         1.20         0.44         -0.36
3b  20      21.82         3.80        -4.39         -5.73
4   25      17.40         2.30        -0.43         -1.84
G   27       ∞           2.50         0.82         -0.82
全系焦点距離      11.81
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      21.19        22.57        14.96          6.15
2   10      -7.04         3.56         1.28         -1.04
3a  15      74.98         1.20         0.47         -0.33
3b  20      21.82         3.80        -4.39         -5.73
4   25      17.40         2.30        -0.43         -1.84
G   27       ∞           2.50         0.82         -0.82
全系焦点距離      29.17
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      22.95        22.57        15.54          6.99
2   10      -7.04         3.56         1.28         -1.04
3a  15      54.53         1.20         0.50         -0.29
3b  20      21.82         3.80        -4.39         -5.73
4   25      17.40         2.30        -0.43         -1.84
G   27       ∞           2.50         0.82         -0.82
単レンズデータ
全系焦点距離       6.01
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -32.19
2       3      ∞
3       4     37.93
4       5    -61.11
5       6      ∞
6       8     18.45
7      10    -12.07
8      12     -8.86
9      13     13.94
10      15      ∞
11      16     45.50
12      17    -73.30
13      18      ∞
14      21      5.85
15      23     -5.97
16      25     17.40
17      27      ∞
全系焦点距離      11.81
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -32.19
2       3      ∞
3       4    122.70
4       5   -197.68
5       6      ∞
6       8     18.45
7      10    -12.07
8      12     -8.86
9      13     13.94
10      15      ∞
11      16     28.44
12      17    -45.82
13      18      ∞
14      21      5.85
15      23     -5.97
16      25     17.40
17      27      ∞
全系焦点距離      29.17
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -32.19
2       3      ∞
3       4      ∞
4       5      ∞
5       6      ∞
6       8     18.45
7      10    -12.07
8      12     -8.86
9      13     13.94
10      15      ∞
11      16     20.69
12      17    -33.33
13      18      ∞
14      21      5.85
15      23     -5.97
16      25     17.40
17      27      ∞
（数値実施例５）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         31.552    0.90   1.84666    23.8       16.80
2         18.759    2.60   1.80400    46.6       15.90
3          ∞     (可変)   1.36000    56.0       15.00
4         (可変)  (可変)   1.60000    30.0       15.00
5          ∞       0.20   1.51633    64.1       15.00
6          ∞     (可変)                         15.00
7        -46.940    1.05   1.85135    40.1       10.80
8*         4.656    1.15                          8.20
9          7.010    1.70   1.94595    18.0        8.30
10         11.930  (可変)                          7.70
11          ∞       0.20   1.51633    64.1        5.00
12          ∞     (可変)   1.52000    40.0        5.00
13         (可変)  (可変)   1.34000    60.0        5.00
14          ∞       0.20   1.51633    64.1        5.00
15          ∞       0.10                          5.00
16(絞り)    ∞       0.10                          4.40
17*         4.520    2.30   1.86400    40.6        4.80
18         15.129    0.60   1.80809    22.8        4.30
19          4.026    0.48                          4.00
20         14.464    1.40   1.48749    70.2        4.00
21         -9.075  (可変)                          4.50
22*        16.365    2.20   1.58313    59.4        9.60
23        -27.337  (可変)                          9.60
24          ∞       0.80   1.51633    64.1       15.00
25          ∞                                    15.00
像面        ∞   
非球面データ
第8面
K =-2.14399e-001  A 4=-5.78124e-004  A 6=-3.16959e-006  A 8=-6.24235e-007  A10=-2.84309e-008  
第17面
K = 0.00000e+000  A 4=-7.89863e-004  A 6=-1.18771e-005  A 8=-1.77062e-006  
第22面
K = 0.00000e+000  A 4=-6.64053e-005  A 6= 6.62954e-006  A 8=-1.42625e-007  
各種データ
ズーム比      5.80 
焦点距離       4.60    11.06    17.71 //消す
焦点距離       6.20    15.11    35.98
Fナンバー      2.76     3.70     5.81
画角          31.99    14.39     6.15
像高           3.88     3.88     3.88
レンズ全長    37.93    45.26    60.00
BF             1.00     1.00     1.00
r 4          31.133  156.932 -120.000
r13          18.643   47.930  -87.645
d 3            0.55     0.91     1.12
d 4            1.45     1.09     0.88
d 6            0.61     7.48    16.34  
d10            9.34     2.27     0.60
d12            0.32     0.37     0.42
d13            0.48     0.43     0.38
d21            2.81     9.18    22.08
d23            5.38     6.56     1.20
入射瞳位置    12.24    22.85    47.40  
射出瞳位置   -17.27   -55.11    55.37
前側主点位置  16.33    33.88   107.18
後側主点位置  -5.20   -14.11   -34.98
ズームレンズ群データ
全系焦点距離       6.20  
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      31.40         5.70         0.53         -2.87
2    7      -7.35         3.90         0.45         -2.01
3a  11    -103.57         1.20         0.34         -0.49
3b  16       9.68         4.88        -0.52         -3.75
4   22      17.89         2.20         0.53         -0.89
G   24       ∞           0.80         0.26         -0.26
全系焦点距離      15.11
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      38.43         5.70         0.11         -3.31
2    7      -7.35         3.90         0.45         -2.01
3a  11    -266.28         1.20         0.37         -0.45
3b  16       9.68         4.88        -0.52         -3.75
4   22      17.89         2.20         0.53         -0.89
G   24       ∞           0.80         0.26         -0.26
全系焦点距離      35.98
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      44.00         5.70        -0.29         -3.71
2    7      -7.35         3.90         0.45         -2.01
3a  11     486.92         1.20         0.41         -0.42
3b  16       9.68         4.88        -0.52         -3.75
4   22      17.89         2.20         0.53         -0.89
G   24       ∞           0.80         0.26         -0.26
単レンズデータ
全系焦点距離       6.20  
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -56.47
2       2     23.33
3       3    -86.48
4       4     51.89
5       5      ∞
6       7     -4.93
7       9     15.39
8      11      ∞
9      12    -35.85
10      13     54.83
11      14      ∞
12      17      6.78
13      18     -6.96
14      20     11.67
15      22     17.89
16      24      ∞
全系焦点距離      15.11
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -56.47
2       2     23.33
3       3   -435.92
4       4    261.55
5       5      ∞
6       7     -4.93
7       9     15.39
8      11      ∞
9      12    -92.17
10      13    140.97
11      14      ∞
12      17      6.78
13      18     -6.96
14      20     11.67
15      22     17.89
16      24      ∞
全系焦点距離      35.98
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -56.47
2       2     23.33
3       3    333.33
4       4   -200.00
5       5      ∞
6       7     -4.93
7       9     15.39
8      11      ∞
9      12    168.55
10      13   -257.78
11      14      ∞
12      17      6.78
13      18     -6.96
14      20     11.67
15      22     17.89
16      24      ∞
【０１３１】
【表１】
2014145869.tif 000003
【０１３２】
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、デジタルカメラの実施形態を図２１を用いて説明する。
【０１３３】
図２１において、２０はカメラ本体、２１は本発明のズームレンズによって構成された撮像光学系である。２２は撮像光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤなどの撮像素子である。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。
【０１３４】
上記表示素子は液晶パネルなどによって構成され、撮像素子２２上に形成された被写体像が表示される。
【０１３５】
このように本発明のズームレンズをデジタルカメラなどの光学機器に適用することにより、高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
【０１３６】
なお、本発明のズームレンズを光電変換素子を用いた光学機器に適用する場合、歪曲収差については公知の手法を用いて補正してもよい。
【符号の説明】
【０１３７】
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
Ｌｃ  中間レンズ群
Ｌ２ａ  第２レンズ群の前部分群
Ｌ２ｂ  第２レンズ群の後部分群
Ｌ３ａ  第３レンズ群の前部分群
Ｌ３ｂ  第３レンズ群の後部分群
ａｏ１  第１の屈折力可変素子
ａｏ２  第２の屈折力可変素子
ＳＰ  開口絞り
ＩＰ  像面
Ｇ    ガラスブロック
ｄ    ｄ線
ｇ    ｇ線
ΔＳ  サジタル像面
ΔＭ  メリディオナル像面
【図１】
2014145869.tif 000004
【図２】
2014145869.tif 000005
【図３】
2014145869.tif 000006
【図４】
2014145869.tif 000007
【図５】
2014145869.tif 000008
【図６】
2014145869.tif 000009
【図７】
2014145869.tif 000010
【図８】
2014145869.tif 000011
【図９】
2014145869.tif 000012
【図１０】
2014145869.tif 000013
【図１１】
2014145869.tif 000014
【図１２】
2014145869.tif 000015
【図１３】
2014145869.tif 000016
【図１４】
2014145869.tif 000017
【図１５】
2014145869.tif 000018
【図１６】
2014145869.tif 000019
【図１７】
2014145869.tif 000020
【図１８】
2014145869.tif 000021
【図１９】
2014145869.tif 000022
【図２０】
2014145869.tif 000023
【図２１】
2014145869.tif 000024