(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化、微型化の電子機器の発展傾向に応じられ且つ結像性能がよい可変焦点光学システムを提供する。【解決手段】光線入射方向に沿って前固定群、プリズムＴＰ、ズーム群、補正群、対物レンズ群及び像面Ｗがこの順で設けられ、可変焦点光学システムの光学的な全長が固定的なものであり、前固定群は前凸後凹型レンズである第１のレンズＬ１を備え、ズーム群は両凸面レンズである第２のレンズＬ２を備え、補正群は光路方向に沿って設けられた両凹面レンズである第３のレンズＬ３と両凸面レンズである第４のレンズＬ４とを備え、対物レンズ群は両凸面レンズである第５のレンズＬ５を備え、ズーム群と補正群とはプリズムＴＰと対物レンズ群との間を移動し、対物レンズ群はフォーカシングを行うように移動し、第１のレンズＬ１、第２のレンズＬ２、第３のレンズＬ３、第４のレンズＬ４と第５のレンズＬ５はいずれもガラスレンズである。【選択図】図１
2018205681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変焦点光学システムであって、
光線入射方向に沿って前固定群、プリズム、ズーム群、補正群、対物レンズ群及び像面がこの順で設けられ、前記可変焦点光学システムの光学的な全長が固定的なものであり、
前記前固定群は前凸後凹型レンズである第１のレンズを備え、
前記プリズムは光路の転換を実現するためのものであり、
前記ズーム群と前記補正群とは、焦点距離の連続切換を実現するように、前記光路の方向に沿って前記プリズムと前記対物レンズ群との間に移動しており、
前記ズーム群は両凸面レンズである第２のレンズを備え、
前記補正群は光路方向に沿って設けられた第３のレンズと第４のレンズとを備え、前記第３のレンズが両凹面レンズであり、前記第４のレンズが両凸面レンズであり、
前記対物レンズ群は、異なる距離の場所でのフォーカシングを行うように、前記光路の方向に沿って前記像面に対して移動することができ、前記対物レンズ群は両凸面レンズである第５のレンズを備え、
前記第１のレンズ、第２のレンズ、第３のレンズ、第４のレンズと第５のレンズはいずれもガラスレンズであることを特徴とする可変焦点光学システム。
【請求項２】
前記可変焦点光学システムは以下の条件式を満たし、
７．５ｍｍ≦Ｄ１≦１２．５ｍｍ
そのうち、Ｄ１は前記第１のレンズの物体側面から、前記プリズムの前記第１のレンズから離れる一方の端までの軸上距離であることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点光学システム。
【請求項３】
前記可変焦点光学システムは以下の条件式を満たし、
Ｄ１／ΣＴｉ＜１．１
ΣＴｉ＝Ｔ１＋Ｔ５＋Ｔ８＋Ｔ１０＋Ｔ１２
そのうち、
Ｄ１は前記第１のレンズの物体側面から、前記プリズムの前記第１のレンズから離れる一方の端までの軸上距離であり、
ΣＴｉは前記第１のレンズ、前記第２のレンズ、前記第３のレンズ、前記第４のレンズ及び前記第５のレンズの中心厚みの総和であり、
Ｔ１は前記第１のレンズの中心厚みであり、
Ｔ５は前記第２のレンズの中心厚みであり、
Ｔ８は前記第３のレンズの中心厚みであり、
Ｔ１０は前記第４のレンズの中心厚みであり、
Ｔ１２は前記第５のレンズの中心厚みである
ことを特徴とする請求項１に記載の可変焦点光学システム。
【請求項４】
前記可変焦点光学システムは以下の条件式を満たし、
１．５５≦ｎ１≦１．６５
１．７５≦ｎＴＰ≦１．８５
１．５５≦ｎ２≦１．６１
１．７≦ｎ３≦１．７５
１．５３≦ｎ４≦１．６３
１．５５≦ｎ５≦１．６１
そのうち、
ｎＴＰは前記プリズムの屈折率であり、
ｎ１は前記第１のレンズの屈折率であり、
ｎ２は前記第２のレンズの屈折率であり、
ｎ３は前記第３のレンズの屈折率であり、
ｎ４は前記第４のレンズの屈折率であり、
ｎ５は前記第５のレンズの屈折率である
ことを特徴とする請求項１に記載の可変焦点光学システム。
【請求項５】
前記可変焦点光学システムは以下の条件式を満たし、
-３．０≦ｆ１／ｆｓ≦-２．１
１．５≦ｆ２／ｆｓ≦２．０
-１．０≦ｆ３／ｆｓ≦-０．３
０．６≦ｆ４／ｆｓ≦１．５
１．７５≦ｆ５／ｆｓ≦２．４５
そのうち、
ｆ１は前記第１のレンズの焦点距離であり、
ｆ２は前記第２のレンズの焦点距離であり、
ｆ３は前記第３のレンズの焦点距離であり、
ｆ４は前記第４のレンズの焦点距離であり、
ｆ５は前記第５のレンズの焦点距離であり、
ｆｓは前記可変焦点光学システムの短焦焦点距離であることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点光学システム。
【請求項６】
前記可変焦点光学システムは以下の条件式を満たし、
Ｔ４＞２ｍｍ
そのうち、Ｔ４は長焦点距離時の前記プリズムの像側面から前記第２のレンズの物体側面までの軸上距離であることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点光学システム。
【請求項７】
絞りをさらに備える可変焦点光学システムであって、前記絞りは前記第２のレンズと前記第３のレンズとの間に位置し、前記可変焦点光学システムは以下の条件式を満たし、
Ｔ６＞１．５ｍｍ
Ｔ７＞１．５ｍｍ
そのうち、
Ｔ６は前記第２のレンズの像側面から前記絞りまでの軸上距離であり、
Ｔ７は前記絞りから前記第３のレンズの物体側面までの軸上距離であることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点光学システム。
【請求項８】
前記第１のレンズの物体側面と像側面、及び前記第４のレンズの物体側面と像側面はいずれも球面であり、
前記第２のレンズの物体側面と像側面、前記第３のレンズの物体側面と像側面、及び前記第５のレンズの物体側面と像側面がいずれも非球面であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の可変焦点光学システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は結像技術分野に関し、特に可変焦点光学システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器例えば携帯電話、カメラ等の小型化の発展に伴い、その上の結像機器の小型化も傾向になる。従来の可変焦点光学システムは、ズーム群と補正群によって焦点距離の切換を行い、鮮明な結像を実現する。しかるに、このような可変焦点光学システムは構成が複雑で、かつ全長が長いものであり、小型化、微型化の電子機器の発展傾向に応じられない。
【発明の概要】
【０００３】
本発明は可変焦点光学システムを提供することにより、上記の問題を解決することができる。
【０００４】
本発明は、可変焦点光学システムであって、光線入射方向に沿って前固定群、プリズム、ズーム群、補正群、対物レンズ群及び像面がこの順で設けられ、前記可変焦点光学システムの光学的な全長が固定的なものであり、
前記前固定群は前凸後凹型レンズである第１のレンズを備え、
前記プリズムは光路の転換を実現するためのものであり、
前記ズーム群と前記補正群とは、前記光路の方向に沿って前記プリズムと前記対物レンズ群との間に移動することにより、焦点距離の連続切換を実現することができ、
前記ズーム群は両凸面レンズである第２のレンズを備え、
前記補正群は光路方向に沿って設けられた第３のレンズと第４のレンズとを備え、前記第３のレンズが両凹面レンズであり、前記第４のレンズが両凸面レンズであり、
前記対物レンズ群は、異なる距離の場所でのフォーカシングを行うように、前記光路の方向に沿って前記像面に対して移動することができ、前記対物レンズ群は両凸面レンズである第５のレンズを備え、
前記第１のレンズ、第２のレンズ、第３のレンズ、第４のレンズと第５のレンズはいずれもガラスレンズである、可変焦点光学システムを提供する。
【０００５】
好ましいのは、前記可変焦点光学システムは以下の条件式を満たし、
７．５ｍｍ≦Ｄ１≦１２．５ｍｍ
そのうち、Ｄ１は前記第１のレンズの物体側面から、前記プリズムの前記第１のレンズから離れる一方の端までの軸上距離である。
【０００６】
好ましいのは、前記可変焦点光学システムは以下の条件式を満たし、
Ｄ１／ΣＴｉ＜１．１
ΣＴｉ＝Ｔ１＋Ｔ５＋Ｔ８＋Ｔ１０＋Ｔ１２
そのうち、
Ｄ１は前記第１のレンズの物体側面から前記プリズムの前記第１のレンズから離れる一方の端までの軸上距離であり、
ΣＴｉは前記第１のレンズ、前記第２のレンズ、前記第３のレンズ、前記第４のレンズ及び前記第５のレンズの中心厚みの総和であり、
Ｔ１は前記第１のレンズの中心厚みであり、
Ｔ５は前記第２のレンズの中心厚みであり、
Ｔ８は前記第３のレンズの中心厚みであり、
Ｔ１０は前記第４のレンズの中心厚みであり、
Ｔ１２は前記第５のレンズの中心厚みである。
【０００７】
好ましいのは、前記可変焦点光学システムは以下の条件式を満たし、
１．５５≦ｎ１≦１．６５
１．７５≦ｎＴＰ≦１．８５
１．５５≦ｎ２≦１．６１
１．７≦ｎ３≦１．７５
１．５３≦ｎ４≦１．６３
１．５５≦ｎ５≦１．６１
そのうち、
ｎＴＰは前記プリズムの屈折率であり、
ｎ１は前記第１のレンズの屈折率であり、
ｎ２は前記第２のレンズの屈折率であり、
ｎ３は前記第３のレンズの屈折率であり、
ｎ４は前記第４のレンズの屈折率であり、
ｎ５は前記第５のレンズの屈折率である。
【０００８】
好ましいのは、前記可変焦点光学システムは以下の条件式を満たし、
-３．０≦ｆ１／ｆｓ≦-２．１
１．５≦ｆ２／ｆｓ≦２．０
-１．０≦ｆ３／ｆｓ≦-０．３
０．６≦ｆ４／ｆｓ≦１．５
１．７５≦ｆ５／ｆｓ≦２．４５
そのうち、
ｆ１は前記第１のレンズの焦点距離であり、
ｆ２は前記第２のレンズの焦点距離であり、
ｆ３は前記第３のレンズの焦点距離であり、
ｆ４は前記第４のレンズの焦点距離であり、
ｆ５は前記第５のレンズの焦点距離であり、
ｆｓは前記可変焦点光学システムの短焦焦点距離である。
【０００９】
好ましいのは、前記可変焦点光学システムは以下の条件式を満たし、
Ｔ４＞２ｍｍ
そのうち、Ｔ４は長焦点距離時の前記プリズムの像側面から前記第２のレンズの物体側面までの軸上距離である。
【００１０】
好ましいのは、絞りをさらに備え、前記絞りは前記第２のレンズと前記第３のレンズとの間に位置し、前記可変焦点光学システムは以下の条件式を満たし、
Ｔ６＞１．５ｍｍ
Ｔ７＞１．５ｍｍ
そのうち、
Ｔ６は前記第２のレンズの像側面から前記絞りまでの軸上距離であり、
Ｔ７は前記絞りから前記第３のレンズの物体側面までの軸上距離である。
【００１１】
好ましいのは、前記第１のレンズの物体側面と像側面、及び前記第４のレンズの物体側面と像側面はいずれも球面であり、前記第２のレンズの物体側面と像側面、前記第３のレンズの物体側面と像側面、及び前記第５のレンズの物体側面と像側面がいずれも非球面である。
【００１２】
本発明による態様は以下の有益な効果を奏することができる。
本発明による可変焦点光学システムは、プリズムを増加することにより光路の転換を実現することができ、光学システム全体の長さが短くなり、これにより小型化、微型化の電子機器への発展傾向に応じられ、また、ズーム群と補正群の各レンズの協働によって、有限の距離から無限遠い距離まで鮮明な画像を結像することができる。
【００１３】
以上の一般的な説明と後述の詳細な説明は例示的なものにすぎず、本発明を限定することはできないことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明による可変焦点光学システムの一具体実施例の短焦点距離状態にあるときの構成模式図である。
【図２】図２は本発明による可変焦点光学システムの一具体実施例の中間焦点距離状態にあるときの構成模式図である。
【図３】図３は本発明による可変焦点光学システムの一具体実施例の長焦点距離状態にあるときの構成模式図である。
【図４】図４は本発明による可変焦点光学システムの一具体実施例の短焦点距離状態にあるときの横色収差図である。
【図５】図５は本発明による可変焦点光学システムの一具体実施例の中間焦点距離状態にあるときの横色収差図である。
【図６】図６は本発明による可変焦点光学システムの一具体実施例が長焦点距離状態にあるときの横色収差図である。
【図７】図７は本発明による可変焦点光学システムの一具体実施例の短焦点距離状態にあるときの像面湾曲とひずみの曲線図である。
【図８】図８は本発明による可変焦点光学システムの一具体実施例の中間焦点距離状態にあるときの像面湾曲とひずみの曲線図である。
【図９】図９は本発明による可変焦点光学システムの一具体実施例の長焦点距離状態にあるときの像面湾曲とひずみの曲線図である。
【００１５】
ここの図面は明細書に組入れられて本明細書の一部を構成し、本発明に応じた実施例を示し、本発明のメカニズムを明細書とともに解釈するためのものである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、具体的な実施例によって図面を結合して本発明をさらに詳細に説明する。
【００１７】
図１〜図３に示すように、本発明の実施例は可変焦点光学システムを提供し、光線の入射方向に沿って前固定群、プリズムＴＰ、ズーム群、補正群、対物レンズ群及び像面Ｗがこの順で設けられ、可変焦点光学システムは、光学的な全長が固定的なものであり、連続ズーム方式を採用する。具体的には、前固定群は第１のレンズＬ１を備え、第１のレンズＬ１が前凸後凹型レンズであり、すなわち、第１のレンズＬ１の物体側面が凸面で像側面が凹面であり、プリズムＴＰは、光路の転換を実現するためのものであり、直角プリズムであってよく、プリズムＴＰは一方の垂直辺が第１のレンズＬ１に対向し、他方の垂直辺が第２のレンズＬ２に対向し、ズーム群と補正群とは光路方向に沿ってプリズムＴＰと対物レンズ群との間に移動することができることにより、焦点距離の連続切換を実現し、そのうち、ズーム群は両凸面レンズである第２のレンズＬ２を備え、補正群は光路方向に沿って設けられる第３のレンズＬ３と第４のレンズＬ４とを備え、第３のレンズＬ３が両凹面レンズであり、第４のレンズＬ４が両凸面レンズであり、対物レンズ群は、光路方向に沿って像面Ｗに対して移動することができることにより、対物レンズ群の微調整を実現し、異なる距離の場所でのフォーカシングに用いられ、対物レンズ群は両凸面レンズである第５のレンズＬ５を備える。ただし、上記の“前”は光路方向に沿って入射端に近い側のことを指し、“後”は光路方向に沿って入射端から離れる側のことを指す。また、第１のレンズＬ１、第２のレンズＬ２、第３のレンズＬ３、第４のレンズＬ４と第５のレンズＬ５はいずれもガラスレンズである。
【００１８】
上記構成では、プリズムＴＰを増加することにより、光路の転換を実現することができ、光学システム全体の長さが短くなり、これにより小型化、微型化の電子機器への発展傾向に応じられ、また、ズーム群と補正群の各レンズの協働によって、有限の距離から無限遠い距離まで鮮明な画像を結像することができる。
【００１９】
さらには、第１のレンズＬ１と第３のレンズＬ３は負の焦点力（ｆｏｃａｌ  ｐｏｗｅｒ）を有し、第２のレンズＬ２、第４のレンズＬ４と第５のレンズＬ５は正の焦点力を有する。
【００２０】
第２のレンズＬ２の物体側面と像側面、第３のレンズＬ３の物体側面と像側面、第５のレンズＬ５の物体側面と像側面のうち少なくとも一方は非球面であり、それ以外の残りの面は球面である。好ましくは、第１のレンズＬ１の物体側面と像側面、第４のレンズＬ４の物体側面と像側面はいずれも球面であり、第２のレンズＬ２の物体側面と像側面、第３のレンズＬ３の物体側面と像側面、第５のレンズＬ５の物体側面と像側面はいずれも非球面であり、つまり、第１のレンズＬ１の物体側面と像側面、第４のレンズＬ４の物体側面と像側面において、各面の各点はすべて球面方程式を満たし、第２のレンズＬ２の物体側面と像側面、第３のレンズＬ３の物体側面と像側面、第５のレンズＬ５の物体側面と像側面において、各面の各点はすべて非球面方程式を満たす。このような球面と非球面の設置によって、收差をよりよく補正し、結像の質量を高めることができる。
【００２１】
上記実施例では、可変焦点光学システムは以下の条件式を満たす。
７．５ｍｍ≦Ｄ１≦１２．５ｍｍ    （１）
そのうち、Ｄ１は前記第１のレンズＬ１の物体側面からプリズムＴＰの第１のレンズＬ１から離れる一方の端までの軸上距離であり、図１に示すようになる。
【００２２】
条件式（１）は第１のレンズＬ１とプリズムＴＰの軸上距離を規定しており、例えばＤ１＝７.５ｍｍ、８.０ｍｍ、９ｍｍ、９.８ｍｍ、９.８５ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２.５ｍｍ等であり、これにより結像の質量を保証すると同時に、可変焦点光学システムの入射光方向での寸法をできるだけ減らし、電子機器の小型化、微型化の発展傾向によりよく応じられる。
【００２３】
上記実施例の可変焦点光学システムは以下の条件式を満たす。
Ｄ１／ΣＴｉ＜１．１                       （２）
ΣＴｉ＝Ｔ１＋Ｔ５＋Ｔ８＋Ｔ１０＋Ｔ１２   （３）
そのうち、Ｄ１は第１のレンズＬ１の物体側面からプリズムＴＰの第１のレンズＬ１から離れる一方の端までの軸上距離であり、図１に示すようになる。
ΣＴｉは第１のレンズＬ１、第２のレンズＬ２、第３のレンズＬ３、第４のレンズＬ４及び第５のレンズＬ５の中心厚みの総和である。
Ｔ１は第１のレンズＬ１の中心厚みであり、
Ｔ５は第２のレンズＬ２の中心厚みであり、
Ｔ８は第３のレンズＬ３の中心厚みであり、
Ｔ１０は第４のレンズＬ４の中心厚みであり、
Ｔ１２は第５のレンズＬ５の中心厚みである。
【００２４】
上記条件式（２）、（３）は両方とも光学システムの径方向寸法と長さの比を規定することにより、光学システム全体の嵩をさらに低減することができ、電子機器の小型化の発展傾向に応じられる。
【００２５】
上記実施例では、可変焦点光学システムは以下の条件式を満たす。
１．５５≦ｎ１≦１．６５        （４） 
１．７５≦ｎＴＰ≦１．８５      （５）
１．５５≦ｎ２≦１．６１        （６）
１．７≦ｎ３≦１．７５          （７）
１．５３≦ｎ４≦１．６３        （８）
１．５５≦ｎ５≦１．６１        （９）
そのうち、
ｎＴＰはプリズムの屈折率であり、
ｎ１は前記第１のレンズＬ１の屈折率であり、
ｎ２は前記第２のレンズＬ２の屈折率であり、
ｎ３は前記第３のレンズＬ３の屈折率であり、
ｎ４は前記第４のレンズＬ４の屈折率であり。
ｎ５は前記第５のレンズＬ５の屈折率である。
【００２６】
上記条件式において、条件式（５）はプリズムＴＰの屈折率を規定しており、例えばｎＴＰ＝１.７５、１.８、１.８０４２、１.８５等であり、条件式（５）の範囲内であれば、光線の入射角の増大に有利であり、光学システムの結像範囲が大きくなり、好ましいのは、ｎＴＰが上限の値に近い値である。ｎＴＰが下限値よりも低いと、光線の入射角の増大に有利ではなく、結像範囲が狭くなってしまい、ｎＴＰが上限値よりも高いと、選択可能な材料が少なくて、コストが増加してしまう。
【００２７】
条件式（４）、（６）、（７）、（８）、（９）は第１のレンズＬ１、第２のレンズＬ２、第３のレンズＬ３、第４のレンズＬ４及び第５のレンズＬ５の屈折率をそれぞれ規定しており、例えばｎ１＝１.５５、１.５８、１.６、１.６３８５４２、１.６５などであり、ｎ２＝１.５５、１.５８、１.６、１.６１等であり、ｎ３＝１.７、１.７２、１.７４、１.７５等であり、ｎ４＝１.５３、１.５６、１.５９、１.６等であり、ｎ５＝１.５５、１.５７、１.６、１.６１である。上記条件範囲内であれば、色収差の補正に有利であり、結像の質量を高める。条件式（４）、（６）、（７）、（８）、（９）の下限値または上限値を超えると、色収差の補正に有利ではなく、かつ選択可能な材料が少なくなってしまい、コストが増加する。
【００２８】
上記実施例の可変焦点光学システムは以下の条件式を満たす。
-３．０≦ｆ１／ｆｓ≦-２．１         （１０）
１．５≦ｆ２／ｆｓ≦２．０           （１１）
-１．０≦ｆ３／ｆｓ≦-０．３         （１２）
０．６≦ｆ４／ｆｓ≦１．５           （１３）
１．７５≦ｆ５／ｆｓ≦２．４５       （１４）
そのうち、
ｆ１は前記第１のレンズの焦点距離であり、
ｆ２は前記第２のレンズの焦点距離であり、
ｆ３は前記第３のレンズの焦点距離であり、
ｆ４は前記第４のレンズの焦点距離であり、
ｆ５は前記第５のレンズの焦点距離であり、
ｆｓは前記可変焦点光学システムの短焦焦点距離である。
【００２９】
条件式（１０）〜（１４）は各レンズの焦点距離と短焦焦点距離の比を規定しており、例えばｆ１／ｆｓ＝-３.０、-２.８、-２.６３４、-２.５、-２.２、-２.１等であり、ｆ２／ｆｓ＝１.５、１.６、１.７３１７、１.８５、１.９、２.０等であり、ｆ３／ｆｓ＝-１.０、-０.９、-０.６２３２、-０.６、-０.５、-０.３５、-０.３等であり、ｆ４／ｆｓ＝０.６、０.６５、０.８、０.９、１.１７１、１.２、１.５等であり、ｆ５／ｆｓ＝１.７５、１.８、２.０、２.１、２.１５７４、２.２５、２.４５等であり、条件式（１０）〜（１４）の範囲内であれば、各レンズの焦点力の分布が合理的であり、システムの像面湾曲を有効に制御することができる。
【００３０】
上記実施例の可変焦点光学システムは以下の条件式を満たす。
Ｔ４＞２ｍｍ             （１５）
そのうち、Ｔ４は長焦点距離時のプリズムＴＰ像側面から第２のレンズＬ２物体側面までの軸上距離である。
【００３１】
条件式（１５）はプリズムＴＰ像側面から第２のレンズＬ２物体側面までの軸上距離を規定しており、例えばＴ４＝２.０ｍｍ、２.３４ｍｍ、３ｍｍ等であり、これにより光線がプリズムＴＰによって屈折された後に、全部第２のレンズＬ２に入射することを保証し、結像の質量を保証する。
【００３２】
通常の場合には、可変焦点光学システムは絞りＳをさらに備え、絞りＳが光路方向に沿って第２のレンズＬ２と第３のレンズＬ３との間に位置し、可変焦点光学システムは以下の条件式を満たす。
Ｔ６＞１．５ｍｍ            （１６）
Ｔ７＞１．５ｍｍ            （１７）
そのうち、
Ｔ６は第２のレンズＬ２像側面から絞りＳまでの軸上距離であり、
Ｔ７は絞りＳから第３のレンズＬ３物体側面までの軸上距離である。
【００３３】
条件式（１６）、（１７）は絞りＳと第２のレンズＬ２との距離、及び絞りＳと第３のレンズＬ３との距離を規定しており、例えばＴ６、Ｔ７はそれぞれ１.５５ｍｍ、１.６ｍｍ、１.９ｍｍ、２.２ｍｍ、２.３４ｍｍ、２.５ｍｍ等の値から選択することができ、条件式（１６）、（１７）に規定される範囲内であれば、十分の光線の透過を保証することにより、光線の強さを保証し、結像の質量を高めることができる。
【００３４】
通常の場合には、可変焦点光学システムはガラス板Ｇ１をさらに備え、ガラス板Ｇ１が光路方向に沿って第５のレンズＬ５と像面Ｗとの間に設けられる。
【００３５】
下述する第１実施例の具体的なパラメータ設定によって、本発明の前記の可変焦点光学システムを説明し、そのうち、表１にはこの実施例の第１のレンズＬ１、第２のレンズＬ２、第３のレンズＬ３、第４のレンズＬ４、第５のレンズＬ５及びプリズムＴＰ、絞りＳのパラメータがリストされ、表２にはこの実施例の各非球面鏡面の非球面係数がリストされ、表３には第１実施例において短焦点距離、中間焦点距離、長焦点距離にあるときの各種のパラメータがリストされ、表４は本出願の各条件式のこの実施例での具体的なパラメータであり、表の各パラメータの定義は以下の通りである。
Ｒ１１：第１のレンズＬ１の物体側面の曲率半径であり、
Ｒ１２：第１のレンズＬ１の像側面の曲率半径であり、
Ｒ２１：第２のレンズＬ２の物体側面の曲率半径であり、
Ｒ２２：第２のレンズＬ２の像側面の曲率半径であり、
Ｒ３１：第３のレンズＬ３の物体側面の曲率半径であり、
Ｒ３２：第３のレンズＬ３の像側面の曲率半径であり、
Ｒ４１：第４のレンズＬ４の物体側面の曲率半径であり、
Ｒ４２：第４のレンズＬ４の像側面の曲率半径であり、
Ｒ５１：第５のレンズＬ５の物体側面の曲率半径であり、
Ｒ５２：第５のレンズＬ５の像側面の曲率半径であり、
ｎ１：第１のレンズＬ１の屈折率であり、
ｎＴＰ：プリズムＴＰの屈折率であり、
ｎ２：第２のレンズＬ２の屈折率であり、
ｎ３：第３のレンズＬ３の屈折率であり、
ｎ４：第４のレンズＬ４の屈折率であり、
ｎ５：第５のレンズＬ５の屈折率であり、
ｎ６：ガラス板Ｇ１の屈折率であり、
Ｖ１：第１のレンズＬ１の分散係数であり、
ＶＴＰ：プリズムの分散係数であり、
Ｖ２：第２のレンズＬ２の分散係数であり、
Ｖ３：第３のレンズＬ３の分散係数であり、
Ｖ４：第４のレンズＬ４の分散係数であり、
Ｖ５：第５のレンズＬ５の分散係数であり、
Ｖ６：ガラス板Ｇ１の分散係数であり、
Ｔ１：第１のレンズＬ１の中心厚みであり、
Ｔ２：第１のレンズＬ１の像側面からプリズムＴＰの物体側面までの軸上距離であり、
Ｔ３１：プリズムＴＰの横方向中心厚みであり、
Ｔ３２：プリズムＴＰの縦方向中心厚みであり、
Ｔ４：プリズムＴＰの像側面から第２のレンズＬ２の物体側面までの軸上距離であり、
Ｔ５：第２のレンズＬ２の中心厚みであり、
Ｔ６：第２のレンズＬ２の像側面から絞りＳまでの軸上距離であり、
Ｔ７：絞りＳから第３のレンズＬ３の物体側面までの軸上距離であり、
Ｔ８：第３のレンズＬ３の中心厚みであり、
Ｔ９：第３のレンズＬ３の像側面から第４のレンズＬ４の物体側面までの軸上距離であり、
Ｔ１０：第４のレンズＬ４の中心厚みであり、
Ｔ１１：第４のレンズＬ４の像側面から第５のレンズＬ５の物体側面までの軸上距離であり、
Ｔ１２：第５のレンズＬ５の中心厚みであり、
Ｔ１３：第５のレンズＬ５の像側面からガラス板Ｇ１の物体側面までの軸上距離であり、
Ｔ１４：ガラス板Ｇ１の中心厚みであり、
Ｔ１５：ガラス板Ｇ１の像面から像面Ｗまでの軸上距離であり、
ｆ：可変焦点光学システムの焦点距離であり、
ｆｓ：可変焦点光学システムが短焦点距離状態にあるときの焦点距離であり、
ｆ１：第１のレンズＬ１の焦点距離であり、
ｆ２：第２のレンズＬ２の焦点距離であり、
ｆ３：第３のレンズＬ３の焦点距離であり、
ｆ４：第４のレンズＬ４の焦点距離であり、
ｆ５：第５のレンズＬ５の焦点距離であり、
ＦＯＶ：視野角であり、
Ｄ：有効口径であり、
Ｈ：水平視野角であり、
Ｖ：垂直視野角であり、
ＥＮＰＤ：入瞳直径であり、
Ｄ１：第１のレンズＬ１の物体側面から、プリズムＴＰの第１のレンズＬ１から離れる一方の端までの軸上距離である。
【数１】
2018205681.tif 000003
（１８）
そのうち、説明の便宜のため、各レンズ面の非球面が条件式（１８）の非球面方程式を満足しており、Ｒは軸上の曲率半径であり、ｋは円錐係数であり、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６は非球面係数である。
第１実施例
【００３６】
【表１】
2018205681.tif 000004
ただし、表１では、リストされたＴ４、Ｔ６、Ｔ１１、Ｔ１５は第１実施例の中間焦点距離にあるときの距離値であり、長焦点距離状態のとき、Ｔ４＝２.００１、Ｔ６＝４.７３８、Ｔ１１＝８.０７１、Ｔ１５＝０.９６であり、短焦点距離状態のとき、Ｔ４＝１１.４９８、Ｔ６＝２.９１５、Ｔ１１＝０.５、Ｔ１５＝０.９６３である。
【表２】
2018205681.tif 000005
【表３】
2018205681.tif 000006
【表４】
2018205681.tif 000007
ただし、表１〜表３のパラメータを採用した実施例は結像された画像の高さが２.４５ｍｍである。
【００３７】
図１に示すのは、表１〜表３のパラメータを採用した実施例の短焦点距離状態にあるときの構成模式図であり、図４にはこの状態での横色収差図が示されており、図７にはこの状態での像面湾曲とひずみの曲線図が示されており、図２は表１〜表３のパラメータを採用した実施例の中間焦点距離にある状態ときの構成模式図であり、図５にはこの状態での横色収差図が示されており、図８にはこの状態での像面湾曲とひずみの曲線図が示されており、図３は表１〜表３のパラメータを採用した実施例の長焦点距離状態にあるときの構成模式図であり、図６にはこの状態での横色収差図が示されており、図９にはこの状態での像面湾曲とひずみの曲線図が示されており、そのうち、曲線Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５は短波長が長波長に対する横色収差図であり、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６は短波長が主波長に対する横色収差図である。図１〜図３からわかるように、短焦点距離状態から中間焦点距離状態や長焦点距離状態へのズーム中では、ズーム群（すなわち第２のレンズＬ２）は次第にプリズムＴＰから離れていき、補正群（すなわち第３のレンズＬ３と第４のレンズＬ４）は次第に像面Ｗに接近していき、図４〜図９からわかるように、本発明による実施例によれば、よりよい画像の質量を得ることができる。
【００３８】
以上に説明したのは本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、当業者にとって、本発明は各種の変更と変化を行うことができる。本発明の精神と原則の範囲内で行われたあらゆる修正、等価置換、改良等は、いずれも本発明の保護範囲に含まれるべきである。
【符号の説明】
【００３９】
Ｌ１…第１のレンズ、
ＴＰ…プリズム、
Ｌ２…第２のレンズ、
Ｌ３…第３のレンズ、
Ｌ４…第４のレンズ、
Ｌ５…第５のレンズ、
Ｇ１…ガラス板、
Ｗ…像面、
Ｓ…絞り。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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