特許 6971637 アタッチメント光学系、撮像光学系、および、撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6971637

(24)【登録日】2021年11月5日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】アタッチメント光学系、撮像光学系、および、撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/20 20060101AFI20211111BHJP

   G02B 15/10 20060101ALI20211111BHJP

   G02B 15/20 20060101ALI20211111BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20211111BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   G02B13/20

   G02B15/10

   G02B15/20

   G02B13/18

   H04N5/225 400

【請求項の数】28

【全頁数】41

(21)【出願番号】特願2017-109596(P2017-109596)

(22)【出願日】2017年6月2日

(65)【公開番号】特開2018-10282(P2018-10282A)

(43)【公開日】2018年1月18日

【審査請求日】2020年5月18日

(31)【優先権主張番号】特願2016-128332(P2016-128332)

(32)【優先日】2016年6月29日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110412

【弁理士】

【氏名又は名称】藤元 亮輔

(74)【代理人】

【識別番号】100104628

【弁理士】

【氏名又は名称】水本 敦也

(74)【代理人】

【識別番号】100121614

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 倫也

(72)【発明者】

【氏名】青木 宏治

【審査官】 殿岡 雅仁

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１７５９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２８７２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１８９８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２３５７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０２８３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００６９２９５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０８８４５３８２（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５２９７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２６２７９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ９／００ − １７／０８

Ｇ０２Ｂ ２１／０２ − ２１／０４

Ｇ０２Ｂ ２５／００ − ２５／０４

Ｇ０２Ｂ ２７／００ − ３０／６０

Ｇ０２Ｂ １／００ − ３／１４

Ｇ０２Ｂ ７／０２ − ７／１６

Ｈ０４Ｎ ５／２２２ − ５／２５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮像光学系に着脱可能なアタッチメント光学系であって、
光軸に関して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面形状の第１非球面が形成された第１レンズと、
前記光軸に関して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面形状の第２非球面が形成された第２レンズと、を有し、
前記第１レンズと前記第２レンズとを相対的に光軸回りに回転させることにより、前記撮像光学系の光軸を含む第１領域における前記第１非球面と前記第２非球面との光軸方向の距離は変化せず、該第１領域とは異なる第２領域における前記第１非球面と前記第２非球面との光軸方向の距離は変化し、
前記第１非球面と前記第２非球面は互いに異なる形状であることを特徴とするアタッチメント光学系。

【請求項2】

前記第１レンズと前記第２レンズとを相対的に光軸回りに回転させることにより、前記撮像光学系の像面湾曲が変化することを特徴とする請求項１に記載のアタッチメント光学系。

【請求項3】

前記第１領域は、前記光軸を含む領域であり、
前記第２領域は、前記第１領域よりも前記光軸から離れた領域であることを特徴とする請求項１または２に記載のアタッチメント光学系。

【請求項4】

前記第１レンズおよび前記第２レンズは、前記第１非球面と前記第２非球面とが互いに対向するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアタッチメント光学系。

【請求項5】

前記第１非球面および前記第２非球面はそれぞれ、前記第１領域において平面または球面形状であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアタッチメント光学系。

【請求項6】

前記第１非球面および前記第２非球面のそれぞれの中心部は、前記光軸に対して垂直であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアタッチメント光学系。

【請求項7】

前記第１非球面および前記第２非球面は、前記光軸回りに回転させて得られる所定の位相において、互いに同一の形状となることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアタッチメント光学系。

【請求項8】

前記第１レンズおよび前記第２レンズは、前記光軸に関して垂直方向に一体的に移動することが可能であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアタッチメント光学系。

【請求項9】

前記第１非球面および前記第２非球面において、前記凸部および前記凹部が、回転方向に沿って所定の周期で繰り返し配列されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のアタッチメント光学系。

【請求項10】

前記第１非球面の同一径位置における前記凸部と前記凹部の高さの差分の最大値をΔＫ１、前記第１レンズの物体側のレンズ面と前記第２レンズの像側のレンズ面の光軸上の距離をＤＡとするとき、
０．０１０＜｜ΔＫ１／ＤＡ｜＜１．０００
を満たすことを特徴とする請求項９に記載のアタッチメント光学系。

【請求項11】

前記第２非球面の同一径位置における前記凸部と前記凹部の高さの差分の最大値をΔＫ２、前記第１レンズの物体側のレンズ面と前記第２レンズの像側のレンズ面の光軸上の距離をＤＡとするとき、
０．０１０＜｜ΔＫ２／ＤＡ｜＜１．０００
を満たすことを特徴とする請求項９または１０に記載のアタッチメント光学系。

【請求項12】

前記凸部および前記凹部の組み合わせを１つのユニットとして、前記第１非球面に含まれる前記凸部と前記凹部の組み合わせからなるユニットの数Ｋ１は、
３≦Ｋ１≦１０
を満たすことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のアタッチメント光学系。

【請求項13】

前記凸部および前記凹部の組み合わせを１つのユニットとして、前記第２非球面に含まれる前記凸部と前記凹部の組み合わせからなるユニットの数Ｋ２は、
３≦Ｋ２≦１０
を満たすことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のアタッチメント光学系。

【請求項14】

前記第１非球面におけるサグ量の最大値をΔＨ１、前記第１レンズの物体側のレンズ面と前記第２レンズの像側のレンズ面の光軸上の距離をＤＡとするとき、
０．００５＜｜ΔＨ１／ＤＡ｜＜０．５００
を満たすことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のアタッチメント光学系。

【請求項15】

前記第２非球面におけるサグ量の最大値をΔＨ２、前記第１レンズの物体側のレンズ面と前記第２レンズの像側のレンズ面の光軸上の距離をＤＡとするとき、
０．００５＜｜ΔＨ２／ＤＡ｜＜０．５００
を満たすことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のアタッチメント光学系。

【請求項16】

前記第１非球面と前記第２非球面との間の光軸上の距離をＤ、前記第１レンズの物体側のレンズ面と前記第２レンズの像側のレンズ面の光軸上の距離をＤＡとするとき、
０．０２０＜｜Ｄ／ＤＡ｜＜１．０００
を満たすことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のアタッチメント光学系。

【請求項17】

前記第１レンズの物体側のレンズ面と前記第２レンズの像側のレンズ面の光軸上の距離をＤＡ、該第１レンズおよび該第２レンズの合成焦点距離をｆＡとするとき、
｜ＤＡ／ｆＡ｜＜０．０２０
を満たすことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のアタッチメント光学系。

【請求項18】

前記光軸からの径方向の高さｈにおける前記第１非球面の最大非球面量をＫ１ｈ、前記高さｈにおける前記第２非球面の最大非球面量をＫ２ｈとするとき、
０．８＜｜Ｋ２ｈ｜／｜Ｋ１ｈ｜＜３．０
を満たすことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のアタッチメント光学系。

【請求項19】

前記アタッチメント光学系が着脱される前記撮像光学系は、デジタルカメラ用の撮像光学系であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載のアタッチメント光学系。

【請求項20】

光軸に関して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面形状の第１非球面が形成された第１レンズと、
前記光軸に関して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面形状の第２非球面が形成された第２レンズと、を有する撮像光学系であって、
前記第１レンズと前記第２レンズとを相対的に光軸回りに回転させることにより、前記撮像光学系の光軸を含む第１領域における前記第１非球面と前記第２非球面との光軸方向の距離は変化せず、該第１領域とは異なる第２領域における前記第１非球面と前記第２非球面との光軸方向の距離は変化し、
前記第１非球面と前記第２非球面は互いに異なる形状であることを特徴とする撮像光学系。

【請求項21】

前記第１レンズと前記第２レンズとを相対的に光軸回りに回転させることにより、前記撮像光学系の像面湾曲が変化することを特徴とすることを特徴とする請求項２０に記載の撮像光学系。

【請求項22】

前記第１レンズおよび前記第２レンズは、前記第１非球面と前記第２非球面とが互いに対向するように配置されていることを特徴とする請求項２０または２１に記載の撮像光学系。

【請求項23】

前記第１レンズおよび前記第２レンズの一方は、前記撮像光学系の最も物体側に配置されていることを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれか１項に記載の撮像光学系。

【請求項24】

前記第１レンズおよび前記第２レンズの一方は、前記撮像光学系の最も像面側に配置されていることを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれか１項に記載の撮像光学系。

【請求項25】

開口絞りを更に有し、
前記第１レンズおよび前記第２レンズの一方は、前記開口絞りに隣接して配置されていることを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれか１項に記載の撮像光学系。

【請求項26】

フォーカシングに際して前記光軸方向に移動するフォーカス群をさらに有することを特徴とする請求項２０乃至２５のいずれか１項に記載の撮像光学系。

【請求項27】

前記撮像光学系は、デジタルカメラ用の撮像光学系であることを特徴とする請求項２０乃至２６のいずれか一項に記載の撮像光学系。

【請求項28】

請求項２０乃至２７のいずれか１項に記載の撮像光学系と、
前記撮像光学系を介して形成された光学像を受光する撮像素子と、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、結像性能を制御することが可能な撮像光学系に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、特にデジタルカメラやビデオカメラを用いた撮影においては、被写体の背景を意図的にボカすことで撮影したい被写体をより強調させる効果、または、画面全体を柔らかくボカす所謂ソフトフォーカス効果などの映像表現に対するニーズが高まっている。特許文献１には、光学系の所定のレンズ群の空気間隔を変化させて球面収差の発生量を変化させることにより、所謂ソフトフォーカス効果を達成する収差可変レンズが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８−２４８３１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の構成によれば、画面全域をボカす効果を得ることができる。しかしながら、特許文献１の構成では、被写体の解像状態を維持しつつ、背景に関しては解像状態からボカした状態まで連続的に制御することはできない。また、十分なソフトフォーカス効果を得ることもできない。

【0005】

そこで本発明は、コンパクトかつ簡易な構成で、被写体の解像状態を維持しつつ、背景に関して解像状態からボカした状態まで連続的に制御可能なアタッチメント光学系、撮像光学系、および、撮像装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一側面としてのアタッチメント光学系は、撮像光学系に着脱可能なアタッチメント光学系であって、光軸に関して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面形状の第１非球面が形成された第１レンズと、前記光軸に関して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面形状の第２非球面が形成された第２レンズと、を有し、前記第１レンズと前記第２レンズとを相対的に光軸回りに回転させることにより、前記撮像光学系の光軸を含む第１領域における前記第１非球面と前記第２非球面との光軸方向の距離は変化せず、該第１領域とは異なる第２領域における前記第１非球面と前記第２非球面との光軸方向の距離は変化し、前記第１非球面と前記第２非球面は互いに異なる形状であることを特徴とする。

【0007】

本発明の他の側面としての撮像光学系は、光軸に関して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面形状の第１非球面が形成された第１レンズと、前記光軸に関して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面形状の第２非球面が形成された第２レンズと、を有し、前記第１レンズと前記第２レンズとを相対的に光軸回りに回転させることにより、前記撮像光学系の光軸を含む第１領域における前記第１非球面と前記第２非球面との光軸方向の距離は変化せず、該第１領域とは異なる第２領域における前記第１非球面と前記第２非球面との光軸方向の距離は変化し、前記第１非球面と前記第２非球面は互いに異なる形状であることを特徴とする。

【0008】

本発明の他の側面としての撮像装置は、前記撮像光学系と、前記撮像光学系を介して形成された光学像を受光する撮像素子とを有する。

【0009】

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、コンパクトかつ簡易な構成で、被写体の解像状態を維持しつつ、背景に関して解像状態からボカした状態まで連続的に制御可能なアタッチメント光学系、撮像光学系、および、撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施例１における撮像光学系のレンズ断面図である。

【図2】実施例１におけるレンズａ１の像側面形状（基準状態）である。

【図3A】実施例１におけるレンズａ２の物体側面形状（基準状態）である。

【図3B】実施例１におけるレンズａ２の物体側面形状（基準状態から２０°回転した状態）である。

【図3C】実施例１におけるレンズａ２の物体側面形状（基準状態から４５°回転した状態）である。

【図4A】実施例１における広角端での横収差図（基準状態）である。

【図4B】実施例１における望遠端での横収差図（基準状態）である。

【図5A】実施例１における広角端での横収差図（レンズａ２を基準状態から２０°回転した状態）である。

【図5B】実施例１における広角端での横収差図（レンズａ２を基準状態から４５°回転した状態）である。

【図6】実施例１における広角端での横収差図（レンズａ２を基準状態から４５°回転し、さらに光学系Ａを一体的にＹ軸方向に＋４ｍｍ移動した状態）である。

【図7】実施例２における撮像光学系のレンズ断面図である。

【図8】実施例２におけるレンズａ１の像側面形状（基準状態）である。

【図9A】実施例２におけるレンズａ２の物体側面形状（基準状態）である。

【図9B】実施例２におけるレンズａ２の物体側面形状（基準状態から２０°回転した状態）である。

【図9C】実施例２におけるレンズａ２の物体側面形状（基準状態から４５°回転した状態）である。

【図10A】実施例２における広角端での横収差図（基準状態）である。

【図10B】実施例２における望遠端での横収差図（基準状態）である。

【図11A】実施例２における広角端での横収差図（レンズａ２を基準状態から２０°回転した状態）である。

【図11B】実施例２における広角端での横収差図（レンズａ２を基準状態から４５°回転した状態）である。

【図12】実施例３における撮像光学系のレンズ断面図である。

【図13】実施例３におけるレンズａ１の像側面形状（基準状態）である。

【図14A】実施例３におけるレンズａ２の物体側面形状（基準状態）である。

【図14B】実施例３におけるレンズａ２の物体側面形状（基準状態から１５°回転した状態）である。

【図14C】実施例３におけるレンズａ２の物体側面形状（基準状態から２５°回転した状態）である。

【図15A】実施例３における広角端での横収差図（基準状態）である。

【図15B】実施例３における望遠端での横収差図（基準状態）である。

【図16A】実施例３における広角端での横収差図（レンズａ２を基準状態から１５°回転した状態）である。

【図16B】実施例３における広角端での横収差図（レンズａ２を基準状態から２５°回転した状態）である。

【図17】実施例４における撮像光学系のレンズ断面図である。

【図18】実施例４におけるレンズａ１の像側面形状（基準状態）である。

【図19A】実施例４におけるレンズａ２の物体側面形状（基準状態）である。

【図19B】実施例４におけるレンズａ２の物体側面形状（基準状態から２０°回転した状態）である。

【図19C】実施例４におけるレンズａ２の物体側面形状（基準状態から４５°回転した状態）である。

【図20A】実施例４における広角端での横収差図（基準状態）である。

【図20B】実施例４における望遠端での横収差図（基準状態）である。

【図21A】実施例４における広角端での横収差図（レンズａ２を基準状態から２０°回転した状態）である。

【図21B】実施例４における広角端での横収差図（レンズａ２を基準状態から４５°回転した状態）である。

【図22】実施例４における広角端での横収差図（レンズａ２を基準状態から４５°回転し、さらに光学系Ａを一体的にＹ軸方向に＋６ｍｍ移動した状態）である。

【図23】実施例５における撮像光学系のレンズ断面図である。

【図24】実施例５におけるレンズａ１の像側面形状（基準状態）である。

【図25A】実施例５におけるレンズａ２の像側面形状（基準状態）である。

【図25B】実施例５におけるレンズａ２の像側面形状（基準状態から２０°回転した状態）である。

【図25C】実施例５におけるレンズａ２の像側面形状（基準状態から４５°回転した状態）である。

【図26A】実施例５における広角端での横収差図（基準状態）である。

【図26B】実施例５における望遠端での横収差図（基準状態）である。

【図27A】実施例５における広角端での横収差図（レンズａ２を基準状態から２０°回転した状態）である。

【図27B】実施例５における広角端での横収差図（レンズａ２を基準状態から４５°回転した状態）である。

【図28】実施例６における撮像光学系のレンズ断面図である。

【図29】実施例６におけるレンズａ１の像側面形状（基準状態）である。

【図30A】実施例６におけるレンズａ２の物体側面形状（基準状態）である。

【図30B】実施例６におけるレンズａ２の物体側面形状（基準状態から１８°回転した状態）である。

【図30C】実施例６におけるレンズａ２の物体側面形状（基準状態から３６°回転した状態）である。

【図31A】実施例６における広角端での横収差図（基準状態）である。

【図31B】実施例６における望遠端での横収差図（基準状態）である。

【図32A】実施例６における広角端での横収差図（レンズａ２を基準状態から１８°回転した状態）である。

【図32B】実施例６における広角端での横収差図（レンズａ２を基準状態から３６°回転した状態）である。

【図33】本実施形態における撮像装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0013】

本実施形態の撮像光学系（または、撮像光学系に着脱可能なアタッチメント光学系）は、第１レンズおよび第２レンズを有する。第１レンズは、光軸に関して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面形状の第１非球面を有する。第２レンズは、光軸に関して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面形状の第２非球面を有する。少なくとも第１レンズおよび第２レンズにより光学系Ａが構成される。第１レンズと第２レンズとを相対的に光軸回りに回転させることにより、第１非球面と第２非球面との光軸方向の距離が変化する。換言すると、第１レンズと第２レンズとを相対的に光軸回りに回転させることにより、撮像光学系の像面湾曲が変化する。このような構成により、光学系Ａの内部を通過する光束の光路長を変化させることができる。また、画面全域にわたって良好な結像性能を維持した基準状態を達成することができる。また、第１レンズと第２レンズとの間の相対的な回転量に応じて結像性能を良好な状態から十分にボケさせた状態に連続的に変化させることができる。

【0014】

好ましくは、本実施形態において、第１レンズと第２レンズとを相対的に光軸回りに回転させることにより、第１領域における光軸方向の距離は変化せず、第１領域とは異なる第２領域における光軸方向の距離は変化する。より好ましくは、第１領域は、光軸を含む領域（中心近傍領域）であり、第２領域は、第１領域よりも光軸から離れた領域（周辺領域）である。また好ましくは、第１非球面および第２非球面はそれぞれ、第１領域において平面または球面形状である。このような構成により、光学レンズ（第１レンズまたは第２レンズ）を回転させた際に発生する、近軸的な焦点距離の変化や画面中心部での非点収差を抑制することができる。

【0015】

好ましくは、第１非球面および第２非球面のそれぞれの中心部は、光軸に対して垂直である（中心部の法線方向が光軸方向と平行である）。このような構成により、光学レンズを回転させた際に発生する、中心像点ずれを抑制することができる。

【0016】

好ましくは、第１非球面および第２非球面は、光軸回りに回転させて得られる所定の位相（基準状態）において、互いに同一の形状となる。このような構成により、光学系Ａの内部を通過する光束の光路長を略同一に揃えることができ、画面全域にわたって良好な結像性能を維持した基準状態を達成することが可能となる。また、モールド成型により非球面を形成する場合には、第１非球面と第２非球面の形状を同一にすることで製造上のコストを削減することができる。

【0017】

好ましくは、第１レンズおよび第２レンズは、光軸に関して略垂直方向に一体的に移動することが可能である。このような構成により、画面内部における良好な解像領域を画面中心部から任意の位置に移動させることができる。

【0018】

好ましくは、本実施形態の撮像光学系は、フォーカシングに際して光軸方向に移動する（無限遠方から有限距離の被写体の撮影を行うための）フォーカス群（フォーカスレンズ群）を有する。このような構成により、無限遠方から有限距離にわたっての撮影したい被写体距離に対応した撮影が可能となる。

【0019】

好ましくは、第１非球面および第２非球面において、凸部（山部）および凹部（谷部）が、回転方向に沿って所定の周期で繰り返し配列されている。また好ましくは、凸部および凹部の組み合わせを１つのユニットとして、第１非球面に含まれる凸部と凹部の組み合わせからなるユニットの数Ｋ１は、以下の条件式（１Ｘ）を満たす。また、第２非球面に含まれる凸部と凹部の組み合わせからなるユニットの数Ｋ２は、以下の条件式（１Ｙ）を満たす。

【0020】

３≦Ｋ１≦１０ … （１Ｘ）
３≦Ｋ２≦１０ … （１Ｙ）
条件式（１Ｘ）または条件式（１Ｙ）の上限を超えると、非球面の形状が複雑となり過ぎるため、結像性能の制御が困難となるか、または製造が困難となるため、好ましくない。一方、条件式（１Ｘ）または条件式（１Ｙ）の下限を超えると、少なくとも１つのレンズを回転させた際の画面周辺部のボケ方の回転方向の対称性が薄れ、不自然な画像となるため好ましくない。

【0021】

好ましくは、第１非球面におけるサグ量の最大値をΔＨ１、第１レンズの物体側のレンズ面と第２レンズの像側のレンズ面の光軸上の距離をＤＡとするとき、以下の条件式（２Ｘ）を満たす。また、第２非球面におけるサグ量の最大値をΔＨ２とするとき、以下の条件式（２Ｙ）を満たす。サグ量は、レンズ面の頂点から光軸に対して立てた垂線とレンズ面の距離に相当し、光軸からの距離に応じて変化するパラメータである。

【0022】

０．００５＜｜ΔＨ１／ＤＡ｜＜０．５００ … （２Ｘ）
０．００５＜｜ΔＨ２／ＤＡ｜＜０．５００ … （２Ｙ）
条件式（２Ｘ）または条件式（２Ｙ）の上限を超えると、非球面の非球面量が大きくなり過ぎ、少なくとも１つのレンズを回転させない基準状態において画面全域での良好な結像性能の達成が困難となるため、好ましくない。一方、条件式（２Ｘ）または条件式（２Ｙ）の下限を超えると、非球面の非球面量が小さくなり過ぎ、少なくとも１つのレンズを基準状態に対して回転させた際の結像性能の変化量が小さくなり過ぎて十分なボケ量を得ることが困難となるため、好ましくない。

【0023】

好ましくは、第１非球面の同一径位置における凸部と凹部の高さの差分の最大値をΔＫ１とするとき、以下の条件式（３Ｘ）を満たす。また、第２非球面の同一径位置における凸部と凹部の高さの差分の最大値をΔＫ２とするとき、以下の条件式（３Ｙ）を満たす。

【0024】

０．０１０＜｜ΔＫ１／ＤＡ｜＜１．０００ … （３Ｘ）
０．０１０＜｜ΔＫ２／ＤＡ｜＜１．０００ … （３Ｙ）
条件式（３Ｘ）または条件式（３Ｙ）の上限を超えると、非球面の同一径位置での形状差分量が大き過ぎ、少なくとも１つのレンズを回転させない基準状態における画面全域での良好な結像性能の達成が困難となるか、または製造が困難となるため、好ましくない。一方、条件式（３Ｘ）または条件式（３Ｙ）の下限を超えると、非球面の同一径位置での形状差分量が小さ過ぎ、少なくとも１つのレンズを基準状態に対して回転させた際の結像性能の変化量が小さ過ぎて十分なボケ量を得ることが困難となるため、好ましくない。

【0025】

好ましくは、第１非球面と第２非球面との間の光軸上の距離をＤとするとき、以下の条件式（４）を満たす。

【0026】

０．０２０＜｜Ｄ／ＤＡ｜＜１．０００ … （４）
条件式（４）の上限を超えると、２つの非球面の距離が大きくなり過ぎ、少なくとも１つのレンズを回転させない基準状態において画面全域での良好な結像性能の達成が困難となるため、好ましくない。一方、条件式（４）の下限を超えると、２つの非球面の距離が小さくなり過ぎ、回転の位相によって両者が干渉する可能性があるため、好ましくない。

【0027】

好ましくは、光学系Ａ（第１レンズおよび第２レンズ）の焦点距離（合成焦点距離）をｆＡとするとき、以下の条件式（５）を満たす。

【0028】

｜ＤＡ／ｆＡ｜＜０．０２０ … （５）
条件式（５）の上限を超えると、光学系Ａの屈折力が強くなり過ぎ、少なくとも１つのレンズを回転させない基準状態において画面全域での良好な結像性能の達成が困難となるか、または光学系Ａが厚くなり過ぎ、撮像光学系全体の大型化を招くため、好ましくない。

【0029】

好ましくは、光軸からの径方向の高さｈにおける第１非球面の最大非球面量をＫ１ｈ、光軸からの径方向の高さｈにおける第２非球面の最大非球面量をＫ２ｈとするとき、以下の条件式（６）を満たす。

【0030】

０．８＜｜Ｋ２ｈ｜／｜Ｋ１ｈ｜＜３．０ … （６）
各実施例においては、第１非球面と第２非球面のうち有効径が小さい方の非球面の有効径以下の全ての高さｈにおいて条件式（６）を満たす。

【0031】

このような構成により、第１非球面で発生する像面湾曲および非点収差を、第２非球面で良好に補正することが可能となる。

【0032】

条件式（６）の上限を超えると、第１非球面で発生する像面湾曲および非点収差が過剰に補正されるため好ましくない。条件式（６）の下限を超えると、第１非球面で発生する像面湾曲および非点収差を十分に補正することが困難になるため好ましくない。

【0033】

より好ましくは、条件式（１）〜（６）はそれぞれ、以下の条件式（１ａ）〜（６ａ）を満たす。

【0034】

３≦Ｋ≦８ … （１Ｘａ）
３≦Ｋ≦８ … （１Ｙａ）
０．００７＜｜ΔＨ１／ＤＡ｜＜０．４５０ … （２Ｘａ）
０．００７＜｜ΔＨ２／ＤＡ｜＜０．４５０ … （２Ｙａ）
０．０１４＜｜ΔＫ１／ＤＡ｜＜０．９００ … （３Ｘａ）
０．０１４＜｜ΔＫ２／ＤＡ｜＜０．９００ … （３Ｙａ）
０．０２５＜｜Ｄ／ＤＡ｜＜０．９５０ … （４ａ）
｜ＤＡ／ｆＡ｜＜０．０１８ … （５ａ）
０．９＜｜Ｋ２ｈ｜／｜Ｋ１ｈ｜＜２．８ … （６ａ）
更に好ましくは、条件式（１）〜（６）はそれぞれ、以下の条件式（１ｂ）〜（６ｂ）を満たす。

【0035】

４≦Ｋ≦６ … （１Ｘｂ）
４≦Ｋ≦６ … （１Ｙｂ）
０．００９＜｜ΔＨ１／ＤＡ｜＜０．４００ … （２Ｘｂ）
０．００９＜｜ΔＨ２／ＤＡ｜＜０．４００ … （２Ｙｂ）
０．０１８＜｜ΔＫ１／ＤＡ｜＜０．８００ … （３Ｘｂ）
０．０１８＜｜ΔＫ２／ＤＡ｜＜０．８００ … （３Ｙｂ）
０．０３０＜｜Ｄ／ＤＡ｜＜０．９００ … （４ｂ）
｜ＤＡ／ｆＡ｜＜０．０１６ … （５ｂ）
１．０＜｜Ｋ２ｈ｜／｜Ｋ１ｈ｜＜２．６ … （６ｂ）
好ましくは、光学系Ａ（第１レンズおよび第２レンズ）は、撮像光学系の最も物体側に配置される。このような構成により、光学系Ａの内部において軸上光束と軸外光束の通過領域の差を大きくとることができる。その結果、少なくとも１つのレンズを回転させた際に、その回転量に応じて主として非点収差の発生量を連続的に制御することができ、画面中心部の結像性能と画面周辺部の結像性能の差を大きくすることが可能となる。また、光学系Ａを容易に着脱可能に構成することもできる。

【0036】

好ましくは、光学系Ａ（第１レンズおよび第２レンズの一方）は、撮像光学系の最も像面側（または像面近傍位置）に配置される。このような構成により、光学系Ａの内部において軸上光束と軸外光束の通過領域の差を大きくとることができる。その結果、少なくとも１つのレンズを回転させた際に、その回転量に応じて主として非点収差の発生量を連続的に制御することができ、画面中心部の結像性能と画面周辺部の結像性能の差を大きくすることが可能となる。また、光学系Ａを容易に着脱可能に構成することができる。また、光学系Ａの有効径を抑制することができ、撮像光学系全体のコンパクト化にも寄与する。

【0037】

好ましくは、本実施形態の撮像光学系は、開口絞りを有する。第１レンズおよび第２レンズの一方は、開口絞りに隣接して配置されている。このような構成により、光学系Ａの内部において軸上光束幅が大きく広がり、かつ軸上光束と軸外光束の通過領域の差を小さくすることができる。その結果、少なくとも１つのレンズを回転させた際に、その回転量に応じて主として球面収差の発生量を連続的に制御することができる。したがって、画面全域を略均一にボカすことができる所謂ソフトフォーカス効果を得ることができる。

【0038】

以下、本発明の実施例１乃至６（数値実施例１〜６）における撮像光学系について説明する。

【実施例1】

【0039】

まず、図１を参照して、本発明の実施例１（数値実施例１）における撮像光学系について説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、数値実施例１の撮像光学系のズーム位置が広角端、中間位置、望遠端におけるレンズ断面図である。本実施例の撮像光学系は、ズーム比３．９４、開口比１．８５〜２．８８程度のズームレンズである。

【0040】

図１のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は負の屈折力の第５レンズ群、である。また、ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）光束を決定（制限）する開口絞りの作用をするＦナンバー決定部材（開口絞り）である。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮像光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。また、銀塩フィルム用カメラの撮像光学系として使用する場合には、フィルム面に相当する感光面が置かれる。

【0041】

図１のズームレンズでは、ズーミングに際して広角端に対して望遠端にて、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が広がるように移動する。また、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が狭まるように、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間隔が狭まるように移動する。また、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５との間隔が広がるように、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、および、第５レンズ群Ｌ５が移動する。なお、開口絞りＳＰは、各レンズ群とは独立に移動する。

【0042】

望遠端において、広角端の場合と比較して、第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、および、第５レンズ群Ｌ５は、物体側に位置し、第２レンズ群Ｌ２は像側に位置している。第１レンズ群Ｌ１は、像側に凸状の軌跡で移動し、第５レンズ群Ｌ５は物体側に凸状の軌跡で移動する。焦点調節（フォーカシング）は、第４レンズ群Ｌ４（フォーカスレンズ群）を適切に移動させることにより行われる。以上のように、本実施例の撮像光学系は、各レンズ群を適切に移動させることにより、小型化と高変倍化とを両立させている。

【0043】

光学系Ａは、撮像光学系の最も物体側に位置し、ズーミングの際に第１レンズ群Ｌ１と一体的に移動する。光学系Ａは、物体側から順にレンズａ１（第１レンズ）およびレンズａ２（第２レンズ）の２枚の光学レンズから構成されている。また、レンズａ１の像側面（第１非球面）およびレンズａ２の物体側面（第２非球面）はそれぞれ、光軸ＯＡ（Ｘ軸）に関して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面形状の非球面である。

【0044】

次に、図２および図３Ａ乃至３Ｃを参照して、本実施例におけるレンズａ１の像側面形状およびレンズａ２の物体側面形状について説明する。図２および図３Ａは、基準状態において、レンズａ１の像側面形状およびレンズａ２の物体側面形状をそれぞれ等高線図として示している。図２および図３Ａに示されるように、レンズａ１、ａ２のそれぞれの中心部（第１領域、中心近傍領域）は平面形状である。一方、レンズａ１、ａ２のそれぞれの周辺部（第２領域）においては、山部（凸部）と谷部（凹部）とが交互に面中心回り（周方向）に周期的に形成されている。なお、レンズａ１、ａ２の面形状は、山部同士または谷部同士の面中心回りに対する位相を揃えた際には略同一の形状となる。また、図２および図３Ａに示されるレンズａ１、ａ２の位置関係（位相状態）を基準状態と定義する。基準状態において、レンズａ１、ａ２のそれぞれの山部と谷部との面中心回りに対する位相（周方向における位相状態）が揃えて配置されている。なお、基準状態においては、レンズａ１、ａ２のそれぞれの面中心と光軸ＯＡの位置とが互いに一致している。基準状態において、レンズａ１とレンズａ２との距離は、第２領域のいずれの位置においても略一定となる。また、第２の領域に関する距離は、第１の領域に関する距離と略同一である。

【0045】

図３Ｂは、レンズａ２を基準状態に対して２０°光軸回りに回転させた状態において、レンズａ２の物体側面形状を等高線図で示している。図３Ｃは、レンズａ２を基準状態に対して４５°光軸回りに回転させた状態において、レンズａ２の物体側面形状を等高線図で示している。なお、回転方向は図中の矢印で示されている。本実施例において、レンズａ２を基準状態に対して４５°光軸回りに回転させると、レンズａ１、ａ２の位置関係（位相状態）が基準状態から最も離れた（基準状態とは最も異なる）状態となる。すなわち、レンズａ１の山部とレンズａ２の山部とが互いに対応する位置関係となり、レンズａ１の谷部とレンズａ２の谷部とが互いに対応する位置関係となる。この状態において、レンズａ１とレンズａ２との距離は、第２領域のうち、レンズａ１の山部とレンズａ２の山部とが対向する位置において最も小さい（第１領域に関する距離よりも小さい）。一方、レンズａ１とレンズａ２との距離は、第２領域のうち、レンズａ１の谷部とレンズａ２の谷部とが対向する位置において最も大きい（第１領域に関する距離よりも大きい）。

【0046】

図４Ａは、基準状態における広角端での横収差図である。図４Ｂは、基準状態における望遠端での横収差図である。図５Ａは、レンズａ２を基準状態に対して２０°光軸回りに回転させた状態における、広角端での横収差図である。図５Ｂは、レンズａ２を基準状態に対して４５°光軸回りに回転させた状態における、広角端での横収差図である。図６は、レンズａ２を基準状態に対して４５°光軸回りに回転させ、更に光学系Ａ（レンズａ１、ａ２）を撮像光学系（撮像光学系を構成する他のレンズ群）に対してＹ軸方向に＋４ｍｍ移動させた状態における、広角端での横収差図である。

【0047】

なお本実施例において、光学系Ａは撮像光学系と一体的に構成された光学系であるが、これに限定されるものではない。光学系Ａは、撮像光学系（交換レンズなどのレンズ装置）に着脱可能なアタッチメント光学系でもよい。この点は、他の実施例でも同様である。

【0048】

また本実施例において、レンズａ１、ａ２には、それぞれ、４つの山部（凸部）と４つの谷部（凹部）とがレンズの周方向に交互に形成されているが、これに限定されるものではない。山部および谷部のそれぞれの個数を３つ以下または５つ以上にしてもよい。この場合、背景に関して解像状態からボカした状態まで連続的に制御するために要する回転角度は、その個数に応じて変化する。

【0049】

また本実施例において、光学系Ａはレンズａ１、ａ２の２つのレンズを備えて構成されているが、これに限定されるものではない。３つ以上のレンズを備えていてもよい。この点は、他の実施例でも同様である。

【実施例2】

【0050】

次に、図７を参照して、本発明の実施例２（数値実施例２）における撮像光学系について説明する。図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、数値実施例２の撮像光学系のズーム位置が広角端、中間位置、望遠端におけるレンズ断面図である。本実施例の撮像光学系は、ズーム比３．９４、開口比１．８５〜２．８８程度のズームレンズである。

【0051】

図７のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は負の屈折力の第５レンズ群である。

【0052】

図７の撮像光学系（ズームレンズ）では、ズーミングの際に、望遠端において、広角端の場合と比較して、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が広がるように移動する。また、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が狭まるように、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間隔が狭まるように移動する。また、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５との間隔が広がるように、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、および、第５レンズ群Ｌ５が移動する。開口絞りＳＰは、各レンズ群とは独立して移動する。

【0053】

望遠端において、広角端の場合と比較して、第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、および、第５レンズ群Ｌ５は物体側に位置し、第２レンズ群Ｌ２は像側に位置している。第１レンズ群Ｌ１は像側に凸状の軌跡で移動し、第５レンズ群Ｌ５は物体側に凸状の軌跡で移動する。焦点調節（フォーカシング）は、第４レンズ群Ｌ４（フォーカスレンズ群）を適切に移動させることにより行われる。以上のように各レンズ群を適切に移動させることにより、小型化と高変倍化とを両立させている。

【0054】

光学系Ａは、撮像光学系の最も像側に位置し、ズーミングの際には不動である。また光学系Ａは、物体側から順にレンズａ１およびレンズａ２の２枚の光学レンズにより構成されている。また、レンズａ１の像側面（第１非球面）およびレンズａ２の物体側面（第２非球面）はそれぞれ、光軸ＯＡ（Ｘ軸）に関して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面形状の非球面形状を有する。

【0055】

図８は、基準状態において、レンズａ１の像側面形状を等高線図として示している。図９Ａは、基準状態において、レンズａ２の物体側面形状を等高線図として示している。図９Ｂは、レンズａ２を基準状態に対して２０°光軸回りに回転させた状態において、レンズａ２の物体側面形状を等高線図として示している。図９Ｃは、レンズａ２を基準状態に対して４５°光軸回りに回転させた状態において、レンズａ２の物体側面形状を等高線図として示している。なお、回転方向は図中の矢印で示される。

【0056】

図１０Ａは、基準状態における広角端での横収差図である。図１０Ｂは、基準状態における望遠端での横収差図である。図１１Ａは、レンズａ２を基準状態に対して２０°光軸回りに回転させた状態における、広角端での横収差図である。図１１Ｂは、レンズａ２を基準状態に対して４５°光軸回りに回転させた状態における、広角端での横収差図である。

【実施例3】

【0057】

次に、図１２を参照して、本発明の実施例３（数値実施例３）における撮像光学系について説明する。図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、数値実施例２の撮像光学系のズーム位置が広角端、中間位置、望遠端におけるレンズ断面図である。本実施例の撮像光学系は、ズーム比２．７４、開口比１．８５〜２．８８程度のズームレンズである。

【0058】

図１２のレンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は負の屈折力の第５レンズ群である。

【0059】

図１２のズームレンズでは、ズーミングに際して、望遠端において、広角端の場合と比較して、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が広がるように移動する。また、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が狭まるように、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間隔が狭まるように移動する。また、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５との間隔が広がるように、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、および、第５レンズ群Ｌ５が移動する。開口絞りＳＰは、各レンズ群とは独立して移動する。

【0060】

望遠端において、広角端の場合と比較して、第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、および、第５レンズ群Ｌ５は物体側に位置し、第２レンズ群Ｌ２は像側に位置している。第１レンズ群Ｌ１は、像側に凸状の軌跡で移動する。フォーカシングは、第４レンズ群Ｌ４（フォーカスレンズ群）を適切に移動させることにより行われる。以上のように各レンズ群を適切に移動させることにより、小型化と高変倍化とを両立させている。

【0061】

光学系Ａは、開口絞りＳＰの像側に隣接して位置し、ズーミングの際に開口絞りＳＰと一体的に移動する。また光学系Ａは、物体側から順にレンズａ１およびレンズａ２の２枚の光学レンズにより構成されている。レンズａ１の像側面（第１非球面）およびレンズａ２の物体側面（第２非球面）はそれぞれ、光軸ＯＡ（Ｘ軸）に関して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面形状の非球面形状を有する。

【0062】

図１３は、レンズａ１の像側面形状を等高線図として示している。図１４Ａは、レンズａ２の物体側面形状を等高線図として示している。図１４Ｂは、レンズａ２を基準状態に対して１５°光軸回りに回転させた状態における、物体側面形状を等高線図として示している。図１４Ｃは、レンズａ２を基準状態に対して２５°光軸回りに回転させた状態における、物体側面形状を等高線図として示している。なお、回転方向は図中の矢印で示される。

【0063】

図１５Ａは、基準状態における広角端での横収差図である。図１５Ｂは、基準状態における望遠端での横収差図である。図１６Ａは、レンズａ２を基準状態に対して１５°光軸回りに回転させた状態における、広角端での横収差図である。図１６Ｂは、レンズａ２を基準状態に対して２５°光軸回りに回転させた状態における、広角端での横収差図である。

【実施例4】

【0064】

次に、図１７を参照して、本発明の実施例４（数値実施例４）における撮像光学系について説明する。図１７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、数値実施例４の撮像光学系のズーム位置が広角端、中間位置、望遠端におけるレンズ断面図である。本実施例の撮像光学系は、ズーム比２．８３、開口比３．５５〜６．４４程度のズームレンズである。

【0065】

図１７のレンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は負の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群である。

【0066】

図１７のズームレンズでは、ズーミングに際して広角端に対して望遠端にて、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が狭まるように移動する。また、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が広がるように、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間隔が狭まるように移動する。また、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５との間隔が広がるように、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、および、第４レンズ群Ｌ４が移動する。なお、開口絞りＳＰは、第２レンズ群Ｌ２と一体的に移動する。

【0067】

望遠端において、広角端の場合と比較して、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、および、第４レンズ群Ｌ４は、物体側に位置し、第１レンズ群Ｌ１は像側に位置している。第１レンズ群Ｌ１は、像側に凸状の軌跡で移動する。焦点調節（フォーカシング）は、第３レンズ群Ｌ３（フォーカスレンズ群）を適切に移動させることにより行われる。以上のように、本実施例の撮像光学系は、各レンズ群を適切に移動させることにより、小型化と高変倍化とを両立させている。

【0068】

光学系Ａは、撮像光学系の最も物体側に位置し、ズーミングの際に第１レンズ群Ｌ１と一体的に移動する。光学系Ａは、物体側から順にレンズａ１（第１レンズ）およびレンズａ２（第２レンズ）の２枚の光学レンズから構成されている。また、レンズａ１の像側面（第１非球面）およびレンズａ２の物体側面（第２非球面）はそれぞれ、光軸ＯＡ（Ｘ軸）に関して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面形状である。

【0069】

次に、図１８および図１９Ａ乃至図１９Ｃを参照して、本実施例におけるレンズａ１の像側面形状およびレンズａ２の物体側面形状について説明する。図１８および図１９Ａは、基準状態において、レンズａ１の像側面形状およびレンズａ２の物体側面形状をそれぞれ等高線図として示している。図１８および図１９Ａに示されるように、レンズａ１、ａ２のそれぞれの中心部（第１領域、中心近傍領域）は略平面形状である。一方、レンズａ１、ａ２のそれぞれの周辺部（第２領域）においては、山部（凸部）と谷部（凹部）とが交互に面中心回り（周方向）に周期的に形成されている。また、図１８および図１９Ａに示されるレンズａ１、ａ２の位置関係（位相状態）を基準状態と定義する。基準状態において、レンズａ１、ａ２のそれぞれの山部と谷部との面中心回りに対する位相（周方向における位相状態）が揃えて配置されている。なお、基準状態においては、レンズａ１、ａ２のそれぞれの面中心と光軸ＯＡの位置とが互いに一致している。

【0070】

図１９Ｂは、レンズａ２を基準状態に対して２０°光軸回りに回転させた状態において、レンズａ２の物体側面形状を等高線図で示している。図１９Ｃは、レンズａ２を基準状態に対して４５°光軸回りに回転させた状態において、レンズａ２の物体側面形状を等高線図で示している。

【0071】

図２０Ａは、基準状態における広角端での横収差図である。図２０Ｂは、基準状態における望遠端での横収差図である。図２１Ａは、レンズａ２を基準状態に対して２０°光軸回りに回転させた状態における、広角端での横収差図である。図２１Ｂは、レンズａ２を基準状態に対して４５°光軸回りに回転させた状態における、広角端での横収差図である。図２２は、レンズａ２を基準状態に対して４５°光軸回りに回転させ、更に光学系Ａ（レンズａ１、ａ２）を撮像光学系（撮像光学系を構成する他のレンズ群）に対してＹ軸方向に＋６ｍｍ移動させた状態における、広角端での横収差図である。

【実施例5】

【0072】

次に、図２３を参照して、本発明の実施例５（数値実施例５）における撮像光学系について説明する。図２３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、数値実施例５の撮像光学系のズーム位置が広角端、中間位置、望遠端におけるレンズ断面図である。本実施例の撮像光学系は、ズーム比２．８２、開口比３．５５〜６．４４程度のズームレンズである。

【0073】

図２３のレンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は負の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群である。

【0074】

図２３のズームレンズでは、ズーミングに際して広角端に対して望遠端にて、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が狭まるように移動する。また、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が広がるように、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間隔が狭まるように移動する。また、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５との間隔が広がるように、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、および、第４レンズ群Ｌ４が移動する。なお、開口絞りＳＰは、第２レンズ群Ｌ２と一体的に移動する。

【0075】

望遠端において、広角端の場合と比較して、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、および、第４レンズ群Ｌ４は、物体側に位置し、第１レンズ群Ｌ１は像側に位置している。第１レンズ群Ｌ１は、像側に凸状の軌跡で移動する。焦点調節（フォーカシング）は、第３レンズ群Ｌ３（フォーカスレンズ群）を適切に移動させることにより行われる。以上のように、本実施例の撮像光学系は、各レンズ群を適切に移動させることにより、小型化と高変倍化とを両立させている。

【0076】

光学系Ａは、撮像光学系の最も物体側に位置し、ズーミングの際に第１レンズ群Ｌ１と一体的に移動する。光学系Ａは、物体側から順にレンズａ１（第１レンズ）およびレンズａ２（第２レンズ）の２枚の光学レンズから構成されている。また、レンズａ１の像側面（第１非球面）およびレンズａ２の像側面（第２非球面）はそれぞれ、光軸ＯＡ（Ｘ軸）に関して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面形状である。

【0077】

次に、図２４および図２５Ａ乃至図２５Ｃを参照して、本実施例におけるレンズａ１の像側面形状およびレンズａ２の像側面形状について説明する。図２４および図２５Ａは、基準状態において、レンズａ１の像側面形状およびレンズａ２の像側面形状をそれぞれ等高線図として示している。図２４および図２５Ａに示されるように、レンズａ１、ａ２のそれぞれの中心部（第１領域、中心近傍領域）は略平面形状である。一方、レンズａ１、ａ２のそれぞれの周辺部（第２領域）においては、山部（凸部）と谷部（凹部）とが交互に面中心回り（周方向）に周期的に形成されている。また、図２４および図２５Ａに示されるレンズａ１、ａ２の位置関係（位相状態）を基準状態と定義する。基準状態において、レンズａ１、ａ２のそれぞれの山部と谷部との面中心回りに対する位相（周方向における位相状態）が揃えて配置されている。なお、基準状態においては、レンズａ１、ａ２のそれぞれの面中心と光軸ＯＡの位置とが互いに一致している。

【0078】

図２５Ｂは、レンズａ２を基準状態に対して２０°光軸回りに回転させた状態において、レンズａ２の像側面形状を等高線図で示している。図２５Ｃは、レンズａ２を基準状態に対して４５°光軸回りに回転させた状態において、レンズａ２の像側面形状を等高線図で示している。なお、回転方向は図中の矢印で示されている。

【0079】

図２６Ａは、基準状態における広角端での横収差図である。図２６Ｂは、基準状態における望遠端での横収差図である。図２７Ａは、レンズａ２を基準状態に対して２０°光軸回りに回転させた状態における、広角端での横収差図である。図２７Ｂは、レンズａ２を基準状態に対して４５°光軸回りに回転させた状態における、広角端での横収差図である。

【実施例6】

【0080】

次に、図２８を参照して、本発明の実施例６（数値実施例６）における撮像光学系について説明する。図２８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、数値実施例６の撮像光学系のズーム位置が広角端、中間位置、望遠端におけるレンズ断面図である。本実施例の撮像光学系は、ズーム比２．８３、開口比３．５５〜６．４４程度のズームレンズである。

【0081】

図２８のレンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は負の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群である。

【0082】

図２８のズームレンズでは、ズーミングに際して広角端に対して望遠端にて、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が狭まるように移動する。また、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が広がるように、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４との間隔が狭まるように移動する。また、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５との間隔が広がるように、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、および、第４レンズ群Ｌ４が移動する。なお、開口絞りＳＰは、第２レンズ群Ｌ２と一体的に移動する。

【0083】

望遠端において、広角端の場合と比較して、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、および、第４レンズ群Ｌ４は、物体側に位置し、第１レンズ群Ｌ１は像側に位置している。第１レンズ群Ｌ１は、像側に凸状の軌跡で移動する。焦点調節（フォーカシング）は、第３レンズ群Ｌ３（フォーカスレンズ群）を適切に移動させることにより行われる。以上のように、本実施例の撮像光学系は、各レンズ群を適切に移動させることにより、小型化と高変倍化とを両立させている。

【0084】

光学系Ａは、撮像光学系の最も物体側に位置し、ズーミングの際に第１レンズ群Ｌ１と一体的に移動する。光学系Ａは、物体側から順にレンズａ１（第１レンズ）およびレンズａ２（第２レンズ）の２枚の光学レンズから構成されている。また、レンズａ１の像側面（第１非球面）およびレンズａ２の物体側面（第２非球面）はそれぞれ、光軸ＯＡ（Ｘ軸）に関して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面形状である。

【0085】

次に、図２９および図３０Ａ乃至図３０Ｃを参照して、本実施例におけるレンズａ１の像側面形状およびレンズａ２の像側面形状について説明する。図２９および図３０Ａは、基準状態において、レンズａ１の像側面形状およびレンズａ２の物体側面形状をそれぞれ等高線図として示している。図２９および図３０Ａに示されるように、レンズａ１、ａ２のそれぞれの中心部（第１領域、中心近傍領域）は略平面形状である。一方、レンズａ１、ａ２のそれぞれの周辺部（第２領域）においては、山部（凸部）と谷部（凹部）とが交互に面中心回り（周方向）に周期的に形成されている。また、図２９および図３０Ａに示されるレンズａ１、ａ２の位置関係（位相状態）を基準状態と定義する。基準状態において、レンズａ１、ａ２のそれぞれの山部と谷部との面中心回りに対する位相（周方向における位相状態）が揃えて配置されている。なお、基準状態においては、レンズａ１、ａ２のそれぞれの面中心と光軸ＯＡの位置とが互いに一致している。

【0086】

図３０Ｂは、レンズａ２を基準状態に対して１８°光軸回りに回転させた状態において、レンズａ２の物体側面形状を等高線図で示している。図３０Ｃは、レンズａ２を基準状態に対して３６°光軸回りに回転させた状態において、レンズａ２の物体側面形状を等高線図で示している。なお、回転方向は図中の矢印で示されている。
本実施例においては、レンズａ１、ａ２には、それぞれ、５つの山部（凸部）と５つの谷部（凹部）とがレンズの周方向に交互に形成されている。本実施例において、レンズａ２を基準状態に対して３６°光軸回りに回転させると、レンズａ１、ａ２の位置関係（位相状態）が基準状態から最も離れた（基準状態とは最も異なる）状態となる。すなわち、レンズａ１の山部とレンズａ２の山部とが互いに対応する位置関係となり、レンズａ１の谷部とレンズａ２の谷部とが互いに対応する位置関係となる。この状態において、レンズａ１とレンズａ２との光軸方向の距離は、第２領域のうち、レンズａ１の山部とレンズａ２の山部とが対向する位置において最も小さい（第１領域に関する光軸方向の距離よりも小さい）。一方、レンズａ１とレンズａ２との光軸方向の距離は、第２領域のうち、レンズａ１の谷部とレンズａ２の谷部とが対向する位置において最も大きい（第１領域に関する光軸方向の距離よりも大きい）。

【0087】

図３１Ａは、基準状態における広角端での横収差図である。図３１Ｂは、基準状態における望遠端での横収差図である。図３２Ａは、レンズａ２を基準状態に対して１８°光軸回りに回転させた状態における、広角端での横収差図である。図３２Ｂは、レンズａ２を基準状態に対して３６°光軸回りに回転させた状態における、広角端での横収差図である。

【0088】

各実施例のレンズ断面図において、ｉは物体側から像側への各レンズ群の順序を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。またＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、レンズ断面図および等高線図のそれぞれに示されるように定義される。光軸ＯＡはＸ軸と平行であり、物体側から像側へ向かう光の進行方向をプラス方向とする。また、各実施例の横収差図は、Ｙ軸方向における各像高の収差を示しており、上から順に＋１０割、＋７割、＋５割、＋３割、中心、−３割、−５割、−７割、−１０割の像高におけるｄ線の収差図を示している。破線はサジタル像面、実線はメリディオナル像面を表す。

【0089】

次に、本発明の各実施例の数値実施例（数値実施例１〜６）を示す。各数値実施例において、ｉは、物体側からの面の順序を示す。また各数値実施例において、ｒｉは、物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径である。ｄｉは、物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚または空気間隔である。ｎｄｉ、νｄｉは、それぞれ、物体側より順に第ｉ番目の材料のガラスのｄ線に対する屈折率、アッベ数である。

【0090】

回転対称な非球面形状は、光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、物体側から像側へ向かう方向を正としｒを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を各々非球面係数とするとき、以下の式（７）のように表される。

【0091】

【数1】

【0092】

ＢＦは、レンズ最終面から近軸像面までの距離（バックフォーカス）を空気換算した値である。レンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にＢＦを加えた値である。回転対称な非球面に関しては、面番号の後に＊を付加している。光軸に対して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面形状の非球面に関しては、面番号の後に「＊＊」を付加している。

【0093】

光軸に対して回転方向に形成された複数の凹部と凸部を含む非球面の形状は、以下の式（８）または式（９）により表される。ここで、Ｂ４、Ｂ５は非球面係数であり、θは光軸回りの回転角度である。

【0094】

Ｘ＝Ｂ４（Ｈ^４ｃｏｓ４θ） … （８）
Ｘ＝Ｂ５（Ｈ^５ｃｏｓ５θ） … （９）

（数値実施例１）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 ∞ 2.00 1.53160 55.8 37.00
2** ∞ 1.00 37.00
3** ∞ 2.00 1.53160 55.8 37.00
4 ∞ 1.00 37.00
5 32.903 0.85 1.94595 18.0 23.11
6 23.697 3.39 1.80420 46.5 22.16
7 239.525 (可変) 21.67
8 104.318 0.67 1.77250 49.6 17.70
9 9.356 4.75 13.33
10* -18.059 0.40 1.76802 49.2 12.53
11 116.691 0.10 12.34
12 30.603 1.20 1.95906 17.5 12.27
13 717.339 (可変) 12.12
14(絞り) ∞ (可変) 10.62
15* 15.470 2.65 1.76802 49.2 12.97
16* -45.132 0.10 12.82
17 11.775 2.52 1.83481 42.7 11.79
18 230.169 0.45 1.85478 24.8 11.01
19 8.338 (可変) 9.56
20 30.731 2.88 1.49700 81.5 11.95
21 -17.952 (可変) 12.20
22 -22.355 0.40 1.85135 40.1 12.30
23* 444.580 0.10 12.75
24 21.426 1.94 1.63854 55.4 13.57
25 -542.945 (可変) 13.69
像面 ∞

非球面データ
第10面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.29119e-005 A 6= 8.28299e-008
A 8=-1.20260e-008 A10= 1.04155e-010

第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.42389e-005 A 6= 1.20948e-007

第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.80026e-005 A 6= 3.00368e-007
A 8=-3.24113e-009 A10= 2.62387e-011

第23面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.63992e-005 A 6=-4.35159e-008
A 8=-9.87071e-010 A10= 8.77351e-012

各種データ
ズーム比 3.94
広角 中間 望遠
焦点距離 9.06 16.39 35.69
Fナンバー 1.85 2.54 2.88
半画角 35.52 25.03 12.46
像高 6.47 7.65 7.89
レンズ全長 64.97 64.94 73.77
BF 8.90 13.30 12.40

d 7 0.31 4.81 15.34
d13 12.26 3.51 0.70
d14 5.34 4.39 0.31
d19 8.38 7.60 6.58
d21 1.40 2.95 10.04
d25 8.90 13.30 12.40

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 5 50.83
2 8 -10.03
3 15 17.24
4 20 23.26
5 22 -115.71

・光学系A 1面から4面

・第２面の非球面式 X=B4(H⁴cos4θ)
・第２面の非球面係数 B4＝3.4e-6

・第３面の非球面式 X=B4(H⁴cos4θ)
・第３面の非球面係数 B4＝3.4e-6

（数値実施例２）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 32.903 0.85 1.94595 18.0 23.11
2 23.697 3.39 1.80420 46.5 22.16
3 239.525 (可変) 21.67
4 104.318 0.67 1.77250 49.6 17.70
5 9.356 4.75 13.33
6* -18.059 0.40 1.76802 49.2 12.53
7 116.691 0.10 12.34
8 30.603 1.20 1.95906 17.5 12.27
9 717.339 (可変) 12.12
10(絞り) ∞ (可変) 10.62
11* 15.470 2.65 1.76802 49.2 12.97
12* -45.132 0.10 12.82
13 11.775 2.52 1.83481 42.7 11.79
14 230.169 0.45 1.85478 24.8 11.01
15 8.338 (可変) 9.56
16 30.731 2.88 1.49700 81.5 11.95
17 -17.952 (可変) 12.20
18 -22.355 0.40 1.85135 40.1 12.30
19* 444.580 0.10 12.75
20 21.426 1.94 1.63854 55.4 13.57
21 -542.945 (可変) 13.69
22 ∞ 1.00 1.51633 64.1 16.00
23** ∞ 0.80 16.00
24** ∞ 1.00 1.51633 64.1 16.00
25 ∞ 4.78 16.00
像面 ∞

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.29119e-005 A 6= 8.28299e-008
A 8=-1.20260e-008 A10= 1.04155e-010

第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.42389e-005 A 6= 1.20948e-007

第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.80026e-005 A 6= 3.00368e-007
A 8=-3.24113e-009 A10= 2.62387e-011

第19面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.63992e-005 A 6=-4.35159e-008
A 8=-9.87071e-010 A10= 8.77351e-012

各種データ
ズーム比 3.94
広角 中間 望遠
焦点距離 9.06 16.39 35.69
Fナンバー 1.85 2.54 2.88
半画角 35.52 25.03 12.46
像高 6.47 7.65 7.89
レンズ全長 59.65 59.63 68.45
BF 4.78 4.78 4.78

d 3 0.31 4.81 15.34
d 9 12.26 3.51 0.70
d10 5.34 4.39 0.31
d15 8.38 7.60 6.58
d17 1.40 2.95 10.04
d21 2.00 6.40 5.50

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 50.83
2 4 -10.03
3 11 17.24
4 16 23.26
5 18 -115.71

・光学系A 22面から25面

・第２３面の非球面式 X=B4(H⁴cos4θ)
・第２３面の非球面係数 B4＝6.1e-5

・第２４面の非球面式 X=B4(H⁴cos4θ)
・第２４面の非球面係数 B4＝6.1e-5

（数値実施例３）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 32.903 0.85 1.94595 18.0 23.11
2 23.697 3.39 1.80420 46.5 22.16
3 239.525 (可変) 21.67
4 104.318 0.67 1.77250 49.6 17.70
5 9.356 4.75 13.33
6* -18.059 0.40 1.76802 49.2 12.53
7 116.691 0.10 12.34
8 30.603 1.20 1.95906 17.5 12.27
9 717.339 (可変) 12.12
10(絞り) ∞ 1.00 10.62
11 ∞ 1.00 1.51633 64.1 13.00
12** ∞ 0.30 13.00
13** ∞ 1.00 1.51633 64.1 13.00
14 ∞ (可変) 13.00
15* 15.470 2.65 1.76802 49.2 12.97
16* -45.132 0.10 12.82
17 11.775 2.52 1.83481 42.7 11.79
18 230.169 0.45 1.85478 24.8 11.01
19 8.338 (可変) 9.56
20 30.731 2.88 1.49700 81.5 11.95
21 -17.952 (可変) 12.20
22 -22.355 0.40 1.85135 40.1 12.30
23* 444.580 0.10 12.75
24 21.426 1.94 1.63854 55.4 13.57
25 -542.945 (可変) 13.69
像面 ∞

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.29119e-005 A 6= 8.28299e-008
A 8=-1.20260e-008 A10= 1.04155e-010

第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.42389e-005 A 6= 1.20948e-007

第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.80026e-005 A 6= 3.00368e-007
A 8=-3.24113e-009 A10= 2.62387e-011

第23面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.63992e-005 A 6=-4.35159e-008
A 8=-9.87071e-010 A10= 8.77351e-012

各種データ
ズーム比 2.74
広角 中間 望遠
焦点距離 9.07 16.39 24.85
Fナンバー 1.85 2.54 2.88
半画角 35.50 25.03 17.62
像高 6.47 7.65 7.89
レンズ全長 59.64 59.61 64.62
BF 8.91 13.31 14.64

d 3 0.31 4.79 10.55
d 9 12.26 3.52 0.99
d14 2.70 1.75 0.43
d19 8.38 7.60 7.20
d21 1.40 2.95 5.12
d25 8.91 13.31 14.64

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 50.83
2 4 -10.03
3 15 17.24
4 20 23.26
5 22 -115.71

・光学系A 11面から14面
・第１２面の非球面式 X=B4(H⁴cos4θ)
・第１２面の非球面係数 B4＝1.7e-5

・第１３面の非球面式 X=B4(H⁴cos4θ)
・第１３面の非球面係数 B4＝1.7e-5

（数値実施例４）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 ∞ 3.00 1.53160 55.8 60.00
2** ∞ 2.80 60.00
3** ∞ 3.00 1.53160 55.8 51.00
4 ∞ 3.50 51.00
5 74.240 1.10 1.77250 49.6 28.00
6 13.575 5.43 22.11
7* 90.868 2.11 1.52996 55.8 22.09
8* 28.303 0.20 21.76
9 25.310 3.76 1.84666 23.9 21.69
10 56.582 (可変) 20.66
11 806.621 1.76 1.48749 70.2 10.17
12 -29.802 0.80 10.31
13 10.514 3.32 1.60311 60.6 10.30
14 -147.363 0.50 1.90366 31.3 9.53
15 23.292 2.69 9.18
16(絞り) ∞ 2.02 8.73
17* 14.472 1.88 1.58313 59.4 8.33
18 354.379 (可変) 7.95
19 41.527 0.62 1.70000 48.1 7.79
20 8.797 1.29 1.53775 74.7 7.96
21 13.459 (可変) 8.20
22* -11.998 1.86 1.52996 55.8 11.48
23* -16.160 (可変) 13.52
24 -58.903 3.84 1.58913 61.1 23.74
25 -22.779 11.05 24.57
像面 ∞

非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.78582e-005 A 6= 5.37905e-007 A 8=-5.04609e-009 A10= 2.55009e-011 A12=-5.86232e-014

第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.09920e-005 A 6= 4.97325e-007 A 8=-6.17039e-009 A10= 3.51824e-011 A12=-1.05215e-013

第17面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.05211e-004 A 6=-7.51239e-007 A 8=-1.59107e-008

第22面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.49801e-004 A 6= 9.96347e-006 A 8=-3.67378e-007 A10= 4.59367e-009 A12= 3.77288e-011

第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.25814e-004 A 6= 5.01006e-006 A 8=-9.37488e-008 A10= 1.00770e-009 A12= 4.04325e-012

各種データ
ズーム比 2.83
広角 中間 望遠
焦点距離 15.45 27.69 43.66
Fナンバー 3.55 4.74 6.44
半画角 41.48 26.26 17.37
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 90.41 83.09 88.74
BF 11.05 11.05 11.05

d10 24.71 8.18 1.12
d18 1.00 2.45 3.36
d21 6.45 4.99 4.09
d23 1.73 10.94 23.65

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 5 -25.29
2 11 15.51
3 19 -24.25
4 22 -104.00
5 24 60.66

・光学系A 1面から4面

・第２面の非球面式 X=B4(H⁴cos4θ)
・第２面の非球面係数 B4＝1.7e-6

・第３面の非球面式 X=B4(H⁴cos4θ)
・第３面の非球面係数 B4＝2.1e-6

（数値実施例５）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 1000.000 3.00 1.53160 55.8 60.00
2** ∞ 2.70 60.00
3 -775.000 3.00 1.53160 55.8 53.00
4** ∞ 4.50 53.00
5 74.240 1.10 1.77250 49.6 28.00
6 13.575 5.43 22.11
7* 90.868 2.11 1.52996 55.8 22.09
8* 28.303 0.20 21.76
9 25.310 3.76 1.84666 23.9 21.69
10 56.582 (可変) 20.66
11 806.621 1.76 1.48749 70.2 10.17
12 -29.802 0.80 10.31
13 10.514 3.32 1.60311 60.6 10.30
14 -147.363 0.50 1.90366 31.3 9.53
15 23.292 2.69 9.18
16(絞り) ∞ 2.02 8.73
17* 14.472 1.88 1.58313 59.4 8.33
18 354.379 (可変) 7.95
19 41.527 0.62 1.70000 48.1 7.79
20 8.797 1.29 1.53775 74.7 7.96
21 13.459 (可変) 8.20
22* -11.998 1.86 1.52996 55.8 11.48
23* -16.160 (可変) 13.52
24 -58.903 3.84 1.58913 61.1 23.74
25 -22.779 11.08 24.57
像面 ∞

非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.78582e-005 A 6= 5.37905e-007 A 8=-5.04609e-009 A10= 2.55009e-011 A12=-5.86232e-014

第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.09920e-005 A 6= 4.97325e-007 A 8=-6.17039e-009 A10= 3.51824e-011 A12=-1.05215e-013

第17面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.05211e-004 A 6=-7.51239e-007 A 8=-1.59107e-008

第22面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.49801e-004 A 6= 9.96347e-006 A 8=-3.67378e-007 A10= 4.59367e-009 A12= 3.77288e-011

第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.25814e-004 A 6= 5.01006e-006 A 8=-9.37488e-008 A10= 1.00770e-009 A12= 4.04325e-012

各種データ
ズーム比 2.82
広角 中間 望遠
焦点距離 15.45 27.65 43.58
Fナンバー 3.55 4.74 6.44
半画角 41.48 26.29 17.41
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 91.34 84.10 89.77
BF 11.08 11.08 11.08

d10 24.71 8.25 1.21
d18 1.00 2.45 3.36
d21 6.45 4.99 4.09
d23 1.73 10.94 23.65

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 5 -25.29
2 11 15.51
3 19 -24.25
4 22 -104.00
5 24 60.66

・光学系A 1面から4面

・第２面の非球面式 X=B4(H⁴cos4θ)
・第２面の非球面係数 B4＝1.7e-6

・第４面の非球面式 X=B4(H⁴cos4θ)
・第４面の非球面係数 B4＝-2.0e-6

（数値実施例６）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 ∞ 3.00 1.53160 55.8 60.00
2** ∞ 3.20 60.00
3** ∞ 3.00 1.53160 55.8 51.00
4 ∞ 3.50 51.00
5 74.240 1.10 1.77250 49.6 28.00
6 13.575 5.43 22.11
7* 90.868 2.11 1.52996 55.8 22.09
8* 28.303 0.20 21.76
9 25.310 3.76 1.84666 23.9 21.69
10 56.582 (可変) 20.66
11 806.621 1.76 1.48749 70.2 10.17
12 -29.802 0.80 10.31
13 10.514 3.32 1.60311 60.6 10.30
14 -147.363 0.50 1.90366 31.3 9.53
15 23.292 2.69 9.18
16(絞り) ∞ 2.02 8.73
17* 14.472 1.88 1.58313 59.4 8.33
18 354.379 (可変) 7.95
19 41.527 0.62 1.70000 48.1 7.79
20 8.797 1.29 1.53775 74.7 7.96
21 13.459 (可変) 8.20
22* -11.998 1.86 1.52996 55.8 11.48
23* -16.160 (可変) 13.52
24 -58.903 3.84 1.58913 61.1 23.74
25 -22.779 11.05 24.57
像面 ∞

非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.78582e-005 A 6= 5.37905e-007 A 8=-5.04609e-009 A10= 2.55009e-011 A12=-5.86232e-014

第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.09920e-005 A 6= 4.97325e-007 A 8=-6.17039e-009 A10= 3.51824e-011 A12=-1.05215e-013

第17面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.05211e-004 A 6=-7.51239e-007 A 8=-1.59107e-008

第22面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.49801e-004 A 6= 9.96347e-006 A 8=-3.67378e-007 A10= 4.59367e-009 A12= 3.77288e-011

第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.25814e-004 A 6= 5.01006e-006 A 8=-9.37488e-008 A10= 1.00770e-009 A12= 4.04325e-012

各種データ
ズーム比 2.83
広角 中間 望遠
焦点距離 15.45 27.69 43.66
Fナンバー 3.55 4.74 6.44
半画角 41.48 26.26 17.37
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 90.81 83.49 89.14
BF 11.05 11.05 11.05

d10 24.71 8.18 1.12
d18 1.00 2.45 3.36
d21 6.45 4.99 4.09
d23 1.73 10.94 23.65


ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 5 -25.29
2 11 15.51
3 19 -24.25
4 22 -104.00
5 24 60.66

・光学系A 1面から4面

・第２面の非球面式 X=B5(H⁵cos5θ)
・第２面の非球面係数 B5＝5.0e-8

・第３面の非球面式 X=B5(H⁵cos5θ)
・第３面の非球面係数 B5＝9.0e-8

表１は、実施例１〜６（数値実施例１〜６）に関する条件式（１）〜（６）の具体的数値を示している。

【0095】

【表1】

【0096】

次に、図３３を参照して、各実施例における撮像光学系を用いたデジタルカメラ（撮像装置）の実施形態について説明する。図３３は、撮像装置の概略図である。

【0097】

図３３において、２０はデジタルカメラ本体、２１は各実施例の撮像光学系、２２はデジタルカメラ本体２０に内蔵され、撮像光学系２１を介して形成された光学像（被写体像）を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子（光電変換素子）である。２３は、撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録する記憶手段（メモリ）、２４は液晶ディスプレイパネルなどにより構成され、撮像素子２２の上に形成された被写体像を観察するための表示素子（ファインダ）である。

【0098】

各実施例によれば、コンパクトかつ簡易な構成で、被写体の解像状態を維持しつつ、背景に関して解像状態からボカした状態まで連続的に制御可能なアタッチメント光学系、撮像光学系、および、撮像装置を提供することができる。また各実施例よれば、このような機能を有する光学系や撮像装置を、コンパクトかつ簡易な構成で達成することが可能である。

【0099】

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。

【符号の説明】

【0100】

Ａ 光学系
ａ１ レンズ（第１レンズ）
ａ２ レンズ（第２レンズ）

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図15A】

【図15B】

【図16A】

【図16B】

【図17】

【図18】

【図19A】

【図19B】

【図19C】

【図20A】

【図20B】

【図21A】

【図21B】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25A】

【図25B】

【図25C】

【図26A】

【図26B】

【図27A】

【図27B】

【図28】

【図29】

【図30A】

【図30B】

【図30C】

【図31A】

【図31B】

【図32A】

【図32B】

【図33】