JP2007212926A - 可変焦点距離レンズ系及び撮像装置 - Google Patents

可変焦点距離レンズ系及び撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】高性能化と高変倍化との両立に適した可変焦点距離レンズ系を提供することを課題とする。
【解決手段】物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、そして、第５レンズ群Ｇ５が配列され、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、少なくとも前記第１レンズ群乃至前記第４レンズ群の各レンズ群が可動であり、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間の間隔が減少するように、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が物体側へ移動するとともに、前記第４レンズ群が各レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように光軸方向に移動し、前記第５レンズ群が負の屈折力を有する負部分群Ｌ５１と、その像側に配置され正の屈折力を有する正部分群Ｌ５２とにより構成された可変焦点距離レンズ系１。
【選択図】図２

Description

本発明は新規な可変焦点距離レンズ系及び該可変焦点距離レンズ系を備えた撮像装置に関する。詳しくは、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に用いられ、ズーム比が１０倍を超える可変焦点距離レンズ系及び該可変焦点レンズ系を備えた撮像装置に関する。
従来より、カメラにおける記録手段として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の光電変換素子を用いた撮像素子によって、撮像素子面上に形成された被写体像を、各光電変換素子によって被写体像の光量を電気的出力に変換して、記録する方法が知られている。
近年の微細加工技術の技術進歩に伴い、中央演算処理装置（ＣＰＵ）の高速化や記憶媒体の高集積化が図られ、それまでは取り扱えなかったような大容量の画像データが高速処理できるようになってきた。また、受光素子においても高集積化や小型化が図られ、高集積化により、より高い空間周波数の記録が可能となり、小型化により、カメラ全体の小型化が図れるようになってきた。
しかしながら、上述の高集積化や小型化により、個々の光電変換素子の受光面積が狭まり、電気出力の低下に伴ってノイズの影響が大きくなるという問題があった。これを防ぐために、光学系の大口径比化により受光素子上に到達する光量を増大させたり、また、各素子の直前に微小なレンズ素子（所謂、マイクロレンズアレイ）を配置したりする手法が採られるようになってきた。前記マイクロレンズアレイは、隣り合う素子同士の間に至る光束を素子上へ導く代わりに、レンズ系の射出瞳位置に制約を与えていた。レンズ系の射出瞳位置が受光素子に近づく、すなわち、受光素子に到達する主光線の光軸となす角度が大きくなると画面周辺部へ向かう軸外光束が光軸に対して大きな角度をなし、その結果、受光素子上に到達せず、光量不足を招いてしまうからである。
近年、デジタルカメラが一般的になるにつれて、ユーザーニーズの多様化が進んできた。
変倍比が１０倍を超えるズームレンズは被写体をより大きく撮影することが可能である。特に、レンズ一体型のカメラは、レンズ交換ができないため、カメラ自体の大きさを多少犠牲にしても、より大きな変倍比が欲しいというユーザーニーズがある。
これら変倍比が１０倍を超えるズームレンズとして、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等に記載されたものが知られている。
特許文献１、特許文献２に記載されたズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群の４つのレンズ群を配置していて、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群が物体側へ移動し、第２レンズ群が像側へ移動し、第３レンズ群が一旦物体側へ移動した後、像側へ移動し、第４レンズ群が一旦物体側へ移動した後、像側へ移動するように構成されている。また、特許文献１に記載されたズームレンズでは第２レンズ群と第３レンズ群との間に配置された開口絞りが他のレンズ群とは別体に移動するように構成されている。
特許文献３に記載されたズームレンスは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群の４つのレンズ群を配置していて、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第３レンズ群とが光軸方向に固定され、第２レンズ群が像側へ移動すると共に、第２レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように第４レンズ群が移動するように構成されている。
特開２００５−２１５３８５号公報 特開２００３−２９５０５９号公報 特開２００５−１２８１８６号公報
しかしながら、前記した従来のズームレンズでは変倍作用が第２レンズ群に集中してしまうという問題があった。
このため、レンズ位置状態の変化に伴って第２レンズ群で発生する軸外収差の変動が大きくなり、高変倍化と高性能化との両立が難しいという問題を引き起こしてしまっていた。
また、前記した従来のズームレンズにおいては、収差補正上の機能が第３レンズ群に集中してしまうという問題があった。
これは、第３レンズ群が強い正の屈折力を有するにも関わらず、正の屈折力を有する正部分群と負の屈折力を有する負部分群とにより構成する必要があったからである。
第２レンズ群により強く発散された光束を収斂するために、第３レンズ群が強い屈折力を有していた。また、同時に、負の屈折力を有するレンズ群が第２レンズ群しかないため、第３レンズ群を正の屈折力を有する正部分群と負の屈折力を有する負部分群とにより構成することで、広角端状態で発生しやすい負の歪曲収差を良好に補正していた。
このため、第３レンズ群中に配置される正部分群が強い正の屈折力を有すると同時に、正部分群と負部分群との相互偏心による性能劣化が大きく発生してしまうという問題があった。
本発明は前記した問題点に鑑み、高性能化と高変倍化との両立に適した可変焦点距離レンズ系及び該可変焦点距離レンズ系を使用した撮像装置を提供することを課題とする。
本発明の一実施形態による可変焦点距離レンズ系は、前記した課題を解決するために、物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、そして、第５レンズ群を有し、焦点距離がもっとも短くなる広角端状態から焦点距離がもっとも長くなる望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、少なくとも前記第１レンズ群乃至前記第４レンズ群の各レンズ群が可動であり、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間の間隔が減少するように、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が物体側へ移動するとともに、前記第４レンズ群が各レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように光軸方向に移動し、前記第５レンズ群が負の屈折力を有する負部分群と、その像側に配置され正の屈折力を有する正部分群とにより構成され、β2tを望遠端状態における第２レンズ群の横倍率、β2wを広角端状態における第２レンズ群の横倍率、Zをズーム比として、条件式（１）０．５＜（β2t／β2w）／Ｚ＜０．８５を満足する。
また、本発明の一実施形態による撮像装置は、前記した本発明可変焦点距離レンズ系と該可変焦点距離レンズ系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備える。
本発明にあっては、高変倍化と高性能化の両立を図ることが出来る。
以下に、本発明可変焦点距離レンズ系及び撮像装置を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
本発明可変焦点距離レンズ系は、以下の１）乃至６）に示した実施態様によって実施することが可能である。
１）物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、そして、第５レンズ群を有し、焦点距離がもっとも短くなる広角端状態から焦点距離がもっとも長くなる望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、少なくとも前記第１レンズ群乃至前記第４レンズ群の各レンズ群が可動であり、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間の間隔が減少するように、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が物体側へ移動するとともに、前記第４レンズ群が各レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように光軸方向に移動し、前記第５レンズ群が負の屈折力を有する負部分群と、その像側に配置され正の屈折力を有する正部分群とにより構成され、以下の条件式（１）を満足する。
（１）０．５＜（β2t／β2w）／Ｚ＜０．８５
但し、
β2t：望遠端状態における第２レンズ群の横倍率
β2w：広角端状態における第２レンズ群の横倍率
Z：ズーム比
とする。
従って、この実施態様による可変焦点距離レンズ系にあっては、第２レンズ群が変倍を担う割合を下げることによって、また、第３レンズ群の構成を簡略化して、高変倍化と高性能化との両立を図ることが出来る。
２）１）の実施態様による可変焦点距離レンズ系において、ｆ5nを第５レンズ群中に配置される負部分群の焦点距離、ｆｗを広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離として、条件式（２）２．５＜|ｆ5n|／ｆｗ＜５を満足する。これによって、さらなる高性能化を図ることが出来る。
３）１）又は２）の実施態様による可変焦点距離レンズ系において、前記第５レンズ群は、レンズ位置状態によらず、光軸方向に固定されている。従って、鏡筒構造の簡略化を図ることが出来る。
４）１）又は２）の実施態様による可変焦点距離レンズ系において、開口絞りが前記第３レンズ群に隣接して配置され、Ｄswを広角端状態における開口絞りから像面までの距離、ＴＬｗを広角端状態におけるレンズ全長として、条件式（３）０．３＜Ｄsw／ＴＬｗ＜０．４を満足する。従って、レンズ径の小径化と高性能化との両立を図ることが出来る。
５）１）又は２）の実施態様による可変焦点距離レンズ系において、条件式（４）０．２５＜１／|β2t|＜０．４５を満足する。従って、さらなる高性能化を図ることが出来る。
６）１）又は２）の実施態様による可変焦点距離レンズ系において、Ｒ5nを第５レンズ群中に配置される負部分群の最も像側のレンズ面の曲率半径、Ｂｆを第５レンズ群中に配置される正部分群の最も像側のレンズ面から像面までの距離として、条件式（５）０．８＜Ｒ5n／Ｂｆ＜１．５を満足する。従って、さらなる高性能化を図ることが出来る。
本発明撮像装置は、以下の１）及び２）に示した実施態様によって実施することが可能である。
１）可変焦点距離レンズ系と、前記可変焦点距離レンズ系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子を備え、前記可変焦点距離レンズ系は、物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、そして、第５レンズ群を有し、焦点距離がもっとも短くなる広角端状態から焦点距離がもっとも長くなる望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、少なくとも前記第１レンズ群乃至前記第４レンズ群の各レンズ群が可動であり、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間の間隔が減少するように、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が物体側へ移動するとともに、前記第４レンズ群が各レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように光軸方向に移動し、前記第５レンズ群が負の屈折力を有する負部分群と、その像側に配置され正の屈折力を有する正部分群とにより構成され、以下の条件式（１）を満足する。
（１）０．５＜（β2t／β2w）／Ｚ＜０．８５
但し、
β2t：望遠端状態における第２レンズ群の横倍率
β2w：広角端状態における第２レンズ群の横倍率
Z：ズーム比
とする。
従って、この実施態様による撮像装置にあっては、高変倍比による高画質の撮影が出来る。
２）１）の実施態様による撮像装置において、ｆ5nを第５レンズ群中に配置される負部分群の焦点距離、ｆｗを広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離として、条件式（２）２．５＜|ｆ5n|／ｆｗ＜５を満足する。これによって、さらなる高性能化を図ることが出来る。
なお、本発明可変焦点距離レンズ系及び撮像装置について上記した実施態様は、本発明について可能な実施態様のほんの一部を例示したものであり、上記した各実施態様以外の実施態様による実施が可能であることはいうまでもなく、しかも、それら実施態様による実施も本発明の技術的範囲に入るものである。
次に、本発明可変焦点レンズ系について詳細に説明する。
本発明可変焦点距離レンズ系は、物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、そして、第５レンズ群を有する。
そして、焦点距離がもっとも短くなる広角端状態から焦点距離がもっとも長くなる望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、少なくとも前記第１レンズ群乃至前記第４レンズ群の各レンズ群が可動であり、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間の間隔が減少するように、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が物体側へ移動するとともに、前記第４レンズ群が各レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように光軸方向に移動する。
さらに、前記第５レンズ群が負の屈折力を有する負部分群と、その像側に配置され正の屈折力を有する正部分群とにより構成され、以下の条件式（１）を満足する。
（１）０．５＜（β2t／β2w）／Ｚ＜０．８５
但し、
β2t：望遠端状態における第２レンズ群の横倍率
β2w：広角端状態における第２レンズ群の横倍率
Z：ズーム比
とする。
本発明可変焦点距離レンズ系は、以上の構成を採ることにより、高変倍化と高性能化の両立を図ることが出来る。以下に詳しく説明する。
本発明可変焦点距離レンズ系においては、特に、以下の２点に着目することにより、高変倍化と高性能化との両立を達成することができた。
（１）広角端状態から望遠端状態へとレンズ位置状態が変化する際に、第３レンズ群が物体側へ移動する
（２）第５レンズ群を負の屈折力を有する負部分群と正の屈折力を有する正部分群とで構成する
本発明可変焦点距離レンズ系においては、高変倍化と高性能化との両立を達成する上で、第２レンズ群が変倍を担う割合を下げることに着目した。変倍を担う割合とは、広角端状態での第２レンズ群の横倍率β2wと望遠端状態での第２レンズ群の横倍率β2tとの比β2t／β2wを小さくするという意味である。
この比β2t／β2wが大きいほど、レンズ位置状態が変化する際に第２レンズ群の横倍率が大きく変化する、つまり、倍率変化に伴う諸収差の変動が発生しやすい。特に、変倍比が高くなると、β2t／β2wも大きくなり、第１レンズ群と第２レンズ群との間の間隔の変化も大きくなるため、レンズ系全体が大型化してしまう。このため、変倍比を高めるほと、第２レンズ群の屈折力が強まる傾向となり、高変倍化と高性能化との両立が難しくなってしまう。
そこで、本発明可変焦点距離レンズ系においては、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第３レンズ群を物体側へ移動させることにより、第２レンズ群と第３レンズ群との間の間隔を積極的に変化させる、つまり、第３レンズ群の横倍率を大きく変化させることにより問題解決を図っている。
第３レンズ群を物体側へ移動させることにより、広角端状態での第３レンズ群の横倍率β3wと望遠端状態での第３レンズ群の横倍率β3tとの比β3t／β3wが大きくなるため、前記比β2t／β2wを小さくすることが可能となり、第２レンズ群における負の屈折力を弱め、レンズ位置状態が変化する際に発生する諸収差の変動を良好に補正することができる。
また、別の観点に従えば、前記した従来のズームレンズにおいては、収差補正上の機能が第３レンズ群に集中してしまうという問題があった。
本発明可変焦点距離レンズ系においては、第５レンズ群を第４レンズ群の像側に配置することにより、第３レンズ群のレンズ構成を簡略化して、高変倍化と高性能化との両立を図っている。
そこで、第５レンズ群の構成について説明する。
一般に、軸外光束は光学系の端に位置する（物体側、あるいは、像側）ほど、光軸から離れる傾向にある。
この点に着目し、本発明可変焦点距離レンズ系は、第４レンズ群の像側に第５レンズ群を配置することにより、第３レンズ群の収差補正上の負担を軽減している。特に本発明可変焦点距離レンズ系においては、第５レンズ群を、負の屈折力を有する負部分群と、その像側に配置され、正の屈折力を有する正部分群により構成することにより、第３レンズ群の収差補正上の負担を軽減し、高い変倍比を得ながら製造時にも安定した光学品質を得ることができる。
本発明可変焦点距離レンズ系における第５レンズ群は２つの機能を成すように構成されている。
１つは射出瞳位置を整える機能である。負の屈折力を有する負部分群と、その像側に空気間隔を隔てて正の屈折力を有する正部分群を配置することにより、射出瞳位置を像面から遠ざける、すなわち、主光線が光軸に平行に近い状態で像面位置に到達することが可能となる。
もう１つは歪曲収差を補正する機能である。負の屈折力を有する負部分群の像側レンズ面が像側に強い凹面を向けるように構成することにより、広角端状態で発生しやすい負の歪曲収差を良好に補正することが可能となる。
その結果、本発明可変焦点距離レンズ系によれば、第５レンズ群よりも物体側に配置されるレンズ系による射出瞳位置の自由度が増し、特に、第３レンズ群を射出する主光線の光軸となす角度が自由になった。また、第３レンズ群において負の歪曲収差の補正を行う必要が無くなり、第３レンズ群を正部分群のみで構成することができるため、第３レンズ群の簡易構成化を図ることができる。
以上の２点に着目することにより、本発明可変焦点距離レンズ系においては、高変倍化と高性能化とを両立させることができた。
本発明可変焦点距離レンズ系は、前記した条件式（１）を満足することを要する。
（１）０．５＜（β2t／β2w）／Ｚ＜０．８５
条件式（１）はレンズ位置状態が変化する際における第２レンズ群の横倍率の変化を規定する条件式である。
条件式（１）の上限値を上回った場合、レンズ位置状態が変化する際における第２レンズ群の横倍率の変化が大きくなりすぎるため、レンズ位置状態の変化に伴って第３レンズ群によって起こる軸外収差の変動を良好に補正することができなくなってしまう。
逆に、条件式（１）の下限値を下回った場合、レンズ位置状態が変化する際における第３レンズ群の横倍率の変化が大きくなるため、レンズ位置状態の変化に伴って第３レンズ群によって起こる軸上収差の変動を良好に補正することができなくなってしまう。
本発明可変焦点距離レンズ系においては、さらなる高性能化を図るために、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）２．５＜|ｆ5n|／ｆｗ＜５
但し、
ｆ5n：第５レンズ群中に配置される負部分群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態におけるズームレンズ全体での焦点距離
とする。
条件式（２）は第５レンズ群中に配置される負部分群の焦点距離を規定する条件式である。
条件式（２）の上限値を上回った場合、広角端状態で発生する負の歪曲収差を良好に補正することが難しくなってしまう。逆に、条件式（２）の下限値を下回った場合、光線が負部分群により強く発散されてしまうため、射出瞳位置が＋の値となる、つまり、図１４に示すように、像面に到達する主光線が光軸に近づく状態となるため、第５レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れて、画面周辺部で発生するコマ収差を良好に補正することが難しくなってしまう。
本発明可変焦点距離レンズ系においては、レンズ全長をより短縮するには、条件式（２）の下限値を３とすることが望ましい。
本発明可変焦点距離レンズ系においては、可動レンズ群を減らし、鏡筒構造の簡略化を図るために、レンズ位置状態の変化に依らず、第５レンズ群を光軸方向に固定することが望ましい。
本発明可変焦点距離レンズ系においては、レンズ径の小径化と高性能化とのバランスを図るために、開口絞りを第３レンズ群近傍に配置することが望ましい。
一般に、開口絞りから離れたレンズほど、軸外光束が光軸から離れて通過するため、開口絞りをレンズ系の中央付近に配置することが望ましい。また、レンズ位置状態が変化する際に発生する軸外収差の変動を良好に補正するには、各レンズ群を通過する軸外光束の高さがレンズ位置状態が変化する際に大きく変化することが重要である。
特に、開口絞りの物体側と像側にそれぞれ１つ以上の可動レンズ群を配置して、レンズ位置状態が変化する際に各可動レンズ群の開口絞りとの距離を変化させることにより、レンズ位置状態が変化する際に発生する軸外収差の変動をより良好に補正することが可能となる。
本発明可変焦点距離レンズ系においては、第３レンズ群の近傍に開口絞りを配置することにより、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第２レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づき、第１レンズ群、第４レンズ群を通過する軸外光束の高さが変化して、高性能化を図ることができる。
本発明可変焦点距離レンズ系においては、特に、以下の条件式（３）を満足することにより、レンズ径の小径化と高性能化との両立を図ることができる。
（３）０．３＜Ｄsw／ＴＬｗ＜０．４
但し、
Ｄsw：広角端状態における開口絞りから像面までの距離
ＴＬｗ：広角端状態におけるレンズ全長
とする。
条件式（３）は広角端状態での開口絞り位置を規定する条件式である。
条件式（３）の下限値を下回った場合、開口絞りの広角端状態における位置が像面側に移動するため、第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れてしまい、レンズ径のさらなる小型化を充分に図ることができなくなってしまう。
逆に、条件式（３）の上限値を上回った場合、開口絞りと第２レンズ群との間の距離が短くなるため、第２レンズ群の屈折力が強まりすぎ、その結果、画角の変化に伴うコマ収差の変動をより良好に補正することが難しくなり、さらなる高性能化を図ることが難しくなってしまう。
本発明可変焦点距離レンズ系においては、開口絞りが第３レンズ群と一体的に移動することにより、鏡筒構造の簡略化を図ることができる。
ところで、本発明可変焦点距離レンズ系においては、レンズ径の小型化とより高い光学性能を実現するために、近距離に位置する被写体に対して、近距離合焦を行う際に、第４レンズ群を光軸方向に移動させることが望ましい。
近距離合焦に際して、第２レンズ群を移動させる場合、第２レンズ群の横倍率がレンズ位置状態によらず、−１〜０の範囲にあることが条件であった。これは第２レンズ群の横倍率が−１となる位置では近距離合焦が行えないこと、また、−１より小さくなった場合、移動方向が逆方向になるからである。
このため、ズーム比が高くなればなるほど、広角端状態における第２レンズ群の横倍率が０に近づく、つまり、第２レンズ群の屈折力が強まるため、広角端状態で画角の変化により発生する軸外収差の変動を良好に補正することが難しくなってしまっていた。
本発明可変焦点距離レンズ系においては、近距離合焦に際して第４レンズ群を移動させることにより、第２レンズ群の横倍率の制約を無くしている。第２レンズ群の横倍率が広角端状態では−１〜０の範囲、望遠端状態では−１以下となり、広角端状態から望遠端状態の範囲内に等倍（倍率が−１倍）となる位置を挟む形としている。
その結果、無限遠被写体に対する像面位置を一定に保つために必要な第４レンズ群の移動方向が広角端状態と望遠端状態とでは逆となり、望遠端状態では第３レンズ群と第４レンズ群との間の間隔が広い状態となる。
第４レンズ群により近距離合焦を行う場合、広角端状態に比べて望遠端状態の方が移動量が非常に大きくなるため、望遠端状態において第３レンズ群と第４レンズ群との間の間隔を広く確保しておくことによって、望遠端状態における近距離合焦に際してスペース効率を高めることができる。また、第４レンズ群の移動範囲（レンズ位置状態の変化、被写体位置の変化を補償するのに必要な移動量）を狭めることが可能となるため、駆動機構の簡略化を図ることも可能となる。
本発明可変焦点距離レンズ系において、より高性能化を図るために、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．２５＜１／|β2t|＜０．４５
条件式（４）は望遠端状態における第２レンズ群の横倍率を規定する条件式である。
条件式（４）の下限値を下回った場合、第１レンズ群の正の屈折力が強まるため、望遠端状態で第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れ、画面周辺部においてコマ収差が大きく発生し、更なる高性能化を図るのが難しくなってしまう。
逆に、条件式（４）の上限値を上回った場合、広角端状態において画角の変動に伴うコマ収差の変動が大きくなってしまい、さらなる高性能化を図ることが難しくなってしまう。
本発明可変焦点距離レンズ系においては、第１レンズ群のレンズ径を小径化するために、より好ましくは下限値を０．３１とすることが望ましい。
本発明可変焦点距離レンズ系においては、さらなる高性能化を図るために、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）０．８＜Ｒ5n／Ｂｆ＜１．５
但し、
Ｒ5n：第５レンズ群中に配置される負部分群の最も像側のレンズ面の曲率半径
Ｂｆ：第５レンズ群中に配置される正部分群の最も像側のレンズ面から像面までの距離
とする。
条件式（５）は第５レンズ群中に配置される負部分群のもっとも像側のレンズ面の曲率半径を規定する条件式である。
条件式（５）の下限値を下回った場合、負部分群と正部分群との間の相互偏心による性能劣化が著しく発生してしまうので好ましくない。逆に条件式（５）の上限値を上回った場合、広角端状態で発生する負の歪曲収差を効果的に補正することが難しくなってしまう。これは、負部分群の主点位置が像面に近いほど、歪曲収差補正の効果が強まるが、上限値を上回ると、負部分群の主点位置が像面から離れて、歪曲収差補正の効果が弱まってしまうからである。
本発明可変焦点距離レンズ系においては、さらなる高性能化を図るために、第１レンズ群が、物体側より順に配列された負レンズと正レンズとの接合レンズ及び１枚の正レンズの３枚のレンズで構成されることが望ましい。
第１レンズ群は特に望遠端状態で軸上光束が広い光束径で入射するため、負の球面収差が発生しやすい。また、軸外光束が光軸から離れて入射するため、軸外収差が発生しやすい。
本発明可変焦点距離レンズ系においては、第１レンズ群のもっとも物体側に負レンズと正レンズとの接合レンズを配置することで、負の球面収差及び軸上色収差を良好に補正することができる。接合レンズの像側に配置される正レンズは主に画角の変化に伴うコマ収差の変動を良好に補正しており、各レンズの機能を明確にすることでより高い光学性能を実現することができる。
本発明可変焦点距離レンズ系においては、第２レンズ群において発生する諸収差をより良好に補正し、より高い光学性能を得るために、第２レンズ群を、物体側より順に配列された、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ、負レンズ、正レンズ３枚のレンズで構成することが望ましい。
第２レンズ群は変倍作用を担うレンズ群であるため、第２レンズ群で発生する諸収差を良好に補正することが、さらなる高性能化を図る上で重要である。本発明可変焦点距離レンズ系においては、第２レンズ群のもっとも物体側に配置される像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズが、広角端状態で画角の変化に伴って発生するコマ収差の変動を補正する役割を担い、その像側に配置されるダブレットレンズが軸上収差を良好に補正する役割を担うことで、収差補正上の役割分担を明確化して、良好なる結像性能が得られるようにしている。
本発明可変焦点距離レンズ系においては、被写体位置の変化に伴う諸収差の変動を良好に補正するために、第４レンズ群が、物体側より順に配列された、物体側に凸面を向けた正レンズ、像側に凹面を向けた負レンズにより構成されることが望ましい。
第４レンズ群をダブレット構成とすることにより、軸外収差と軸上収差とを同時に補正することが可能となり、被写体位置が変化した際に発生する諸収差の変動を良好に補正することができる。
なお、本発明可変焦点距離レンズ系においては、色収差の発生をより良好に抑えるために、第１レンズ群に異常分散性の高い硝材を用いることが望ましい。
特に、第１レンズ群を構成するレンズのうち、接合レンズ中の正レンズを異常分散性の高い硝材とすることにより、望遠端状態で画面中心部において発生する２次分散を良好に補正することができる。
本発明可変焦点距離レンズ系においては、非球面レンズを用いることにより、より高い光学性能を実現することができる。特に、第５レンズ群に非球面を導入することによって、中心性能のさらなる高性能化が可能となる。また、第２レンズ群に非球面レンズを用いることにより、広角端状態において発生する画角によるコマ収差の変動を良好に補正することも可能である。
さらに、複数の非球面を用いることでより高い光学性能が得られるのは言うまでもない。
また、レンズ系の像側にモアレ縞の発生を防ぐためにローパスフィルタを配置したり、受光素子の分光感度特性に応じて赤外カットフィルタを配置することも勿論、可能である。
次ぎに、本発明可変焦点距離レンズ系の実施の形態及び各実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例について図１乃至図１３及び表１乃至表１２を参照して説明する。
なお、各数値実施例において採用されている非球面形状は以下の数１式によって表される。
Figure 2007212926
但し、ｙは光軸からの高さ、ｘはサグ量、ｃは曲率、κは円錐定数、Ａ、Ｂ、…は非球面係数である。
図１は本発明の各実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系の屈折力配分を示しており、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５が配列されて構成され、広角端状態より望遠端状態への変倍（レンズ位置状態の変化）に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の空気間隔は減少するように、第１レンズ群乃至第４レンズ群が移動する。この時、第１レンズ群Ｇ１は一旦像側へ移動した後、物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動し、第５レンズ群Ｇ５は固定であって、第４レンズ群Ｇ４が各レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補正するように移動するとともに近距離合焦時に物体側へ移動する。
図２は本発明可変焦点距離レンズ系の第１実施の形態１のレンズ構成を示す図であり、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１及び物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２により構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１、両凹形状の負レンズＬ２２及び物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３により構成され、第３レンズ群Ｇ３は物体側に非球面である凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３により構成され、第４レンズ群Ｇ４は両凸形状の正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合レンズＬ４により構成され、第５レンズ群Ｇ５は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ５１及び物体側に非球面を有する両凸形状の正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合レンズＬ５２により構成される。
そして、第５レンズ群Ｇ５において、メニスカス形状の負レンズＬ５１が負部分群を構成し、接合レンズＬ５２が正部分群を構成している。また、開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の物体側に近接して配置され、変倍時に第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。さらに、第５レンズ群Ｇ５と像面ＩＭＧとの間にローパスフィルタＬＰＦが配置される。
表１に第１の実施の形態１に具体的数値を適用した数値実施例１の諸元の値を示す。なお、以下の諸元表中の面番号は物体側からｉ番目の面を示し、曲率半径は当該面の軸上曲率半径を示し、面間隔はｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の軸上面間隔を示し、屈折率は当該面のｄ線（λ=587.6nm）に対する値を示し、アッベ数は当該面のｄ線に対する値を示し、ｆは焦点距離を示し、ＦNOはＦナンバーを示し、２ωは画角を示す。また、曲率半径０とは平面を示す。
Figure 2007212926
第１の実施の形態１において第１３面及び第２０面は非球面で構成されている。そこで、数値実施例１の第１３面及び第２０面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを円錐定数κと共に表２に示す。なお、表２及び以下の非球面係数を示す表において「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、すなわち、「１０−ｉ」を表しており、例えば、「0.26029E-05」は「0.26029×10−5」を表している。
Figure 2007212926
第１の実施の形態１において、広角端状態から望遠端状態へとレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の面間隔Ｄ５、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの間の面間隔Ｄ１１、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の面間隔Ｄ１４及び第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間の面間隔Ｄ１７が変化する。そこで、表３に広角端状態（f=1.000）、中間焦点距離状態（f=3.014）及び望遠端状態（f=14.100）における数値実施例１における前記各面間隔及びバックフォーカスＢｆを示す。
Figure 2007212926
表４に数値実施例１の前記各条件式（１）〜（５）対応値を示す。
Figure 2007212926
図３乃至図５は数値実施例１の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図３は広角端状態（ｆ＝1.000）、図４は中間焦点距離状態（ｆ＝3.014）、図５は望遠端状態（ｆ＝14.100）における諸収差図を示す。
図３乃至図５の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。横収差図においてＡは画角、ｙは像高をそれぞれ示す。
各収差図から、数値実施例１は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
図６は本発明可変焦点距離レンズ系の第２の実施の形態２のレンズ構成を示す図であり、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１及び物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２により構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１、両凹形状の負レンズＬ２２及び物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２３により構成され、第３レンズ群Ｇ３は物体側に非球面である凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３により構成され、第４レンズ群Ｇ４は物体側に非球面を有する両凸形状の正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合レンズＬ４により構成され、第５レンズ群Ｇ５は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ５１及び両凸形状の正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合レンズＬ５２により構成される。
そして、第５レンズ群Ｇ５において、メニスカス形状の負レンズＬ５１が負部分群を構成し、接合レンズＬ５２が正部分群を構成している。また、開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の物体側に近接して配置され、変倍時に第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。さらに、第５レンズ群Ｇ５と像面ＩＭＧとの間にローパスフィルタＬＰＦが配置される。
表５に第２の実施の形態２に具体的数値を適用した数値実施例２の諸元の値を示す。
Figure 2007212926
第２の実施の形態２において第１３面及び第１５面は非球面で構成されている。そこで、数値実施例２の第１３面及び第１５面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを円錐定数κと共に表６に示す。
Figure 2007212926
第２の実施の形態２において、広角端状態から望遠端状態へとレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の面間隔Ｄ５、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの間の面間隔Ｄ１１、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の面間隔Ｄ１４及び第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間の面間隔Ｄ１７が変化する。そこで、表７に広角端状態（f=1.000）、中間焦点距離状態（f=3.197）及び望遠端状態（f=14.097）における数値実施例２における前記各面間隔及びバックフォーカスＢｆを示す。
Figure 2007212926
表８に数値実施例２の前記各条件式（１）〜（５）対応値を示す。
Figure 2007212926
図７乃至図９は数値実施例２の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図７は広角端状態（ｆ＝1.000）、図８は中間焦点距離状態（ｆ＝3.197）、図９は望遠端状態（ｆ＝14.097）における諸収差図を示す。
図７乃至図９の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。横収差図においてＡは画角、ｙは像高をそれぞれ示す。
各収差図から、数値実施例２は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
図１０は本発明可変焦点距離レンズ系の第３実施の形態３のレンズ構成を示す図であり、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１及び物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２により構成され、第２レンズ群Ｇ２は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１、両凹形状の負レンズＬ２２及び両凸レンズＬ２３により構成され、第３レンズ群Ｇ３は物体側に非球面を有する両凸形状の正レンズＬ３により構成され、第４レンズ群Ｇ４は物体側に非球面を有し像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合レンズＬ４により構成され、第５レンズ群Ｇ５は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ５１及び物体側に非球面を有する両凸形状の正レンズと物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとの接合レンズＬ５２により構成される。
そして、第５レンズ群Ｇ５において、メニスカス形状の負レンズＬ５１が負部分群を構成し、接合レンズＬ５２が正部分群を構成している。また、開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の物体側に近接して配置され、変倍時に第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。さらに、第５レンズ群Ｇ５と像面ＩＭＧとの間にローパスフィルタＬＰＦが配置される。
表９に第３の実施の形態３に具体的数値を適用した数値実施例３の諸元の値を示す。
Figure 2007212926
第３の実施の形態３において第１３面、第１５面及び第２０面は非球面で構成されている。そこで、数値実施例３の第１３面、第１５面及び第２０面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを円錐定数κと共に表１０に示す。
Figure 2007212926
第３の実施の形態３において、広角端状態から望遠端状態へとレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の面間隔Ｄ５、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの間の面間隔Ｄ１１、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の面間隔Ｄ１４及び第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間の面間隔Ｄ１７が変化する。そこで、表１１に広角端状態（f=1.000）、中間焦点距離状態（f=2.825）及び望遠端状態（f=14.093）における数値実施例３における前記各面間隔及びバックフォーカスＢｆを示す。
Figure 2007212926
表１２に数値実施例３の前記各条件式（１）〜（５）対応値を示す。
Figure 2007212926
図１１乃至図１３は数値実施例３の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図１１は広角端状態（ｆ＝1.000）、図１２は中間焦点距離状態（ｆ＝2.825）、図１３は望遠端状態（ｆ＝14.093）における諸収差図を示す。
図１１乃至図１３の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。横収差図においてＡは画角、ｙは像高をそれぞれ示す。
各収差図から、数値実施例３は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
図１５に本発明撮像装置の実施の形態を示す。
撮像装置１０は可変焦点距離レンズ系２０を備え、可変焦点距離レンズ系２０によって形成した光学像を電気信号に変換する撮像素子３０を有する。なお、撮像素子３０としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の光電変換素子を使用したものが適用可能である。前記可変焦点距離レンズ系２０には本発明にかかる可変焦点距離レンズ系を適用することができ、図１５では、図１に示した第１の実施の形態にかかる可変焦点距離レンズ系１の各レンズ群を単レンズに簡略化して示してある。勿論、第１の実施の形態にかかる可変焦点距離レンズ系１だけでなく、第２の実施の形態及び第３の実施の形態にかかる可変焦点距離レンズ系２、３や本明細書で示した実施の形態以外の形態で構成された本発明可変焦点距離レンズ系を使用することができる。
前記撮像素子３０によって形成された電気信号は映像分離回路４０によってフォーカス制御用の信号が制御回路５０に送られ、映像用の信号は映像処理回路へと送られる。映像処理回路へ送られた信号は、その後の処理に適した形態に加工されて、表示装置による表示、記録媒体への記録、通信手段による転送等々種々の処理に供される。
制御回路５０には、例えば、ズームボタンの操作等、外部からの操作信号が入力され、該操作信号に応じて種々の処理が為される。例えば、ズームボタンによるズーミング指令が入力されると、指令に基づく焦点距離状態とすべく、ドライバ回路６０を介して駆動部６１、６２、６３、６４を動作させて、各レンズ群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４を所定の位置へと移動させる。各センサ７１、７２、７３、７４によって得られた各レンズ群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４の位置情報は制御回路５０に入力されて、ドライバ回路６０へ指令信号を出力する際に参照される。また、制御回路５０は前記映像分離回路４０から送られた信号に基づいてフォーカス状態をチェックし、最適なフォーカス状態が得られるように、ドライバ回路６０を介して駆動部６４を動作させて、第４レンズ群Ｇ４を位置制御する。
前記した撮像装置１０は、具体的製品としては、各種の形態を採りうる。例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラが組み込まれた携帯電話、カメラが組み込まれたＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等々のデジタル入出力機器のカメラ部等として、広く適用することができる。
なお、前記した各実施の形態及び数値実施例において示された各部の具体的形状及び数値は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
本発明可変焦点距離レンズ系の屈折力配置を示す図である。 本発明可変焦点距離レンズ系の第１の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図４及び図５と共に本発明可変焦点距離レンズ系の第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例１の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 本発明可変焦点距離レンズ系の第２の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図８及び図９と共に本発明可変焦点距離レンズ系の第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例２の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 本発明可変焦点距離レンズ系の第３の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１２及び図１３と共に本発明可変焦点距離レンズ系の第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例３の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示すものである。 射出瞳の位置を説明する光跡図である。 本発明撮像装置の実施の形態を示すブロック図である。
符号の説明
１…可変焦点距離レンズ系、２…可変焦点距離レンズ系、３…可変焦点距離レンズ系、Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２…第２レンズ群、Ｇ３…第３レンズ群、Ｇ４…第４レンズ群、Ｇ５…第５レンズ群、Ｌ５１…負部分群、Ｌ５２…正部分群、Ｓ…開口絞り、１０…撮像装置、２０…可変焦点距離レンズ系、３０…撮像装置

Claims (8)

  1. 物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、そして、第５レンズ群を有し、
    焦点距離がもっとも短くなる広角端状態から焦点距離がもっとも長くなる望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、少なくとも前記第１レンズ群乃至前記第４レンズ群の各レンズ群が可動であり、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間の間隔が減少するように、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が物体側へ移動するとともに、前記第４レンズ群が各レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように光軸方向に移動し、
    前記第５レンズ群が負の屈折力を有する負部分群と、その像側に配置され正の屈折力を有する正部分群とにより構成され、
    以下の条件式（１）を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズ系。
    （１）０．５＜（β2t／β2w）／Ｚ＜０．８５
    但し、
    β2t：望遠端状態における第２レンズ群の横倍率
    β2w：広角端状態における第２レンズ群の横倍率
    Z：ズーム比
    とする。
  2. 請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系において、
    以下の条件式（２）を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズ系。
    （２）２．５＜|ｆ5n|／ｆｗ＜５
    但し、
    ｆ5n：第５レンズ群中に配置される負部分群の焦点距離
    ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
    とする。
  3. 請求項１又は請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系において、
    前記第５レンズ群は、レンズ位置状態によらず、光軸方向に固定されている
    ことを特徴とする可変焦点距離レンズ系。
  4. 請求項１又は請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系において、
    開口絞りが前記第３レンズ群に隣接して配置され、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズ系。
    （３）０．３＜Ｄsw／ＴＬｗ＜０．４
    但し、
    Ｄsw：広角端状態における開口絞りから像面までの距離
    ＴＬｗ：広角端状態におけるレンズ全長
    とする。
  5. 請求項１又は請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系において、
    以下の条件式（４）を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズ系。
    （４）０．２５＜１／|β2t|＜０．４５
  6. 請求項１又は請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系において、
    以下の条件式（５）を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズ系。
    （５）０．８＜Ｒ5n／Ｂｆ＜１．５
    但し、
    Ｒ5n：第５レンズ群中に配置される負部分群の最も像側のレンズ面の曲率半径
    Ｂｆ：第５レンズ群中に配置される正部分群の最も像側のレンズ面から像面までの距離
    とする。
  7. 可変焦点距離レンズ系と、前記可変焦点距離レンズ系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置であって、
    前記可変焦点距離レンズ系は、物体側より順に配列された、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、そして、第５レンズ群を有し、
    焦点距離がもっとも短くなる広角端状態から焦点距離がもっとも長くなる望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、少なくとも前記第１レンズ群乃至前記第４レンズ群の各レンズ群が可動であり、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間の間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間の間隔が減少するように、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が物体側へ移動するとともに、前記第４レンズ群が各レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように光軸方向に移動し、
    前記第５レンズ群が負の屈折力を有する負部分群と、その像側に配置され正の屈折力を有する正部分群とにより構成され、
    以下の条件式（１）を満足することを特徴とする撮像装置。
    （１）０．５＜（β2t／β2w）／Ｚ＜０．８５
    但し、
    β2t：望遠端状態における第２レンズ群の横倍率
    β2w：広角端状態における第２レンズ群の横倍率
    Z：ズーム比
    とする。
  8. 請求項７に記載の撮像装置において、
    以下の条件式（２）を満足することを特徴とする撮像装置。
    （２）２．５＜|ｆ5n|／ｆｗ＜５
    但し、
    ｆ5n：第５レンズ群中に配置される負部分群の焦点距離
    ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
    とする。
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