JP2017116919A - ズームレンズ系、撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で、１０倍程度の変倍比を有し、無限遠から近距離まで解像度が高いズームレンズ系、及びそのズームレンズ系を用いる撮像装置、及び上記撮像装置を備えるカメラを提供する。【解決手段】ズームレンズ系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、負のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群を備え、広角端から望遠端へのズーミングに際して各レンズ群が移動し、第４レンズ群が光軸上を移動することによりフォーカシングを行い、条件：Σｄ／（ｆＴ×ｔａｎωＴ）＜３．５、ＬＴ／ｆＴ＜１．１及び９．１＜ｆＴ／ｆＷ（ここで、Σｄ：各レンズ群の光軸上厚みの合計、ωＴ：望遠端の半画角、ｆＷ：広角端の焦点距離、ｆＴ：望遠端の焦点距離、ＬＴ：望遠端の光学全長である）を満足する。【選択図】図１

Description

本発明は、小型で、１０倍程度の変倍比を有し、無限遠から近距離まで解像度が高いズームレンズ系、及びそのズームレンズ系を用いる撮像装置を提供する。また、上記撮像装置を備えるカメラを提供する。

デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の、光電変換を行う撮像素子を持つカメラにおいては、高い変倍比と共に小型化に対する要求が高く、近年は特に、撮像素子一体型のコンパクトカメラにおいては撮像素子の大型化による高画質化が要求されている。例えば、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、負のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群が配置された、正負正負正の５群構成を有するズームレンズ系が種々提案されている。

特許文献１、２は、高変倍比を得られる正負正負正の５群構成で各群の間隔を変化させてズーミングを行うズームレンズ系を開示している。

特開２０１４−１７８４７８号公報 特開２０１４−２３５２３８号公報

本開示は、小型で、１０倍程度の変倍比を有し、無限遠から近距離まで解像度が高いズームレンズ系、及びそのズームレンズ系を用いる撮像装置、及び上記撮像装置を備えるカメラを提供することを目的とする。

本発明に係るズームレンズ系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、負のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群を備え、広角端から望遠端へのズーミングに際して各レンズ群が移動し、第４レンズ群が光軸上を移動することによりフォーカシングを行い、下記条件（１）〜（３）を満足する。

Σｄ ／ （ｆＴ × ｔａｎωＴ） ＜ ３．５ ・・・（１）
ＬＴ ／ ｆＴ ＜ １．１ ・・・（２）
９．１ ＜ ｆＴ ／ ｆＷ ・・・（３）
ここで、
Σｄ：各レンズ群の光軸上厚みの合計、
ωＴ：望遠端の半画角、
ｆＷ：広角端の焦点距離、
ｆＴ：望遠端の焦点距離、
ＬＴ：望遠端の光学全長、
である。

また、該ズームレンズ系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子と、を備える撮像装置に関する。

本発明によれば、小型で、１０倍程度の変倍比を有し、無限遠から近距離まで解像度が高いズームレンズ系、及びそのズームレンズ系を用いる撮像装置、また、上記撮像装置を備えるカメラを提供することができる。

実施の形態１（実施例１）に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図 実施例１に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施例１に係るズームレンズ系の望遠端における、像ぶれ補正を行っていない基本状態及び像ぶれ補正状態での横収差図 実施の形態２（実施例２）に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図 実施例２に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施例２に係るズームレンズ系の望遠端における、像ぶれ補正を行っていない基本状態及び像ぶれ補正状態での横収差図 実施の形態３（実施例３）に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図 実施例３に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施例３に係るズームレンズ系の望遠端における、像ぶれ補正を行っていない基本状態及び像ぶれ補正状態での横収差図 実施の形態１に係るズームレンズ系を適用したデジタルスチルカメラの概略構成図

（実施の形態１〜３）
図１、図４、図７は、各々実施の形態１〜３に係るズームレンズ系のレンズ配置図であり、いずれも無限遠合焦状態にあるズームレンズ系を表している。

図１、図４、図７において、（ａ）図は広角端（最短焦点距離状態：焦点距離ｆＷ）のレンズ構成、（ｂ）図は中間位置（中間焦点距離状態：焦点距離ｆＭ＝√（ｆＷ＊ｆＴ））のレンズ構成、（ｃ）図は望遠端（最長焦点距離状態：焦点距離ｆＴ）のレンズ構成をそれぞれ表している。また図１、図４、図７において、（ａ）図と（ｂ）図との間に設けられた折れ線の矢印は、上から順に、広角端、中間位置、望遠端の各状態におけるレンズ群の位置を結んで得られる直線である。広角端と中間位置との間、中間位置と望遠端との間は、単純に直線で接続されているだけであり、実際の各レンズ群の動きとは異なる。

さらに図１、図４、図７において、レンズ群に付された矢印は、無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングを表す。すなわち、図１、図４、図７では、後述する第４レンズ群Ｇ４が無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングの際に移動する方向を示している。なお、これら図１、図４、図７では、（ａ）図における各レンズ群の位置の下部に各レンズ群の符号が記載されているため、便宜上、この各レンズ群の符号の下部にフォーカシングを表す矢印を付しているが、各ズーミング状態において、フォーカシングの際に各レンズ群が移動する方向は、実施の形態ごとに後に具体的に説明する。

なお図１、図４、図７において、特定の面に付されたアスタリスク＊は、該面が非球面であることを示している。また図１、図４、図７において、各レンズ群の符号に付された記号（＋）及び記号（−）は、各レンズ群のパワーの符号に対応する。また図１、図４、図７において、最も右側に記載された直線は、像面Ｓ（撮像素子の物体側の面）の位置を表す。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係るズームレンズ系を表している。ズームレンズ系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、正のパワーを有する第５レンズ群Ｇ５と、平行平板Ｒと、で構成される。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ素子Ｌ１、正のパワーを有する第２レンズ素子Ｌ２、正のパワーを有する第３レンズ素子Ｌ３で構成される。第１レンズ素子Ｌ１と第２レンズ素子Ｌ２は、接着剤等で接着される接合レンズである。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第４レンズ素子Ｌ４、負のパワーを有する第５レンズ素子Ｌ５、正のパワーを有する第６レンズ素子Ｌ６で構成される。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へと順に、開口絞りＡ、正のパワーを有する第７レンズ素子Ｌ７、正のパワーを有する第８レンズ素子Ｌ８、負のパワーを有する第９レンズ素子Ｌ９、正のパワーを有する第１０レンズ素子Ｌ１０で構成される。第８レンズ素子Ｌ８と第９レンズ素子Ｌ９は、接着剤等で接着される接合レンズである。

第４レンズ群Ｇ４は、単レンズであり、負のパワーを有する第１１レンズ素子Ｌ１１で構成される。

第５レンズ群Ｇ５は、単レンズであり、正のパワーを有する第１２レンズ素子Ｌ１２で構成される。

各レンズ素子について説明する。

第１レンズ群Ｇ１におけるレンズ素子を説明する。第１レンズ素子Ｌ１は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第２レンズ素子Ｌ２は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第３レンズ素子Ｌ３は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。

第２レンズ群Ｇ２におけるレンズ素子を説明する。第４レンズ素子Ｌ４は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズであり、物体側及び像側に非球面形状を有する。第５レンズ素子Ｌ５は、両凹レンズである。第６レンズ素子Ｌ６は、両凸レンズである。

第３レンズ群Ｇ３におけるレンズ素子を説明する。第７レンズ素子Ｌ７は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズであり、物体側及び像側に非球面形状を有する。第８レンズ素子Ｌ８は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第９レンズ素子Ｌ９は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第１０レンズ素子Ｌ１０は、両凸レンズであり、像側に非球面形状を有する。

第４レンズ群Ｇ４におけるレンズ素子を説明する。第１１レンズ素子Ｌ１１は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズであり、物体側及び像側に非球面形状を有する。

第５レンズ群Ｇ５におけるレンズ素子を説明する。第１２レンズ素子Ｌ１２は、両凸レンズであり、物体側及び像側に非球面形状を有する。

実施の形態１に係るズームレンズ系において、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側に凸の軌跡を描いて移動し、第５レンズ群Ｇ５は、像側に移動する。すなわち、ズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が増大するように、各レンズ群が光軸に沿って移動する。

実施の形態１に係るズームレンズ系は、無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングの際に、第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って像側へ移動する。

なお、第３レンズ群Ｇ３内の全てのレンズ素子（像ぶれ補正レンズ素子）は、像のぶれを光学的に補正するために光軸に対して垂直方向に移動する。この像ぶれ補正レンズ素子によって、ズームレンズ系は、全系の振動による像点移動を補正することができる。すなわち、ズームレンズ系は、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正することができる。

［実施の形態２］
図４は、実施の形態２に係るズームレンズ系を表している。ズームレンズ系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、正のパワーを有する第５レンズ群Ｇ５と、平行平板Ｒと、で構成される。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ素子Ｌ１、正のパワーを有する第２レンズ素子Ｌ２で構成される。第１レンズ素子Ｌ１と第２レンズ素子Ｌ２は、接着剤等で接着される接合レンズである。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第３レンズ素子Ｌ３、負のパワーを有する第４レンズ素子Ｌ４、正のパワーを有する第５レンズ素子Ｌ５で構成される。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へと順に、開口絞りＡ、正のパワーを有する第６レンズ素子Ｌ６、正のパワーを有する第７レンズ素子Ｌ７、負のパワーを有する第８レンズ素子Ｌ８、正のパワーを有する第９レンズ素子Ｌ９で構成される。第７レンズ素子Ｌ７と第８レンズ素子Ｌ８は、接着剤等で接着される接合レンズである。

第４レンズ群Ｇ４は、単レンズであり、負のパワーを有する第１０レンズ素子Ｌ１０で構成される。

第５レンズ群Ｇ５は、単レンズであり、正のパワーを有する第１１レンズ素子Ｌ１１で構成される。

各レンズ素子について説明する。

第１レンズ群Ｇ１におけるレンズ素子を説明する。第１レンズ素子Ｌ１は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第２レンズ素子Ｌ２は、両凸レンズであり、像側に非球面形状を有する。

第２レンズ群Ｇ２におけるレンズ素子を説明する。第３レンズ素子Ｌ３は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズであり、物体側及び像側に非球面形状を有する。第４レンズ素子Ｌ４は、両凹レンズである。第５レンズ素子Ｌ５は、両凸レンズである。

第３レンズ群Ｇ３におけるレンズ素子を説明する。第６レンズ素子Ｌ６は、両凸レンズであり、物体側及び像側に非球面形状を有する。第７レンズ素子Ｌ７は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第８レンズ素子Ｌ８は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第９レンズ素子Ｌ９は、両凸レンズであり、像側に非球面形状を有する。

第４レンズ群Ｇ４におけるレンズ素子を説明する。第１０レンズ素子Ｌ１０は、両凹レンズであり、物体側及び像側に非球面形状を有する。

第５レンズ群Ｇ５におけるレンズ素子を説明する。第１１レンズ素子Ｌ１１は、両凸レンズであり、物体側及び像側に非球面形状を有する。

実施の形態２に係るズームレンズ系において、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動し、第５レンズ群Ｇ５は、像側に移動する。すなわち、ズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が増大するように、各レンズ群が光軸に沿って移動する。

実施の形態２に係るズームレンズ系は、無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングの際に、第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って像側へ移動する。

なお、第３レンズ群Ｇ３内の全てのレンズ素子（像ぶれ補正レンズ素子）は、像のぶれを光学的に補正するために光軸に対して垂直方向に移動する。この像ぶれ補正レンズ素子によって、ズームレンズ系は、全系の振動による像点移動を補正することができる。すなわち、ズームレンズ系は、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正することができる。

［実施の形態３］
図７は、実施の形態３に係るズームレンズ系を表している。ズームレンズ系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、負のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、正のパワーを有する第５レンズ群Ｇ５と、平行平板Ｒと、で構成される。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ素子Ｌ１、正のパワーを有する第２レンズ素子Ｌ２で構成される。第１レンズ素子Ｌ１と第２レンズ素子Ｌ２は、接着剤等で接着される接合レンズである。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第３レンズ素子Ｌ３、負のパワーを有する第４レンズ素子Ｌ４、正のパワーを有する第５レンズ素子Ｌ５で構成される。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へと順に、開口絞りＡ、正のパワーを有する第６レンズ素子Ｌ６、正のパワーを有する第７レンズ素子Ｌ７、負のパワーを有する第８レンズ素子Ｌ８、正のパワーを有する第９レンズ素子Ｌ９で構成される。第７レンズ素子Ｌ７と第８レンズ素子Ｌ８は、接着剤等で接着される接合レンズである。

第４レンズ群Ｇ４は、単レンズであり、負のパワーを有する第１０レンズ素子Ｌ１０で構成される。

第５レンズ群Ｇ５は、単レンズであり、正のパワーを有する第１１レンズ素子Ｌ１１で構成される。

各レンズ素子について説明する。

第１レンズ群Ｇ１におけるレンズ素子を説明する。第１レンズ素子Ｌ１は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第２レンズ素子Ｌ２は、両凸レンズであり、像側に非球面形状を有する。

第２レンズ群Ｇ２におけるレンズ素子を説明する。第３レンズ素子Ｌ３は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズであり、物体側及び像側に非球面形状を有する。第４レンズ素子Ｌ４は、両凹レンズである。第５レンズ素子Ｌ５は、両凸レンズである。

第３レンズ群Ｇ３におけるレンズ素子を説明する。第６レンズ素子Ｌ６は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズであり、物体側及び像側に非球面形状を有する。第７レンズ素子Ｌ７は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第８レンズ素子Ｌ８は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第９レンズ素子Ｌ９は、両凸レンズである。

第４レンズ群Ｇ４におけるレンズ素子を説明する。物体側に凸面を有するメニスカスレンズであり、物体側及び像側に非球面形状を有する。

第５レンズ群Ｇ５におけるレンズ素子を説明する。両凸レンズであり、物体側及び像側に非球面形状を有する。

実施の形態３に係るズームレンズ系において、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３、及び第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側に凸の軌跡を描いて移動し、第５レンズ群Ｇ５は、像側に移動する。すなわち、ズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が増大するように、各レンズ群が光軸に沿って移動する。

実施の形態３に係るズームレンズ系は、無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングの際に、第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って像側へ移動する。

なお、第３レンズ群Ｇ３内の全てのレンズ素子（像ぶれ補正レンズ素子）は、像のぶれを光学的に補正するために光軸に対して垂直方向に移動する。この像ぶれ補正レンズ素子によって、ズームレンズ系は、全系の振動による像点移動を補正することができる。すなわち、ズームレンズ系は、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正することができる。

［他の実施の形態］
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１から３を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。

レンズ群の数や、レンズ郡内のレンズ素子の数は、実質的な数であり、実質的にパワーを有しないレンズを追加しても良い。

第３レンズ群Ｇ３の全てのレンズ素子を像ぶれ補正レンズ素子として像ぶれ補正レンズ群を構成したが、第３レンズ群Ｇ３の一部のレンズ素子により構成しても良い。

像ぶれ補正レンズ素子を光軸と垂直方向に移動させて像ぶれ補正を行っているが、移動方式は垂直方向の成分を持つように移動させれば、画像のぶれを補正することが可能である。例えば、鏡筒構造の複雑化を許容すれば、光軸上に回転中心を持つように像ぶれ補正レンズ素子を回動させて像ぶれ補正を行っても良い。

第３レンズ群Ｇ３に絞りを有する例として、第３レンズ群の最も物体側に絞りを有する形態を示したが、絞りは第３レンズ群の最も像側に有しても良い。絞りは第３レンズ群のいずれか２つのレンズ素子の間に有しても良い。絞りはズーミングの際に、第３レンズ群と一体となって移動する位置に有すれば良い。

［条件及び効果等］
以下、例えば実施の形態１〜３に係るズームレンズ系が満足することが可能な条件を説明する。なお、実施の形態１〜３に係るズームレンズ系に対して、複数の可能な条件が規定されるが、これら複数の条件すべてを満足するズームレンズ系の構成が最も効果的である。しかしながら、個別の条件を満足することにより、それぞれ対応する効果を奏するズームレンズ系を得ることも可能である。

実施の形態１〜３に係るズームレンズ系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、負のパワーを有する第４レンズ群と、正のパワーを有する第５レンズ群と、を備える。

広角端から望遠端へのズーミング動作時には、広角端から望遠端へのズーミングに際して各レンズ群が光軸に沿って移動し、第４レンズ群を光軸上に移動させてフォーカシングを行う。

そして、ズームレンズ系は、例えば以下の条件（１）〜（３）を満足することが望ましい。

Σｄ ／ （ｆＴ × ｔａｎωＴ） ＜ ３．５ ・・・（１）
ＬＴ ／ ｆＴ ＜ １．１ ・・・（２）
９．１ ＜ ｆＴ ／ ｆＷ ・・・（３）
ここで、
Σｄ：各レンズ群の光軸上厚みの合計、
ωＴ：望遠端の半画角、
ｆＷ：広角端の焦点距離、
ｆＴ：望遠端の焦点距離、
ＬＴ：望遠端の光学全長、
である。

各レンズ群の光軸上厚みの具体的数値は、後述する数値実施例１〜３の表３Ｃ、表６Ｃ、表９Ｃに示すレンズ構成長に相当する。望遠端の半画角、広角端の焦点距離、望遠端の焦点距離および望遠端の光学全長の具体的数値は、後述する数値実施例１〜３の表３Ａ、表６Ａ、表９Ａに示される。

条件（１）は、各レンズ群の光軸上厚みの合計と、望遠端の焦点距離と半画角との比を規定するための条件である。条件（１）の上限を上回ると、望遠端の焦点距離と半画角から計算される像高に対する各レンズ群の光軸上厚みの合計が大きくなりすぎることから、コンパクトなレンズ鏡筒や撮像装置を提供することが困難となる。条件（２）は望遠端における光学全長と焦点距離との比を規定するための条件である。条件（２）の上限を上回ると、望遠端の焦点距離に対する光学全長が大きくなりすぎることから、コンパクトなレンズ鏡筒や撮像装置を提供することが困難となる。また、条件（３）の下限を下回ると、ズーム倍率が小さくなり、高倍率なズームレンズ系を提供することができなくなる。

より好ましくは、以下の条件（１）’を満足することにより、上記の効果を更に奏功させることができる。

Σｄ ／ （ｆＴ × ｔａｎωＴ） ＜ ３．２ ・・・（１）’
また、例えば以下の条件（４）を満足することが望ましい。

−３．０ ＜ ｆＴ ／ ｆＧ４ ＜ −２．７ ・・・（４）
ここで、
ｆＴ ：望遠端の焦点距離、
ｆＧ４：第４レンズ群の焦点距離、
である。

第４レンズ群の焦点距離の具体的数値は、後述する数値実施例１〜３の表３Ｃ、表６Ｃ、表９Ｃに示される。

条件（４）は、フォーカシングレンズ群である第４レンズ群の焦点距離を規定するための条件である。条件（４）が満たされる場合、ズーミング時における収差変動の抑制と高速なフォーカシングとを達成することができる。条件（４）の上限を超えると、無限遠合焦状態と近接合焦状態との間での収差変動、特に像面湾曲の変動が大きくなり、画質の悪化に繋がる。一方、条件（４）の下限を下回ると、フォーカス移動量が増加し、高速なフォーカシングの実現が困難となる。

また、例えば以下の条件（５）を満足することが望ましい。

１．０ ＜ ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ ＜ １．３ ・・・（５）
ここで、
ｍ４Ｔ：望遠端における第４レンズ群の倍率、
ｍ４Ｗ：広角端における第４レンズ群の倍率、
である。

望遠端および広角端における第４レンズ群の倍率の具体的数値は、後述する数値実施例１〜３の表３Ｄ、表６Ｄ、表９Ｄに示される。

条件（５）は、望遠端における第４レンズ群の倍率と広角端における第４レンズ群の倍率の比を規定するための条件である。条件（５）の下限を下回ると、望遠端における第４レンズ群の倍率が小さくなり過ぎるため、諸収差、特に像面湾曲の補正が困難となる。また、条件（５）の上限を上回ると、今度は広角端における第４レンズ群の倍率が小さくなり過ぎるため、諸収差、特に像面湾曲の補正が困難となる。

また、第１レンズ群が２枚もしくは３枚のレンズ素子で構成されていることが望ましい。

これにより、諸収差、特に色収差の補正と第１レンズ群の厚みを小さくすることの両立を図ることができる。

また、第２レンズ群と第３レンズ群と第４レンズ群と第５レンズ群のそれぞれは、少なくとも１面が非球面であるレンズ素子を有することが望ましい。

これにより、各収差補正を適切に行えるため、レンズ素子の枚数を削減することが可能となり、小型化を図ることができる。

また、第４レンズ群が１枚のレンズ素子で構成されていることが望ましい。これにより、必要なレンズ素子の数が減ることにより、小型化とコスト低減も図ることが出来る。また、重量を低減できることで高速なフォーカシングが可能となる。

また、第５レンズ群が１枚のレンズ素子で構成されていることが望ましい。これにより、必要なレンズ素子の数が減ることにより、小型化とコスト低減も図ることが出来る。また、重量を低減できることでレンズ鏡筒の軽量化が可能となる。

また、第４レンズ群および第５レンズ群は１枚のレンズ素子からなり、例えば以下の条件（６）を満足することが好ましい。

１．３＜｜νｄ２ ＋ νｄ３｜／｜νｄ４ ＋ νｄ５｜＜２．０・・・（６）
ここで、
νｄ２：第２レンズ群の最も物体側のレンズ素子のアッベ数、
νｄ３：第３レンズ群の最も物体側のレンズ素子のアッベ数、
νｄ４：第４レンズ群のレンズ素子のアッベ数、
νｄ５：第５レンズ群のレンズ素子のアッベ数、
である。

各レンズ素子のアッベ数は、後述する数値実施例１〜３の表１、表４、表７に示される。

条件（６）は、第２レンズ群の最も物体側のレンズ素子、第３レンズ群の最も物体側のレンズ素子、第４レンズ群の単レンズ素子、第５レンズ群の単レンズ素子のアッベ数を規定するための条件である。条件（６）が満たされる場合、広角端から望遠端における無限遠から近距離までの色収差の補正と、コンパクトなレンズ鏡筒や撮像装置、カメラを提供することの両立が可能となる。

より好ましくは、以下の条件（６）’を満足することにより、上記の効果を更に奏功させることができる。

１．５＜｜νｄ２ ＋ νｄ３｜／｜νｄ４ ＋ νｄ５｜＜１．８・・・（６）’
また、前記第３レンズ群の全体あるいは一部が、像ぶれ補正時に光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動するのが望ましい。

これにより、レンズ径を小さくでき、像ぶれ補正レンズ群の小型化と軽量化を図ることができる。したがって、簡略な駆動機構で像ぶれ補正レンズ群を駆動することができる。特に、像ぶれ補正レンズ群が１枚のレンズ素子のみから構成される場合、像ぶれ補正レンズ群の駆動機構を一層簡略化することができる。

また、第３レンズ群内に絞りを有するのが望ましい。これにより、鏡筒構成を簡略化することができ、レンズ鏡筒の小型化を図ることが出来る。

（実施の形態１を適用したデジタルカメラの概略構成）
図１０は、本実施の形態１に係るズームレンズ系を適用したデジタルカメラの概略構成図である。なお、本実施の形態２、３に係るズームレンズ系を適用することも可能である。

デジタルカメラ５は、筐体４と、撮像素子２と、ズームレンズ系１と、モニタ３と、で構成されている。

ズームレンズ系１には、実施の形態１と同様に、ズーミングの際に第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５までの全てのレンズ群が光軸に沿って移動するように、アクチュエータやレンズ枠が構成されている。

なお、以上説明した実施の形態１に係るズームレンズ系をデジタルカメラに適用した例を示したが、スマートフォンやレンズ交換式カメラ等に適用することも可能である。デジタルカメラ５は撮像装置の１例である。

（数値実施例）
以下、実施の形態１〜３に係るズームレンズ系を具体的に実施した数値実施例を説明する。なお、各数値実施例において、表中の長さの単位はすべて「ｍｍ」であり、半画角の単位はすべて「°」である。また、各数値実施例において、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄはｄ線に対するアッベ数である。また、各数値実施例において、＊印を付した面は非球面であり、非球面形状は次式で定義している。

ここで、
Ｚ：光軸からの高さがｈの非球面上の点から、非球面頂点の接平面までの距離、
ｈ：光軸からの高さ、
ｒ：頂点曲率半径、
κ：円錐定数、
Ａｎ：ｎ次の非球面係数、
である。

図２、図５、図８は、各々実施例１〜３に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図である。

各縦収差図において、（ａ）図は広角端、（ｂ）図は中間位置、（ｃ）図は望遠端における各収差を表す。各縦収差図は、左側から順に、球面収差（ＳＡ（ｍｍ））、非点収差（ＡＳＴ（ｍｍ））、歪曲収差（ＤＩＳ（％））を示す。球面収差図において、縦軸はＦナンバー（図中、Ｆで示す）を表し、実線はｄ線（ｄ−ｌｉｎｅ）、短破線はＦ線（Ｆ−ｌｉｎｅ）、長破線はＣ線（Ｃ−ｌｉｎｅ）、一点鎖線はｇ線（ｇ−ｌｉｎｅ）の特性である。非点収差図において、縦軸は像高（図中、Ｈで示す）を表し、実線はサジタル平面（図中、ｓで示す）、破線はメリディオナル平面（図中、ｍで示す）の特性である。歪曲収差図において、縦軸は像高（図中、Ｈで示す）を表す。

図３、図６、図９は、各々実施の形態１〜３に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。

各横収差図において、上側の３つの収差図は、望遠端における像ぶれ補正を行っていない基本状態、下側の３つの収差図は、像ぶれ補正レンズ素子、あるいは像ぶれ補正レンズ群を光軸と垂直な方向に所定量移動させた望遠端における像ぶれ補正状態に、それぞれ対応する。基本状態の各横収差図のうち、上段は最大像高の７０％の像点における横収差、中段は軸上像点における横収差、下段は最大像高の−７０％の像点における横収差に、それぞれ対応する。像ぶれ補正状態の各横収差図のうち、上段は最大像高の７０％の像点における横収差、中段は軸上像点における横収差、下段は最大像高の−７０％の像点における横収差に、それぞれ対応する。また各横収差図において、横軸は瞳面上での主光線からの距離を表し、実線はｄ線（ｄ−ｌｉｎｅ）、短破線はＦ線（Ｆ−ｌｉｎｅ）、長破線はＣ線（Ｃ−ｌｉｎｅ）、一点鎖線はｇ線（ｇ−ｌｉｎｅ）の特性である。なお各横収差図において、メリディオナル平面を、第１レンズ群Ｇ１の光軸と第３レンズ群Ｇ３（実施例１〜３）の光軸とを含む平面としている。

なお、各実施例のズームレンズ系について、望遠端における、像ぶれ補正状態での像ぶれ補正レンズ群の光軸と垂直な方向への移動量は、以下に示すとおりである。

実施例１ ０．１７０ｍｍ
実施例２ ０．１４６ｍｍ
実施例３ ０．１５５ｍｍ
撮影距離が∞で望遠端において、ズームレンズ系が所定の角度だけ傾いた場合の像偏心量は、像ぶれ補正レンズ群が光軸と垂直な方向に上記の各値だけ平行移動するときの像偏心量に等しい。

各横収差図から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であることがわかる。また、＋７０％像点における横収差と−７０％像点における横収差とを基本状態で比較すると、いずれも湾曲度が小さく、収差曲線の傾斜がほぼ等しいことから、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さいことがわかる。このことは、像ぶれ補正状態であっても充分な結像性能が得られていることを意味している。また、ズームレンズ系の像ぶれ補正角が同じ場合には、ズームレンズ系全体の焦点距離が短くなるにつれて、像ぶれ補正に必要な平行移動量が減少する。したがって、いずれのズーム位置であっても、所定の角度までの像ぶれ補正角に対して、結像特性を低下させることなく充分な像ぶれ補正を行うことが可能である。

（数値実施例１）
数値実施例１のズームレンズ系は、図１に示した実施の形態１に対応する。数値実施例１のズームレンズ系の面データを表１に、非球面データを表２に、無限遠合焦状態での各種データを表３Ａ〜表３Ｄに示す。

（面データ）

（非球面データ）

（無限遠合焦状態での各種データ）

（数値実施例２）
数値実施例２のズームレンズ系は、図４に示した実施の形態２に対応する。数値実施例２のズームレンズ系の面データを表４に、非球面データを表５に、無限遠合焦状態での各種データを表６Ａ〜表６Ｄに示す。

（面データ）

（非球面データ）

（無限遠合焦状態での各種データ）

（数値実施例３）
数値実施例３のズームレンズ系は、図７に示した実施の形態３に対応する。数値実施例３のズームレンズ系の面データを表７に、非球面データを表８に、無限遠合焦状態での各種データを表９Ａ〜表９Ｄに示す。

（面データ）

（非球面データ）

（無限遠合焦状態での各種データ）

（条件の対応値）
以下の表１０に、各数値実施例のズームレンズ系における各条件の対応値を示す。

本開示に係るズームレンズ系は、デジタルスチルカメラ、交換レンズ式デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話機器のカメラ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）のカメラ、監視システムにおける監視カメラ、Ｗｅｂカメラ、車載カメラ等に適用可能であり、特にデジタルスチルカメラシステム、デジタルビデオカメラシステムといった高画質が要求される撮影光学系に好適である。

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
Ｌ１ 第１レンズ素子
Ｌ２ 第２レンズ素子
Ｌ３ 第３レンズ素子
Ｌ４ 第４レンズ素子
Ｌ５ 第５レンズ素子
Ｌ６ 第６レンズ素子
Ｌ７ 第７レンズ素子
Ｌ８ 第８レンズ素子
Ｌ９ 第９レンズ素子
Ｌ１０ 第１０レンズ素子
Ｌ１１ 第１１レンズ素子
Ｌ１２ 第１２レンズ素子
Ａ 開口絞り
Ｒ 平行平板
Ｓ 像面
１ ズームレンズ系
２ 撮像素子
３ モニタ
４ 筐体
５ デジタルカメラ

Claims (11)

1. 物体側から像側へと順に、
   正のパワーを有する第１レンズ群と、
   負のパワーを有する第２レンズ群と、
   正のパワーを有する第３レンズ群と、
   負のパワーを有する第４レンズ群と、
   正のパワーを有する第５レンズ群と、
   からなり、
   広角端から望遠端へのズーミングに際して各レンズ群が移動し、
   前記第４レンズ群が光軸上を移動することによりフォーカシングを行い、
   下記の条件（１）〜（３）を満足するズームレンズ系：
   Σｄ ／ （ｆＴ × ｔａｎωＴ） ＜ ３．５・・・（１）
   ＬＴ ／ ｆＴ ＜ １．１ ・・・（２）
   ９．１ ＜ ｆＴ ／ ｆＷ ・・・（３）
   ここで、
   Σｄ：各レンズ群の光軸上厚みの合計、
   ωＴ：望遠端の半画角、
   ｆＷ：広角端の焦点距離、
   ｆＴ：望遠端の焦点距離、
   ＬＴ：望遠端の光学全長、
   である。
2. 下記条件（４）を満足する、請求項１に記載のズームレンズ系：
   −３．０ ＜ ｆＴ ／ ｆＧ４ ＜ −２．７ ・・・（４）
   ここで、
   ｆＴ ：望遠端の焦点距離、
   ｆＧ４：第４レンズ群の焦点距離、
   である。
3. 下記条件（５）を満足する、請求項１に記載のズームレンズ系：
   １．０ ＜ ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ ＜ １．３ ・・・（５）
   ここで、
   ｍ４Ｔ：望遠端における第４レンズ群の倍率、
   ｍ４Ｗ：広角端における第４レンズ群の倍率、
   である。
4. 前記第１レンズ群が２枚もしくは３枚のレンズ素子からなる、
   請求項１に記載のズームレンズ系。
5. 前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群および前記第５レンズ群のそれぞれは、少なくとも１面が非球面であるレンズ素子を有する、
   請求項１に記載のズームレンズ系。
6. 前記第４レンズ群は、１枚のレンズ素子からなる、
   請求項１に記載のズームレンズ系。
7. 前記第５レンズ群は、１枚のレンズ素子からなる、
   請求項１に記載のズームレンズ系。
8. 前記第４レンズ群および前記第５レンズ群は１枚のレンズ素子からなり、
   下記の条件（６）を満足する、請求項１に記載のズームレンズ系：
   １．３＜｜νｄ２ ＋ νｄ３｜／｜νｄ４ ＋ νｄ５｜＜２．０・・・（６）
   ここで、
   νｄ２：第２レンズ群の最も物体側のレンズ素子のアッベ数、
   νｄ３：第３レンズ群の最も物体側のレンズ素子のアッベ数、
   νｄ４：第４レンズ群のアッベ数、
   νｄ５：第５レンズ群のアッベ数、
   である。
9. 前記第３レンズ群の全体あるいは一部が、像ぶれ補正時に前記光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動する、
   請求項１に記載のズームレンズ系。
10. 前記第３レンズ群に絞りを有する、
    請求項１に記載のズームレンズ系。
11. 物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、
    前記ズームレンズ系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子と、
    を備え、
    前記ズームレンズ系が、物体側から像側へと順に、
    正のパワーを有する第１レンズ群と、
    負のパワーを有する第２レンズ群と、
    正のパワーを有する第３レンズ群と、
    負のパワーを有する第４レンズ群と、
    正のパワーを有する第５レンズ群と、
    からなり、
    広角端から望遠端へのズーミングに際して各レンズ群が移動し、
    前記第４レンズ群が光軸上を移動することによりフォーカシングを行い、
    下記条件（１）〜（３）を満足し、
    Σｄ ／ （ｆＴ × ｔａｎωＴ）＜ ３．５・・・（１）
    ＬＴ ／ ｆＴ ＜ １．１ ・・・（２）
    ９．１ ＜ ｆＴ ／ ｆＷ ・・・（３）
    ここで、
    Σｄ：各レンズ群の光軸上厚みの合計、
    ωＴ：望遠端の半画角、
    ｆＷ：広角端の焦点距離、
    ｆＴ：望遠端の焦点距離、
    ＬＴ：望遠端の光学全長、
    である、撮像装置。