JP2017120382A - ズームレンズ系、撮像装置、カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】ズーム全域に渡って大口径でありながら高い光学性能を有し、小型なズームレンズ系、及びそのズームレンズ系を用いる撮像素子やカメラを提供する。【解決手段】ズームレンズ系は、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、少なくとも３つのレンズ群を含む全体として正のパワーを有する後続レンズ群と、を備える。ズーミング動作時には、第１レンズ群Ｇ１は光軸に沿って移動し、第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って移動しない。第２レンズ群Ｇ２は開口絞りを有する。そして、条件：−９．０≦ｆＧ１／ｆＧ２≦−２．０（ここで、ｆＧ１：第１レンズ群の焦点距離、ｆＧ２：第２レンズ群の焦点距離、である）を満足する。【選択図】図１

Description

本開示は、ズーム全域に渡って大口径でありながら高い光学性能を有し、小型なズームレンズ系、及びそのズームレンズ系を用いる撮像装置、カメラに関する。

特許文献１は、高倍率、小型化を実現するため、撮像素子が少なくとも変倍時に光軸方向に移動するようにしたズーム光学系を開示する。

特開平１１−２０２２０１号公報

本開示は、高倍率でありながらズーム全域に渡って高い光学性能を有し、小型なズームレンズ系、及びそのズームレンズ系を用いる撮像装置と、カメラと、を提供することを目的とする。

本開示にかか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、少なくとも３つのレンズ群からなる後続レンズ群と、を備える。

ズーミング動作時には、第１レンズ群は光軸に沿って移動し、第２レンズ群は光軸に沿って移動しない。

また、第２レンズ群は開口絞りを有する。

そして、以下の条件（１）を満足する。

−９．０ ≦ ｆＧ１／ｆＧ２ ≦ −２．０ ・・・（１）
ここで、
ｆＧ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆＧ２：第２レンズ群の焦点距離、
である。

本開示によれば、高倍率でありながらズーム全域に渡って高い光学性能を有し、小型なズームレンズ系、及びそのズームレンズ系を用いる撮像装置と、カメラと、を提供することができる。

実施の形態１（数値実施例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 実施の形態１に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施の形態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（数値実施例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 実施の形態２に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施の形態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（数値実施例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 実施の形態３に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施の形態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撮像装置の概略構成図 実施の形態１に係るズームレンズ系を適用したカメラの概略構成図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既に良く知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（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。（ａ）図、（ｂ）図、（ｃ）図において、縦横比は一致している。

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。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、負のパワーを有する第５レンズ群Ｇ５と、平行平板Ｐと、で構成される。第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５は、後続レンズ群を構成する。

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２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へと順に、正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、開口絞りＡ、負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、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、で構成される。第４レンズ素子Ｌ４と第５レンズ素子Ｌ５、第６レンズ素子Ｌ６と第７レンズ素子Ｌ７、第８レンズ素子Ｌ８と第９レンズ素子Ｌ９は、それぞれ接着材などで接着される接合レンズである。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１０レンズ素子Ｌ１０、正のパワーを有する第１１レンズ素子Ｌ１１、負のパワーを有する第１２レンズ素子Ｌ１２、負のパワーを有する第１３レンズ素子Ｌ１３、正のパワーを有する第１４レンズ素子Ｌ１４、正のパワーを有する第１５レンズ素子Ｌ１５、正のパワーを有する第１６レンズ素子Ｌ１６、負のパワーを有する第１７レンズ素子Ｌ１７、で構成される。第１１レンズ素子Ｌ１１と第１２レンズ素子Ｌ１２、第１３レンズ素子Ｌ１３と第１４レンズ素子Ｌ１４、第１６レンズ素子Ｌ１６と第１７レンズ素子Ｌ１７は、それぞれ接着材など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１８レンズ素子Ｌ１８で構成される。

第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１９レンズ素子Ｌ１９、正のパワーを有する第２０レンズ素子Ｌ２０、で構成される。第１９レンズ素子Ｌ１９と第２０レンズ素子Ｌ２０は接着材などで接着される接合レンズである。

各レンズ素子を説明する。

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内におけるレンズ素子を説明する。第４レンズ素子Ｌ４は、両凸レンズである。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、両凹レンズである。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、物体側に凹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、両凹レンズである。

第３レンズ群Ｇ３内におけるレンズ素子を説明する。第１０レンズ素子Ｌ１０は、両凸レンズである。第１１レンズ素子Ｌ１１は、両凸レンズである。第１２レンズ素子Ｌ１２は、両凹レンズである。第１３レンズ素子Ｌ１３は、両凹レンズである。第１４レンズ素子Ｌ１４は、両凸レンズである。第１５レンズ素子Ｌ１５は、両凸レンズである。第１６レンズ素子Ｌ１６は、両凸レンズである。第１７レンズ素子Ｌ１７は、物体側に凹面を有するメニスカスレンズである。

第４レンズ群Ｇ４内におけるレンズ素子を説明する。第１８レンズ素子Ｌ１８は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズであり、その両面は非球面である。

第５レンズ群Ｇ５内におけるレンズ素子を説明する。第１９レンズ素子Ｌ１９は、両凹レンズである。第２０レンズ素子Ｌ２０は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。

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、第５レンズ群Ｇ５、が物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２と像面Ｓが移動しない。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との間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が減少するように、各レンズ群が光軸に沿って移動する。また、図１に示すように、広角端から望遠端へのズーミングの際に、開口絞りＡの開放絞り径は大きくなる。

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２レンズ群Ｇ２の一部である第７レンズ素子Ｌ７及び第８レンズ素子Ｌ８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。この第７レンズ素子Ｌ７及び第８レンズ素子Ｌ８によって、全系の振動による像点移動を補正する、すなわち、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、負のパワーを有する第５レンズ群Ｇ５と、平行平板Ｐと、で構成される。第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５は、後続レンズ群を構成する。

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２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へと順に、正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、負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、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、開口絞りＡ、で構成される。第４レンズ素子Ｌ４と第５レンズ素子Ｌ５、第６レンズ素子Ｌ６と第７レンズ素子Ｌ７は、それぞれ接着材などで接着される接合レンズである。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１０レンズ素子Ｌ１０、正のパワーを有する第１１レンズ素子Ｌ１１、負のパワーを有する第１２レンズ素子Ｌ１２、負のパワーを有する第１３レンズ素子Ｌ１３、正のパワーを有する第１４レンズ素子Ｌ１４、正のパワーを有する第１５レンズ素子Ｌ１５、正のパワーを有する第１６レンズ素子Ｌ１６、負のパワーを有する第１７レンズ素子Ｌ１７、で構成される。第１１レンズ素子Ｌ１１と第１２レンズ素子Ｌ１２、第１３レンズ素子Ｌ１３と第１４レンズ素子Ｌ１４、第１６レンズ素子Ｌ１６と第１７レンズ素子Ｌ１７は、それぞれ接着材など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１８レンズ素子Ｌ１８で構成される。

第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１９レンズ素子Ｌ１９、正のパワーを有する第２０レンズ素子Ｌ２０、で構成される。第１９レンズ素子Ｌ１９と第２０レンズ素子Ｌ２０は接着材などで接着される接合レンズである。

各レンズ素子を説明する。

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、両凸レンズである。

第２レンズ群Ｇ２内におけるレンズ素子を説明する。第４レンズ素子Ｌ４は、両凸レンズである。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、両凹レンズである。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、物体側に凹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、両凹レンズである。

第３レンズ群Ｇ３内におけるレンズ素子を説明する。第１０レンズ素子Ｌ１０は、両凸レンズである。第１１レンズ素子Ｌ１１は、両凸レンズである。第１２レンズ素子Ｌ１２は、物体側に凹面を有するメニスカスレンズである。第１３レンズ素子Ｌ１３は、両凹レンズである。第１４レンズ素子Ｌ１４は、両凸レンズである。第１５レンズ素子Ｌ１５は、両凸レンズである。第１６レンズ素子Ｌ１６は、両凸レンズである。第１７レンズ素子Ｌ１７は、物体側に凹面を有するメニスカスレンズである。

第４レンズ群Ｇ４内におけるレンズ素子を説明する。第１８レンズ素子Ｌ１８は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズであり、その両面は非球面である。

第５レンズ群Ｇ５内におけるレンズ素子を説明する。第１９レンズ素子Ｌ１９は、両凹レンズである。第２０レンズ素子Ｌ２０は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。

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、第５レンズ群Ｇ５、が物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２と像面Ｓが移動しない。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との間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が減少するように、各レンズ群が光軸に沿って移動する。また、図４に示すように、広角端から望遠端へのズーミングの際に、開口絞りＡの開放絞り径は大きくなる。

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２レンズ群Ｇ２の一部である第７レンズ素子Ｌ７及び第８レンズ素子Ｌ８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。この第７レンズ素子Ｌ７及び第８レンズ素子Ｌ８によって、全系の振動による像点移動を補正する、すなわち、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、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、負のパワーを有する第５レンズ群Ｇ５と、負のパワーを有する第６レンズ群Ｇ６と、平行平板Ｐと、で構成される。第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６は、後続レンズ群を構成する。

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は接着材など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、正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、負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、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、開口絞りＡ、で構成される。第４レンズ素子Ｌ４と第５レンズ素子Ｌ５、第６レンズ素子Ｌ６と第７レンズ素子Ｌ７は、それぞれ接着材などで接着される接合レンズである。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１０レンズ素子Ｌ１０、正のパワーを有する第１１レンズ素子Ｌ１１、正のパワーを有する第１２レンズ素子Ｌ１２、負のパワーを有する第１３レンズ素子Ｌ１３、で構成される。第１２レンズ素子Ｌ１２と第１３レンズ素子Ｌ１３は接着材などで接着される接合レンズである。

第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１４レンズ素子Ｌ１４、正のパワーを有する第１５レンズ素子Ｌ１５、正のパワーを有する第１６レンズ素子Ｌ１６、正のパワーを有する第１７レンズ素子Ｌ１７、負のパワーを有する第１８レンズ素子Ｌ１８で構成される。第１７レンズ素子Ｌ１７と第１８レンズ素子Ｌ１８は接着材などで接着される接合レンズである。

第５レンズ群Ｇ５は、単レンズであり、負のパワーを有する第１９レンズ素子Ｌ１９、で構成される。

第６レンズ群Ｇ６は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第２０レンズ素子Ｌ２０、正のパワーを有する第２１レンズ素子Ｌ２１、で構成される。第２０レンズ素子Ｌ２０と第２１レンズ素子Ｌ２１は接着材などで接着される接合レンズである。

各レンズ素子を説明する。

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、両凸レンズである。

第２レンズ群Ｇ２内におけるレンズ素子を説明する。第４レンズ素子Ｌ４は、両凸レンズである。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、両凹レンズである。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、物体側に凹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、両凹レンズである。

第３レンズ群Ｇ３内におけるレンズ素子を説明する。第１０レンズ素子Ｌ１０は、両凸レンズである。第１１レンズ素子Ｌ１１は、両凸レンズである。第１２レンズ素子Ｌ１２は、両凸レンズである。第１３レンズ素子Ｌ１３は、物体側に凹面を有するメニスカスレンズである。

第４レンズ群Ｇ４内におけるレンズ素子を説明する。第１４レンズ素子Ｌ１４は、両凹レンズである。第１５レンズ素子Ｌ１５は、両凸レンズである。第１６レンズ素子Ｌ１６は、両凸レンズである。第１７レンズ素子Ｌ１７は、両凸レンズである。第１８レンズ素子Ｌ１８は、物体側に凹面を有するメニスカスレンズである。

第５レンズ群Ｇ５内におけるレンズ素子を説明する。第１９レンズ素子Ｌ１９は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズであり、その両面は非球面である。

第６レンズ群Ｇ６内におけるレンズ素子を説明する。第２０レンズ素子Ｌ２０は、両凹レンズである。第２１レンズ素子Ｌ２１は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。

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、第５レンズ群Ｇ５、第６レンズ群Ｇ６、が物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２と像面Ｓが移動しない。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との間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が減少し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との間隔が減少するように、各レンズ群が光軸に沿って移動する。また、図７に示すように、広角端から望遠端へのズーミングの際に、開口絞りＡの開放絞り径は大きくなる。

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５レンズ群Ｇ５が光軸に沿って像側へ移動する。

なお、第２レンズ群Ｇ２の一部である第７レンズ素子Ｌ７及び第８レンズ素子Ｌ８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。この第７レンズ素子Ｌ７及び第８レンズ素子Ｌ８によって、全系の振動による像点移動を補正する、すなわち、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。

第２レンズ群Ｇ２と一体となる位置にある開口絞りＡの例として、実施の形態１では第５レンズ素子Ｌ５と第６レンズ素子Ｌ６の間にあるが、開口絞りＡは、第２レンズ群Ｇ２内の他の２つのレンズ素子の間にあっても良い。また、実施の形態２および３では、第２レンズ群Ｇ２の最も像側にあるが、開口絞りＡは第２レンズ群Ｇ２の最も物体側にあっても良い。第２レンズ群と一体となり、移動しない位置に開口絞りを有すれば良い。

（条件及び効果等）
以下、例えば実施の形態１から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から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。

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、少なくとも３つのレンズ群を含む全体として正のパワーを有する後続レンズ群と、を備える。

ズーミング動作時には、第１レンズ群は光軸に沿って移動し、第２レンズ群は光軸に沿って移動しない。

第２レンズ群と一体となる位置に開口絞りを有する。

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

−９．０ ≦ ｆＧ１／ｆＧ２ ≦ −２．０ ・・・（１）
ここで、
ｆＧ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆＧ２：第２レンズ群の焦点距離、
である。

第１レンズ群の焦点距離、第２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（１）は、第１レンズ群の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離との比を規定するための条件である。条件（１)の下限より小さい場合、第１レンズ群の焦点距離が大きくなり過ぎるため、ズーミング時の第１レンズ群の移動量が大きくなるとともに、望遠端での光学全長が大きくなり過ぎることから、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が困難となる。また、条件（１）の上限より大きいの場合、第１レンズ群の焦点距離が小さくなり過ぎるため、全系に渡っての諸収差の補正が困難になり、所望の光学性能を確保することが困難となる。

好ましくは、条件（１）‘を満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。

−５．０ ≦ ｆＧ１／ｆＧ２ ≦ −３．０ ・・・（１）’
また、例えば、ズームレンズ系は、以下の条件（２）を満足することが望ましい。

０．４ ≦ ＬＧ２ａ／ＬＧ２ ≦ ０．９ ・・・（２）
ここで、
ＬＧ２ａ：第２レンズ群内の空気間隔の中で最も広い値、
ＬＧ２ ：第２レンズ群の光軸方向の厚み、
である。

第２レンズ群内の空気間隔の具体的数値は、後述する数値実施例１〜３の表１、表４、表７に、面間隔ｄとして示される。第２レンズ群の光軸方向の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、レンズ構成長として示される。

条件（２）は、第２レンズ群内の空気間隔の中で最も広い値と第２レンズ群の光軸方向の厚みとの比を規定するための条件である。条件（２）の下限以上になると、第２レンズ群内の空気間隔の中で最も広い値が小さくなり過ぎず、諸収差、特に球面収差やコマ収差を十分に補正することができるようになる。また、条件（２）の上限以下になると、第２レンズ群内の空気間隔の中で最も広い値が大きくなり過ぎず、光学全長は適度な大きさになり、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ができるようになる。

好ましくは、以下の条件（２）‘を満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。

０．４ ≦ ＬＧ２ａ／ＬＧ２ ≦ ０．７ ・・・（２）’
また、例えば、第２レンズ群の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。

実施の形態１から３に係るズームレンズ系では、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。

また、例えば、ズームレンズ系の第１レンズ群を構成する３枚のレンズ素子は、それぞれ単レンズであるのが望ましい。

これにより、空気間隔が増えるので設計自由度が増し、収差の補正が容易になる。

（実施の形態１を適用した撮像装置の概略構成）
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撮像装置の概略構成を示す。なお、本実施の形態２及び３に係るズームレンズ系を撮像装置に適用することも可能である。

撮像装置１００は、筐体１０４と、撮像素子１０２と、ズームレンズ系１０１と、で構成されている。撮像装置１００の具体例はデジタルカメラである。

ズームレンズ系１０１には、第１レンズ群Ｇ１と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、がズーミングの際に移動するように、筐体１０４に含まれるアクチュエータやレンズ枠が構成されている。

これにより、ズーム全域に渡って大口径でありながら高い光学性能を有し、小型な撮像装置を実現することができる。

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、スマートフォン等に適用することもできる。

（実施の形態１を適用したカメラの概略構成）
図１１は、本実施の形態１に係るズームレンズ系を適用したカメラの概略構成を示す。なお、本実施の形態２及び３に係るズームレンズ系をカメラに適用することも可能である。

カメラ２００は、カメラ本体２０１と、カメラ本体２０１に着脱自在に接続される交換レンズ装置３００とを備える。

カメラ本体２０１は、交換レンズ装置３００のズームレンズ系によって形成される光学像を受光して、電気的な画像信号に変換する撮像素子２０２と、撮像素子２０２によって変換された画像信号を表示するモニタ２０３と、画像信号を記憶するメモリ（図示せず）と、カメラマウント部２０４と、ファインダ２０５と、を含む。

交換レンズ装置３００は、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、を保持する鏡筒３０２と、カメラ本体２０１のカメラマウント部２０４に接続されるレンズマウント部３０４とを含む。

カメラマウント部２０４及びレンズマウント部３０４は、物理的な接続のみならず、カメラ本体２０１内のコントローラ（図示せず）と交換レンズ装置３００内のコントローラ（図示せず）とを電気的に接続し、相互の信号のやり取りを可能とするインターフェースとしても機能する。

ズームレンズ系３０１は、鏡筒３０２が保持する各レンズ群と、カメラ本体２０１の平行平板Ｐと、から構成される。ズームレンズ系３０１には、第１レンズ群Ｇ１と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、がズーミングの際に移動するように、交換レンズ装置３００内のコントローラによって制御されるアクチュエータやレンズ枠が構成されている。

これにより、ズーム全域に渡って大口径でありながら高い光学性能を有し、小型なカメラを実現することができる。

（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、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、５、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、６、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２レンズ群Ｇ２（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 １．０３０ｍｍ
実施例２ ０．９３０ｍｍ
実施例３ ０．８２０ｍｍ
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、条件の対応値を表１０に四捨五入により小数点以下第２位まで示す。

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
Ｇ６ 第６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
Ｌ１３ 第１３レンズ素子
Ｌ１４ 第１４レンズ素子
Ｌ１５ 第１５レンズ素子
Ｌ１６ 第１６レンズ素子
Ｌ１７ 第１７レンズ素子
Ｌ１８ 第１８レンズ素子
Ｌ１９ 第１９レンズ素子
Ｌ２０ 第２０レンズ素子
Ｌ２１ 第２１レンズ素子
Ａ 開口絞り
Ｐ 平行平板
Ｓ 像面
１００ 撮像装置
１０１ ズームレンズ系
１０２ 撮像素子
１０４ 筐体
２００ カメラ
２０１ カメラ本体
２０２ 撮像素子
２０３ モニタ
２０４ カメラマウント部
２０５ ファインダ
３００ 交換レンズ装置
３０１ ズームレンズ系
３０２ 鏡筒
３０４ レンズマウント部

Claims (8)

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、
   少なくとも３つのレンズ群を含む全体として正のパワーを有する後続レンズ群と、を備え、
   ズーミング動作時には、
   前記第１レンズ群は光軸に沿って移動し、
   前記第２レンズ群は前記光軸に沿って移動せず、
   前記第２レンズ群は開口絞りを有し、
   下記の条件（１）を満足し、
   −９．０ ≦ ｆＧ１／ｆＧ２ ≦ −２．０ ・・・（１）
   ここで、
   ｆＧ１：第１レンズ群の焦点距離、
   ｆＧ２：第２レンズ群の焦点距離、
   である、ズームレンズ系。
2. 以下の条件（２）を満足し、
   ０．４ ≦ ＬＧ２ａ／ＬＧ２ ≦ ０．９ ・・・（２）
   ここで、
   ＬＧ２ａ：第２レンズ群内の空気間隔の中で最も広い値、
   ＬＧ２ ：第２レンズ群の光軸方向の厚み、
   である、請求項１に記載のズームレンズ系。
3. 前記第２レンズ群の一部のレンズ素子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。
4. 前記第１レンズ群が３枚の単レンズからなる、
   請求項１に記載のズームレンズ系。
5. 前記後続レンズ群が、
   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、
   負のパワーを有する第５レンズ群と、
   からなる、請求項１に記載のズームレンズ系。
6. 前記後続レンズ群が、
   正のパワーを有する第３レンズ群と、
   正のパワーを有する第４レンズ群と、
   負のパワーを有する第５レンズ群と、
   負のパワーを有する第６レンズ群と、
   からなる、請求項１に記載のズームレンズ系。
7. 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、
   少なくとも３つのレンズ群からなる全体として正のパワーを有する後続レンズ群と、
   を備え、
   ズーミング動作時には、
   前記第１レンズ群は光軸に沿って移動し、
   前記第２レンズ群は前記光軸に沿って移動せず、
   前記第２レンズ群は開口絞りを有し、
   下記の条件（１）を満足し、
   −９．０ ≦ ｆＧ１／ｆＧ２ ≦ −２．０ ・・・（１）
   ここで、
   ｆＧ１：第１レンズ群の焦点距離、
   ｆＧ２：第２レンズ群の焦点距離、
   である、撮像装置。
8. 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、
   少なくとも３つのレンズ群からなる全体として正のパワーを有する後続レンズ群と、
   を備え、
   ズーミング動作時には、
   前記第１レンズ群は光軸に沿って移動し、
   前記第２レンズ群は前記光軸に沿って移動せず、
   前記第２レンズ群は開口絞りを有し、
   下記の条件（１）を満足し、
   −９．０ ≦ ｆＧ１／ｆＧ２ ≦ −２．０ ・・・（１）
   ここで、
   ｆＧ１：第１レンズ群の焦点距離、
   ｆＧ２：第２レンズ群の焦点距離、
   であり、
   前記撮像素子により変換された前記画像信号の表示及び記憶の少なくとも一方を行う、カメラ。