JP2018054980A - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトでありながら広角域を含み、３倍程度の変倍比を有し、像振れを補正し、なお且つ、高精度なフォーカシングを可能としたズームレンズを提供する。【解決手段】正の第1レンズ群G1と、負の第2レンズ群G2と、正の第3レンズ群G3と、正の第4レンズ群G4と、負の第5レンズ群G5とを備え、第2レンズ群G2は、負レンズL3と、負レンズL4と、正レンズL5とを含み、第3レンズ群G3は、正の第3aレンズ群G3aと、負の第3bレンズ群G3bとを含み、広角端から望遠端への変倍の際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との空気間隔が大、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との空気間隔が小、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔が小、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との空気間隔が小となり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第5レンズ群G5が物体側から像面側へと移動し、像振れ補正時に、第3bレンズ群G3bが光軸と交差する面内で移動する。【選択図】図１

Description

本発明は、ズームレンズ及び撮像装置に関する。

従来より、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群とを備え、広角端から望遠端への変倍（ズーミング）の際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔が大となり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との空気間隔が小となる、いわゆる正レンズ群先行型のズームレンズが知られている。このような正レンズ群先行型のズームレンズでは、変倍比を確保し易く、望遠側のＦ値（Ｆナンバー）を明るくし易いといった特長がある。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦（フォーカシング）の際に、最も物体側に位置する光学系以外のレンズ群を光軸方向に移動させる方式を採用したズームレンズが知られている。この方式を採用したズームレンズでは、フォーカシング時に全長が変化しないことから、堅牢性や操作性が高いといった利点を有している。

なお、本発明に関連する先行技術文献としては、例えば下記特許文献１〜１１を挙げることができる。すなわち、下記特許文献１には、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第５レンズ群とから構成され、第４レンズ群と第５レンズ群とを像面側に移動させることによってフォーカシングを行うズームレンズが記載されている。

一方、特許文献２には、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第５レンズ群とから構成されたズームレンズが記載されている。

一方、特許文献３には、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第５レンズ群とから構成され、第４レンズ群を物体側に移動させることによってフォーカシングを行うズームレンズが記載されている。

一方、特許文献４，５には、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第５レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第６レンズ群とから構成され、第２レンズ群を物体側に移動させることによってフォーカシングを行うズームレンズが記載されている。

一方、特許文献６，７には、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第５レンズ群とから構成され、第５レンズ群を像面側に移動させることによってフォーカシングを行うズームレンズが記載されている。

一方、特許文献８には、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第５レンズ群とから構成され、第４レンズ群と第５レンズ群との何れか一方又は両方を移動させることによってフォーカシングを行うズームレンズが記載されている。

一方、特許文献９には、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第５レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第６レンズ群とから構成され、第５レンズ群を像面側に移動させることによってフォーカシングを行い、第４レンズ群の最も像面側に位置する正レンズを光軸と垂直な方向に移動させることによって像振れの補正を行うズームレンズが記載されている。

一方、特許文献１０には、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第５レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第６レンズ群とから構成されたズームレンズが記載されている。

一方、特許文献１１には、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第５レンズ群とから構成され、第２レンズ群と第４レンズ群との何れか一方又は両方を移動させることによってフォーカシングを行うズームレンズが記載されている。

特開昭５８−１８６７１５号公報 特開平２−１６７５２０号公報 特開平３−２２５５０７号公報 特開平１０−２８２４１３号公報 特開２００５−２４２０１５号公報 特開２０１５−１２９７８８号公報 特開平１０−２０６７３６号公報 特開２００６−２０９１００号公報 米国特許出願公開２０１４／０３１３３９７号明細書 米国特許第８６６５５３０号明細書 欧州特許第１６７７１３４号明細書

しかしながら、上述した特許文献１に記載のズームレンズでは、ズーミング時に別体に移動する第４レンズ群と第５レンズ群によってフォーカシングを行っているため、複雑な駆動機構が必要となるといった欠点がある。

一方、特許文献２に記載のズームレンズでは、第２レンズ群が物体側から順に負レンズと正レンズとを含む構成のため、広角側における第１レンズ群と第２レンズ群との合成屈折力が弱い負となってしまい、レトロフォーカス型として十分な屈折力の配置が取り難くなる。その結果、広角側の画角を広くすることが困難となる。

一方、特許文献３に記載のズームレンズでは、第５レンズ群が増倍群であるため、フォーカシングの敏感度が大となり、フォーカス精度が悪くなるとった欠点がある。

一方、特許文献４，５に記載のズームレンズでは、主変倍群である第２レンズ群によりフォーカシングを行っているため、フォーカシング時の焦点距離の変動が大きくなり、フォーカシングに伴う画角変動が大きくなるといった欠点がある。

一方、特許文献６に記載のズームレンズでは、第２レンズ群が１枚の負レンズのため、広角側で負の屈折力が弱くなり、レトロフォーカス型として十分な屈折力の配置が取り難くなる。その結果、広角側の画角を広くすることが困難となる。

一方、特許文献６，７，８，１０，１１に記載のズームレンズでは、像振れを補正するレンズ群がないため、撮像装置の振動時に良好な結像が得られなくなる。

一方、特許文献９に記載のズームレンズでは、像振れを補正するためのレンズ群と、フォーカシングを行うためのレンズ群とが近接しているため、これらのレンズ群を駆動するアクチュエータが干渉し易く、小型化に不利である。

本発明の態様の一つは、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、コンパクトでありながら広角域を含み、３倍程度の変倍比を有し、撮像装置の振動等による像振れを補正し、なお且つ、高精度なフォーカシングを可能としたズームレンズ、並びにそのようなズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的の一つとする。

〔１〕 本発明の第１の態様に係るズームレンズは、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第５レンズ群とを備え、前記第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、負レンズと、正レンズとを含み、前記第３レンズ群は、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、全体として負の屈折力を有する第３ｂレンズ群とを含み、広角端から望遠端への変倍の際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔が大となり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との空気間隔が小となり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との空気間隔が小となり、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との空気間隔が小となり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、前記第５レンズ群が物体側から像面側へと移動し、像振れを補正する際に、前記第３ｂレンズ群が光軸と交差する面内で移動することを特徴とする。

〔２〕 前記〔１〕に記載のズームレンズにおいて、前記第５レンズ群の望遠端における横倍率をβ_５ｔとしたときに、０．５＜β_５ｔ＜０．９の関係を満足する構成であってもよい。

〔３〕 前記〔１〕又は〔２〕に記載のズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、１枚の正レンズと、１枚の負レンズとから構成されてもよい。

〔４〕 前記〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載のズームレンズにおいて、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群及び前記第５レンズ群は、何れも非球面を含む構成であってもよい。

〔５〕 前記〔１〕〜〔４〕の何れか一項に記載のズームレンズにおいて、前記第５レンズ群は、１枚の正レンズと、１枚の負レンズとから構成されてもよい。

〔６〕 前記〔１〕〜〔５〕の何れか一項に記載のズームレンズにおいて、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に絞りが配置され、前記絞りは、広角端から望遠端への変倍の際に、前記各レンズ群とは異なる移動軌跡となる構成であってもよい。

〔７〕 前記〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載のズームレンズにおいて、前記第１〜第５レンズ群の焦点距離をそれぞれｆ_１〜ｆ_５、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとしたときに、２．０＜ｆ_１／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜５．０、０．５＜｜ｆ_２｜／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜１．０、１．５＜ｆ_３／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜３．５、０．５＜ｆ_４／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜１．２、１．０＜｜ｆ_５｜／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜３．０の関係を満足する構成であってもよい。

〔８〕 前記〔１〕〜〔７〕の何れか一項に記載のズームレンズにおいて、前記第３ｂレンズ群の望遠端における横倍率をβ_ｆｔ、前記第３ｂレンズ群より像面側に位置する光学系の望遠端における横倍率β_ｆｒとしたときに、０．２＜｜（１−β_ｆｔ）×β_ｆｒ｜＜０．８の関係を満足する構成であってもよい。

〔９〕 前記〔１〕〜〔８〕の何れか一項に記載のズームレンズにおいて、前記第５レンズ群は、少なくとも１つの空気間隔を有している構成であってもよい。

〔１０〕 本発明の第２の態様に係る撮像装置は、前記〔１〕〜〔９〕の何れか一項に記載のズームレンズと、前記ズームレンズにより結像された像を撮像する固体撮像素子とを備えることを特徴とする。

以上のように、本発明の一つの態様によれば、コンパクトでありながら広角域を含み、３倍程度の変倍比を有し、撮像装置の振動等による像振れを補正し、なお且つ、高精度なフォーカシングを可能としたズームレンズ、並びにそのようなズームレンズを備えた撮像装置を提供することが可能である。

本発明の一実施形態として示すズームレンズの構成図である。 本発明の一実施形態として示すミラーレス一眼カメラの模式図である。 実施例１のズームレンズにおける広角端（Ｗ），中間焦点位置（Ｍ），望遠端（Ｔ）でのレンズ配置を示す構成図である。 実施例１に示すズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦しているときの諸収差図である。 実施例１に示すズームレンズの中間焦点位置において無限遠物体に合焦しているときの諸収差図である。 実施例１に示すズームレンズの望遠端において無限遠物体に合焦しているときの諸収差図である。 実施例１に示すズームレンズの広角端において近距離物体に合焦しているときの諸収差図である。 実施例１に示すズームレンズの中間焦点位置において近距離物体に合焦しているときの諸収差図である。 実施例１に示すズームレンズの望遠端において近距離物体に合焦しているときの諸収差図である。 実施例１のズームレンズにおける広角端での横収差図である。 実施例１のズームレンズにおける中間焦点位置での横収差図である。 実施例１のズームレンズにおける望遠端での横収差図である。 実施例２のズームレンズにおける広角端（Ｗ），中間焦点位置（Ｍ），望遠端（Ｔ）でのレンズ配置を示す構成図である。 実施例２に示すズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦しているときの諸収差図である。 実施例２に示すズームレンズの中間焦点位置において無限遠物体に合焦しているときの諸収差図である。 実施例２に示すズームレンズの望遠端において無限遠物体に合焦しているときの諸収差図である。 実施例２に示すズームレンズの広角端において近距離物体に合焦しているときの諸収差図である。 実施例２に示すズームレンズの中間焦点位置において近距離物体に合焦しているときの諸収差図である。 実施例２に示すズームレンズの望遠端において近距離物体に合焦しているときの諸収差図である。 実施例２のズームレンズにおける広角端での横収差図である。 実施例２のズームレンズにおける中間焦点位置での横収差図である。 実施例２のズームレンズにおける望遠端での横収差図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明において例示されるレンズデータ等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

図１は、本発明の一実施形態として示すズームレンズの構成図である。
本実施形態のズームレンズは、図１に示すように、例えば、交換レンズシステムカメラや、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視カメラなどの撮像装置の撮像光学系として使用されるものである。その中でも特に、ミラーレス一眼カメラの交換レンズとして好適に用いられる。

具体的に、図１に示すズームレンズは、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、全体として負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ４とを備えている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両面が凸とされた正レンズＬ１と、両面が凹とされた負レンズＬ２とを有して構成されている。また、正レンズＬ１と負レンズＬ２とは、互いに接合された接合レンズを構成している。なお、第１レンズ群Ｇ１については、物体側から順に、物体側に凸とされたメニスカス形状の負レンズＬ１と、物体側に凸とされたメニスカス形状の正レンズＬ２とを有して構成されていてもよい。第１レンズ群Ｇ１では、１枚の正レンズＬ１と、１枚の負レンズＬ２とから構成されることで、特に望遠側の球面収差を良好に補正しながら、コンパクトな光学系とすることができる。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側が凸とされたメニスカス形状の負レンズＬ３と、両面が凹とされた負レンズＬ４と、両面が凸とされた正レンズＬ５とを有して構成されている。また、負レンズＬ４については、両面が非球面とされ、正レンズＬ５については、物体側の面が非球面とされている。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第３ａレンズ群Ｇ３ａと、全体として負の屈折力を有する第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとを有して構成されている。このうち、第３ａレンズ群Ｇ３ａは、両面が凸とされた正レンズＬ６と、両面が凹とされた正レンズＬ７とを有し、且つ、これら正レンズＬ６と正レンズＬ７とが接合された接合レンズを有して構成されている。一方、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂは、防振群として、両面が凹とされた負レンズＬ８を有して構成されている。また、正レンズＬ６については、物体側の面が非球面とされ、負レンズＬ８については、物体側の面が非球面とされている。

第４レンズ群Ｇ４は、両面が凸とされた正レンズＬ９を有して構成されている。また、正レンズＬ９については、両面が非球面とされている。

第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、物体側が凹とされたメニスカス形状の正レンズＬ１０と、両面が凹とされた負レンズＬ１１とを有して構成されている。また、正レンズＬ１０については、物体側の面が非球面とされ、負レンズＬ１１については、物体側の面が非球面とされている。

第５レンズ群Ｇ５では、１枚の正レンズＬ１０と、１枚の負レンズＬ１１とから構成されることで、フォーカシングに伴う球面収差の変動を抑制しながら、コンパクトな光学系とすることができる。

また、第５レンズ群Ｇ５では、少なくとも１つの空気間隔（本実施形態では正レンズＬ１０と負レンズＬ１１との間の空気間隔）を有することで、この第５レンズ群Ｇ５内での収差補正が容易となり、フォーカシングに伴う収差変動が抑制し易くなる。

第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４及び第５レンズ群Ｇ５は、何れも非球面を含む構成である。このうち、第２レンズ群Ｇ２及び第５レンズ群Ｇ５に非球面を配置することで、特に広角側における負の歪曲収差の補正が容易となる。一方、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４に非球面を配置することで、特に望遠側における球面収差の補正が容易となる。

第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、絞りＳＰが配置されている。絞りＳＰは、物体側から像面ＩＰ側に入射する光束の径（光量）を制限するものである。また、第５レンズ群Ｇ５と像面ＩＰとの間には、光学ブロックＧが配置されている。光学ブロックＧは、例えば、光学フィルタや、フェースプレート、水晶ローパスフィルタ、赤外カットフィルタなどに相当するものである。本実施形態では、光学ブロックＧとして、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用いている。

本実施形態のズームレンズと、固体撮像素子とを備える撮像装置では、像面ＩＰが固体撮像素子の撮像面に相当する。固体撮像素子としては、例えば、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)センサなどの光電変換素子を用いることができる。

撮像装置では、本実施形態のズームレンズの物体側から入射した光が最終的に固体撮像素子の撮像面に結像する。そして、この固体撮像素子が受像した光を光電変換して電気信号として出力し、被写体の像に対応したデジタル画像を生成する。デジタル画像は、例えばＨＤＤ(Hard Disk Drive)やメモリカード、光ディスク、磁気テープなどの記録媒体に記録することが可能である。なお、撮像装置が銀塩フィルムカメラのときは、像面ＩＰがフィルム面に相当する。

本実施形態のズームレンズをミラーレス一眼カメラ１００の交換レンズ１０１に適用した撮像装置の一例を図２に示す。図２に示すミラーレス一眼カメラ１００において、本実施形態のズームレンズにより構成される交換レンズ１０１は、カメラ本体１０２に対して着脱自在に取り付けられている。また、カメラ本体１０２の内部には、本実施形態のズームレンズの像面ＩＰに対応した位置に固体撮像素子１０３が配置されている。

本実施形態のズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍（ズーミング）に際して、図１に示すように、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が大となり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が小となり、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔が小となり、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との空気間隔が小となるように、各レンズ群Ｇ１〜Ｇ５をそれぞれ光軸方向に移動させる。

すなわち、広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群Ｇ１〜Ｇ５のうち、第１レンズ群Ｇ１は、図１中の矢印ａで示すように、像面側から物体側へと移動する。一方、第２レンズ群Ｇ２は、図１中の矢印ｂで示すように、物体側から像面側へと移動する。一方、第３レンズ群Ｇ３は、図１中の矢印ｃで示すように、像面側から物体側へと移動する。一方、第４レンズ群Ｇ４は、図１中の矢印ｄで示すように、像面側から物体側へと移動する。

また、本実施形態のズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際して、図１中の矢印ｅで示すように、絞りＳＰを各レンズ群Ｇ１〜Ｇ５とは異なる軌跡で移動させることが好ましい。これにより、各焦点距離での入射瞳位置を制御し易くなり、第１レンズ群Ｇ１の径の小型化が容易となる。

本実施形態のズームレンズでは、無限遠物体から近距離物体への合焦（フォーカシング）を行う際に、図１中の矢印ｆ１，ｆ２で示すように、第５レンズ群Ｇ５が物体側から像面側へと移動する。なお、図１中に破線で示す矢印ｇ１は、無限遠離物体に合焦しているときの広角端から望遠端への第５レンズ群Ｇ５の移動軌跡を示している。一方、図１中に実線で示す矢印ｇ２は、近距離物体に合焦しているときの広角端から望遠端への第５レンズ群Ｇ５の移動軌跡を示している。

本実施形態のズームレンズでは、図１中の矢印ｈで示すように、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂを光軸Ｏと交差（具体的には直交）する面内で移動させる。これにより、像面ＩＰに結像される像を光軸Ｏに垂直な方向にシフトし、手振れ等の振動に起因した像振れを光学的に補正することが可能となっている。

なお、像振れ補正時にレンズを光軸Ｏと直交する方向に移動させる場合、像面ＩＰに結像される像を光軸Ｏに垂直な方向にシフトさせるのに十分な移動量を確保できれば、光軸Ｏと直交する方向からずれていたとしても、像振れ補正（防振）を行うことが可能である。

本実施形態のズームレンズでは、広角側において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔を狭くし、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔を広くする共に、第２レンズ群Ｇ２を物体側から順に負レンズＬ３と負レンズＬ４と正レンズＬ５とを含む構成とすることで、広角化に有利なレトロフォーカス型の屈折力の配置とし易くなる。一方、望遠側において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔を広くし、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔を狭くすることで、望遠化に有利なテレフォト型の屈折力の配置へと近づけることができ、ズーム全域での収差補正を容易にしている。

また、本実施形態のズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍の際に、第３レンズ群Ｇと第４レンズ群Ｇ４との空気間隔を小とし、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との空気間隔を小とすることで、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５とを増変倍群として、変倍比の確保が容易となっている。

また、本実施形態のズームレンズでは、第５レンズ群Ｇ５の像面側には増変倍群が無いため、この第５レンズ群Ｇ５をフォーカス群とすることで、フォーカス敏感度(ピント移動量／レンズ群移動量)の抑制が容易となり、精密なフォーカシングが可能となっている。

また、本実施形態のズームレンズでは、第３レンズ群Ｇ３を正の第３ａレンズ群Ｇ３ａと負の第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとに分割し、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂを光軸Ｏと直交する面内で移動させることで、撮像装置の振動等による像振れを補正している。この場合、正の第３ａレンズ群Ｇ３ａと負の第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとの屈折力をそれぞれ確保し易くなる。このため、正の第３ａレンズ群Ｇ３ａにより光束を十分に収斂することができ、像振れ補正時の移動量を少なくできるため、撮像装置の小型化が容易となる。

本実施形態のズームレンズでは、第５レンズ群Ｇ５の望遠端における横倍率をβ_５ｔとしたときに、下記条件式（１）の関係を満足することが好ましい。
０．５＜β_５ｔ＜０．９ …（１）

上記条件式（１）は、第５レンズ群Ｇ５の望遠端における横倍率β_５ｔを規定したものである。上記条件式（１）を満足することで、精密且つ迅速なフォーカシングが可能となる。

また、本実施形態のズームレンズでは、下記条件式（１）’の関係を満足することが更に好ましい。
０．６＜β_５ｔ＜０．８ …（１）’

本実施形態のズームレンズでは、第１〜第５レンズ群Ｇ１〜Ｇ５の焦点距離をそれぞれｆ_１〜ｆ_５、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとしたときに、下記条件式（２）〜（６）の関係を満足することが好ましい。
２．０＜ｆ_１／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜５．０ …（２）
０．５＜｜ｆ_２｜／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜１．０ …（３）
１．５＜ｆ_３／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜３．５ …（４）
０．５＜ｆ_４／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜１．２ …（５）
１．０＜｜ｆ_５｜／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜３．０ …（６）

上記条件式（２）〜（６）のうち、上記条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ_１を規定したものである。上記条件式（２）を満足することで、特に望遠側における球面収差の補正とＦナンバーの確保が両立できる。一方、上記条件式（３）は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ_２を規定したものである。上記条件式（３）を満足することで、特に広角側における負の歪曲収差の補正と変倍比の確保が両立できる。一方、上記条件式（４）は、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆ_３を規定したものである。上記条件式（４）を満足することで、特に望遠側における球面収差の補正とＦナンバーの確保が両立できる。一方、上記条件式（５）は、第４レンズ群Ｇ４の焦点距離ｆ_４を規定したものである。上記条件式（５）を満足することで、特に望遠側における球面収差の補正とＦナンバーの確保が両立できる。一方、上記条件式（６）は、第５レンズ群Ｇ５の焦点距離ｆ_５を規定したものである。上記条件式（６）を満足することで、特に望遠側における球面収差の補正とＦナンバーの確保が両立できる。

また、本実施形態のズームレンズでは、下記条件式（２）’〜（６）’の関係を満足することが更に好ましい。
２．５＜ｆ_１／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜４．０ …（２）’
０．６＜｜ｆ_２｜／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜０．８ …（３）’
２．０＜ｆ_３／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜３．０ …（４）’
０．７＜ｆ_４／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜１．０ …（５）’
１．５＜｜ｆ_５｜／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜２．５ …（６）’

本実施形態のズームレンズでは、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂの望遠端における横倍率をβ_ｆｔ、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂより像面側に位置する光学系の望遠端における横倍率β_ｆｒとしたときに、下記条件式（７）の関係を満足することが好ましい。
０．２＜｜（１−β_ｆｔ）×β_ｆｒ｜＜０．８ …（７）

上記条件式（７）は、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂの望遠端における横倍率β_ｆｔと、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂより像面側に位置する光学系の望遠端における横倍率β_ｆｒとを規定したものである。上記条件式（７）の上限を超えない範囲とすれば、像振れ補正時の偏心コマ収差の抑制が容易となる。一方、上記条件式（７）の下限を超えない範囲とすれば、像振れ補正時の第３ｂレンズ群Ｇ３ｂの移動量を少なくできるため、装置全体の小型化が容易となる。

また、本実施形態のズームレンズでは、下記条件式（７）’の関係を満足することが更に好ましい。
０．３＜｜（１−β_ｆｔ）×β_ｆｒ｜＜０．６ …（７）’

以上のような条件を満足する本実施形態のズームレンズでは、コンパクトでありながら広角域を含み、３倍程度の変倍比を有し、撮像装置の振動等による像振れを補正し、なお且つ、高精度なフォーカシングが可能となる。

なお、本発明は、上記実施形態のズームレンズに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１の物体側に、必要に応じて屈折力のあるレンズ群やコンバーターレンズ群などを配置することも可能である。

以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。

（実施例１）
実施例１の設計データに基づくズームレンズの構成を図３に示す。なお、図３において、（Ｗ）は広角端でのレンズ配置を示し、（Ｍ）は中間焦点位置でのレンズ配置を示し、（Ｔ）は望遠端でのレンズ配置を示す。

図３に示す実施例１のズームレンズは、上記図１に示すズームレンズと同様のレンズ構成を有し、上記図１に示すズームレンズと同様の変倍及び合焦、並びに像振れ補正のレンズ動作を行う。したがって、図３においては、上記図１に示すズームレンズと同等の部位については同じ符号を付すものとする。

実施例１のズームレンズの設計データについては、以下の表１Ａ〜表１Ｄに示すとおりである。

なお、表１Ａ中に示す面番号「ｉ（ｉは自然数を表す。）は、ズームレンズを構成する各レンズのうち、最も物体側に位置するレンズのレンズ面を１番目として、像面側に向かうに従い順次増加するレンズ面の番号を示している。
また、表１Ａ中に示すレンズ「ＬｊＲｋ（ｊは自然数、ｋは１又は２を表す。）」のうち、Ｌは、ズームレンズを構成する各レンズのうち、最も物体側に位置するレンズを１番目として、像面側に向かうに従い順次増加するレンズの番号を示している。一方、Ｒは、各レンズの物体側のレンズ面を１とし、像面側のレンズ面を２として示している。なお、「絞り」と「光学ブロック（平面）」についても併せて表記する。
また、表１Ａ中に示す「Ｒ」は、各面番号に対応したレンズ面の曲率半径［ｍｍ］（但し、Ｒの値が∞となる面は、その面が平面であることを示す。）を示している。
また、表１Ａ中に示す「Ｄ」は、物体側からｉ番目のレンズ面とｉ＋１番目のレンズ面との軸上面間隔［ｍｍ］を示し、可変となる場合は、広角端、中間焦点位置、望遠端での軸上面間隔［ｍｍ］を別表に示している。
また、表１Ａ中に示す「ｎｄ」は、各レンズの屈折率を示している。
また、表１Ａ中に示す「νｄ」は、各レンズのアッベ数を示している。

表１Ｂには、広角端（ｆ＝９．０６）、中間焦点位置（ｆ＝１４．６５）、望遠端（ｆ＝２６．７）における全系の焦点距離と、表１Ａ中に示す「Ｄ」のうち、軸上面間隔が可変となる場合（Ｄ１〜Ｄ６）の軸上面間隔［ｍｍ］とを示している。

表１Ｃには、非球面とされたレンズの面番号と、その非球面係数を示している。但し、実施例１のズームレンズでは、非球面とされたレンズが無いため、空欄としている。なお、非球面は、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にして、以下の非球面式Ｘにより表すことができる。なお、「Ｒ」は曲率半径、「Ｋ」はコーニック定数、「Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２」は非球面係数を表す。なお、非球面係数の数値における「Ｅ±ｍ」（ｍは整数を表す。）という表記は、「×１０±ｍ」を意味している。

表１Ｄには、（１）０．５＜β_５ｔ＜０．９、（２）２．０＜ｆ_１／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜５．０、（３）０．５＜｜ｆ_２｜／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜１．０、（４）１．５＜ｆ_３／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜３．５、（５）０．５＜ｆ_４／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜１．２、（６）１．０＜｜ｆ_５｜／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜３．０、（７）０．２＜｜（１−β_ｆｔ）×β_ｆｒ｜＜０．８の各条件式を示している。

以上のように構成される実施例１のズームレンズについて、広角端において無限遠物体に合焦しているときの諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図）を図４Ａ、中間焦点位置において無限遠物体に合焦しているときの諸収差図を図４Ｂ、望遠端において無限遠物体に合焦しているときの諸収差図を図４Ｃにそれぞれ示す。

また、広角端において近距離物体（−０．３５ｍ）に合焦しているときの諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図）を図５Ａ、中間焦点位置において近距離物体に合焦しているときの諸収差図を図５Ｂ、望遠端において近距離物体に合焦しているときの諸収差図を図５Ｃにそれぞれ示す。

なお、図４Ａ〜図４Ｃ及び図５Ａ〜図５Ｃに示す各球面収差図では、Ｃ線（波長約６５６ｎｍ）における球面収差を「符号Ｃ」、ｄ線（波長約５８８ｎｍ）における球面収差を「符号ｄ」、ｅ線（波長約５４６ｎｍ）における球面収差を「符号ｅ」、Ｆ線（青、波長約４８６ｎｍ）における球面収差を「符号Ｆ」、ｇ線（青、波長約４３６ｎｍ）における球面収差を「符号ｇ」でそれぞれ示している。
一方、図４Ａ〜図４Ｃ及び図５Ａ〜図５Ｃに示す各非点収差図では、各波長のサジタル光線に対する非点収差を「実線」、各波長のタンジェンシャル光線に対する非点収差を「破線」でそれぞれ示している。
一方、図４Ａ〜図４Ｃ及び図５Ａ〜図５Ｃに示す各歪曲収差図では、ｅ線における歪曲収差（ディストーション）を示している。

また、実施例１のズームレンズの像振れ補正（防振）時（０．３°）における無限遠合焦位置での横収差図を図６Ａ〜図６Ｃに示す。なお、図６Ａは、実施例１のズームレンズにおける広角端での横収差図を示す。図６Ｂは、実施例１のズームレンズにおける中間焦点位置での横収差図を示す。図６Ｃは、実施例１のズームレンズにおける望遠端での横収差図を示す。

また、図６Ａ〜図６Ｃにおいて、（ａ−１），（ａ−２），（ａ−３）は、それぞれ像高Ｙ＝１５．０（ｍｍ）、Ｙ＝−１５．０（ｍｍ）、Ｙ＝０（ｍｍ）におけるメリジオナルの横収差（ｍｍ）を示し、（ｂ−１），（ｂ−２），（ｂ−３）は、それぞれに対応するサジタルの横収差（ｍｍ）を示す。また、像振れ補正（防振）時の計算条件は、波長５４６．１ｎｍにおいて０．３度防振時である。

実施例１のズームレンズは、表１Ａ〜表１Ｄに示すように、上記本発明の条件を満たすものである。そして、この実施例１のズームレンズについては、図４Ａ〜図４Ｃ、図５Ａ〜図５Ｃ、及び図６Ａ〜図６Ｃに示すように、各収差が良好に補正されていることがわかる。

（実施例２）
実施例２の設計データに基づくズームレンズの構成を図７に示す。なお、図７に示す実施例２のズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１が、物体側から順に、物体側に凸とされたメニスカス形状の負レンズＬ１と、物体側に凸とされたメニスカス形状の正レンズＬ２とを有して構成される以外は、上記図１に示すズームレンズと同様のレンズ構成を有し、上記図１に示すズームレンズと同様の変倍及び合焦、並びに像振れ補正のレンズ動作を行う。したがって、図７においては、上記図１に示すズームレンズと同等の部位については同じ符号を付すものとする。

実施例２に示すズームレンズの設計データについては、以下の表２Ａ〜表２Ｄに示すとおりである。なお、表２Ａ〜表２Ｄの表記方法については、表１Ａ〜表１Ｄの場合と同様である。

以上のように構成される実施例２のズームレンズについて、広角端において無限遠物体に合焦しているときの諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図）を図８Ａ、中間焦点位置において無限遠物体に合焦しているときの諸収差図を図８Ｂ、望遠端において無限遠物体に合焦しているときの諸収差図を図８Ｃにそれぞれ示す。

また、広角端において近距離物体（−０．３５ｍ）に合焦しているときの諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図）を図９Ａ、中間焦点位置において近距離物体に合焦しているときの諸収差図を図９Ｂ、望遠端において近距離物体に合焦しているときの諸収差図を図９Ｃにそれぞれ示す。なお、図８Ａ〜図８Ｃ及び図９Ａ〜図９Ｃの表記方法については、図４Ａ〜図４Ｃ及び図５Ａ〜図５Ｃに示す場合と同様である。

また、実施例２のズームレンズの像振れ補正時における無限遠合焦位置での横収差図を図１０Ａ〜図１０Ｃに示す。なお、図１０Ａは、実施例２のズームレンズにおける広角端での横収差図を示す。図１０Ｂは、実施例２のズームレンズにおける中間焦点位置での横収差図を示す。図１０Ｃは、実施例２のズームレンズにおける望遠端での横収差図を示す。なお、図１０Ａ〜図１０Ｃの表記方法については、図６Ａ〜図６Ｃに示す場合と同様である。

実施例２のズームレンズは、表２Ａ〜表２Ｄに示すように、上記本発明の条件を満たすものである。そして、この実施例２のズームレンズについては、図８Ａ〜図８Ｃ、図９Ａ〜図９Ｃ、及び図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、各収差が良好に補正されていることがわかる。

Ｇ１…第１レンズ群 Ｇ２…第２レンズ群 Ｇ３…第３レンズ群 Ｇ３ａ…第３ａレンズ群 Ｇ３ｂ…第３ｂレンズ群 Ｇ４…第４レンズ群 Ｇ５…第５レンズ群 Ｌ１，Ｌ２…第１レンズ群を構成するレンズ Ｌ３〜Ｌ５…第２レンズ群を構成するレンズ Ｌ６，Ｌ７…第３ａレンズ群を構成するレンズ Ｌ８…第３ｂレンズ群を構成するレンズ Ｌ９…第４レンズ群を構成するレンズ Ｌ１０，Ｌ１１…第５レンズ群を構成するレンズ ＳＰ…絞り Ｇ…光学ブロック ＩＰ…像面 １００…ミラーレス一眼カメラ（撮像装置） １０１…交換レンズ（ズームレンズ） １０２…カメラ本体 １０３…固体撮像素子

Claims (10)

1. 物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群と、全体として負の屈折力を有する第５レンズ群とを備え、
   前記第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、負レンズと、正レンズとを含み、
   前記第３レンズ群は、物体側から順に、全体として正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、全体として負の屈折力を有する第３ｂレンズ群とを含み、
   広角端から望遠端への変倍の際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔が大となり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との空気間隔が小となり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との空気間隔が小となり、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との空気間隔が小となり、
   無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、前記第５レンズ群が物体側から像面側へと移動し、
   像振れを補正する際に、前記第３ｂレンズ群が光軸と交差する面内で移動することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記第５レンズ群の望遠端における横倍率をβ_５ｔとしたときに、
   ０．５＜β_５ｔ＜０．９
   の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 前記第１レンズ群は、１枚の正レンズと、１枚の負レンズとから構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
4. 前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群及び前記第５レンズ群は、何れも非球面を含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のズームレンズ。
5. 前記第５レンズ群は、１枚の正レンズと、１枚の負レンズとから構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のズームレンズ。
6. 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に絞りが配置され、
   前記絞りは、広角端から望遠端への変倍の際に、前記各レンズ群とは異なる移動軌跡となることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のズームレンズ。
7. 前記第１〜第５レンズ群の焦点距離をそれぞれｆ_１〜ｆ_５、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとしたときに、
   ２．０＜ｆ_１／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜５．０、
   ０．５＜｜ｆ_２｜／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜１．０、
   １．５＜ｆ_３／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜３．５、
   ０．５＜ｆ_４／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜１．２、
   １．０＜｜ｆ_５｜／（ｆｗ×ｆｔ）^１／２＜３．０
   の関係を満足することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のズームレンズ。
8. 前記第３ｂレンズ群の望遠端における横倍率をβ_ｆｔ、前記第３ｂレンズ群より像面側に位置する光学系の望遠端における横倍率β_ｆｒとしたときに、
   ０．２＜｜（１−β_ｆｔ）×β_ｆｒ｜＜０．８
   の関係を満足することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のズームレンズ。
9. 前記第５レンズ群は、少なくとも１つの空気間隔を有していること特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のズームレンズ。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載のズームレンズと、
    前記ズームレンズにより結像された像を撮像する固体撮像素子とを備える撮像装置。

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