JP6814931B2 - ズームレンズ系、ズームレンズ系を有する交換レンズ装置及びカメラシステム、ズームレンズ系を有する撮像装置 - Google Patents

Description

本開示は、ズームレンズ系、交換レンズ装置、カメラシステム及び撮像装置に関する。

レンズ交換式デジタルカメラシステム（以下、単に「カメラシステム」ともいう）は、高感度で高画質な画像を撮影することができ、フォーカシングや撮影後の画像処理が高速で、撮りたい場面に合わせて手軽に交換レンズ装置を取り替えることができる等の利点があり、近年急速に普及している。また光学像を変倍可能に形成するズームレンズ系を備えた交換レンズ装置は、レンズ交換をすることなく焦点距離を自在に変化させることができる。

交換レンズ装置に用いるズームレンズ系としては、従来より、広角端から望遠端まで高い光学性能を有するものが求められており、像ぶれ補正機能を有する多群構成のズームレンズ系が種々提案されている。

例えば、特許文献１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、負のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有し、少なくとも１枚の樹脂レンズを含む第４レンズ群と、第４レンズ群内に配置される開口絞りとを備える。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が単調に減少し、第４レンズ群の光軸方向の厚みと、広角端における全系の焦点距離の比が、特定範囲に設定されたズームレンズを開示している。

また、特許文献２は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負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レンズ群とからなり、第２レンズ群が、物体側から像側へと順に、物体側第２レンズ群と像側第２レンズ群とからなり、像側第２レンズ群が、光軸に対して垂直方向に移動して像ぶれを光学的に補正し、像側第２レンズ群の合成焦点距離と、広角端での全系の焦点距離の比が、特定範囲に設定されたズームレンズを開示している。

国際公開第２０１１／０９９２５０号 国際公開第２０１２／０８６１５３号

本開示は、像ぶれ補正に伴う光学像の歪みが良好に補正された像ぶれ補正機能を有しながら、小型で軽量なズームレンズ系、該ズームレンズ系を含む交換レンズ装置及びカメラシステム、該ズームレンズ系を含む撮像装置を提供する。

本開示におけ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、からなる。

第２レンズ群と、第３レンズ群の間に開口絞りを有する。

第３レンズ群は、物体側から像側へと順に、少なくとも、正パワーを有するレンズ素子Ｌ３ａと、正パワーを有するレンズ素子Ｌ３ｂと、負パワーを有するレンズ素子Ｌ３ｃと、正パワーを有するレンズ素子Ｌ３ｄと、を備える。

レンズ素子Ｌ３ｃとレンズ素子Ｌ３ｄは、互いに一方の光学面が接合されている。

レンズ素子Ｌ３ｂが光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して像ぶれを光学的に補正する。

無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングに際して、第４レンズ群が光軸に沿って移動する。

広角端から望遠端へのズーミングに際して、少なくとも、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群と、が光軸方向に移動する。

そして、下記の条件（１）および（２）を満足する。

０．２４＜ｆＬ３ｂ／ｆＧ３＜３．０ ・・・（１）
０．２０＜Ｄ３Ｇｍａｘ／Ｔ３Ｇ＜０．８ ・・・（２）
ここで、
ｆＬ３ｂ：レンズ素子Ｌ３ｂの焦点距離、
ｆＧ３ ：第３レンズ群の焦点距離、
Ｄ３Ｇｍａｘ ： 第３レンズ群に含まれる空気間隔であって、最大の空気間隔、
Ｔ３Ｇ ： 第３レンズ群の光軸上での厚み、
である。

本開示における交換レンズ装置は、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を含むカメラ本体と、カメラ本体のカメラマウント部を介して着脱自在な交換レンズ装置であって、物体の光学的な像を撮像素子に形成するズームレンズ系と、カメラマウント部と電気的および／または機械的に接続されるレンズマウント部とを備える。

本開示におけるカメラシステムは、ズームレンズ系を含む交換レンズ装置と、交換レンズ装置とカメラマウント部を介して着脱可能に接続され、ズームレンズ系が形成す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を含むカメラ本体と、を備える。

本開示における撮像装置は、物体の光学的な像を電気的な画像信号に変換し、変換された画像信号の表示及び記憶の少なくとも一方を行う撮像装置であって、物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、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。

本開示によれば、像ぶれ補正に伴う光学像の歪みが良好に補正された像ぶれ補正機能を有しながら、小型で軽量なズームレンズ系、該ズームレンズ系を含む交換レンズ装置及びカメラシステム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 数値実施例１に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 数値実施例１に係るズームレンズ系の近接合焦状態の縦収差図 数値実施例１に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図 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 数値実施例２に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 数値実施例２に係るズームレンズ系の近接合焦状態の縦収差図 数値実施例２に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図 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 数値実施例３に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 数値実施例３に係るズームレンズ系の近接合焦状態の縦収差図 数値実施例３に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図 実施の形態４に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムの概略構成図

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。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によ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、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

本開示において、レンズ群とは少なくとも１枚のレンズ素子で構成された群であり、レンズ群を構成するレンズ素子の種類、枚数、配置等に応じて、レンズ群ごとにパワー、合成焦点距離等が決定される。

（実施の形態１〜３）
図１、５、及び９は、各々実施の形態１〜３に係るズームレンズ系２０２Ａ〜２０２Ｃ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。なお、ズームレンズ系２０２Ａ〜２０２Ｃを総称してズームレンズ系２０２という場合がある。

図１、５、及び９の（ａ）は広角端（最短焦点距離状態：焦点距離ｆＷ）のレンズ構成、（ｂ）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）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、５、及び９の（ａ）と（ｂ）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、５、及び９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の際にレンズ群が移動する方向を表す。すなわち、図１、５、及び９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像側へ移動することを示している。

なお図１、５、及び９の（ａ）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、５、及び９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、５、及び９の（ａ）〜（ｃ）において、最も右側に記載された直線は、像面（撮像素子）Ｓの位置を表す。

実施の形態１〜３に係るズームレンズ系２０２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とを備える。

各実施の形態に係るズームレンズ系２０２では、ズーミングに際して、各レンズ群の間隔が変化する。すなわち、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔ｄ３、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔ｄ９、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔ｄ１７、及び第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔ｄ１９がいずれも変化するように、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、及び第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿った方向にそれぞれ移動する。

さらに、実施の形態１〜３に係るズームレンズ系２０２は、図１、５及び９に示すように、第７レンズ素子Ｌ７（レンズ素子Ｌ３ｂの一例）が、像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。

さらに、実施の形態１〜３に係るズームレンズ系２０２において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を有する負メニスカス形状の第１レンズ素子Ｌ１と、物体側に凸面を有する正メニスカス形状の第２レンズ素子Ｌ２と、からなる。第１レンズ素子Ｌ１と、第２レンズ素子Ｌ２は互いに光学面が接着材などで接合されている。

以下に、実施の形態ごとに具体的に説明する。

（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２０２Ａを表している。

ズームレンズ系２０２Ａの第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を有する負メニスカス形状の第３レンズ素子Ｌ３と、負のパワーを有する両凹形状の第４レンズ素子Ｌ４と、物体側に凸面を有する正メニスカス形状の第５レンズ素子Ｌ５と、からなる。

ズームレンズ系２０２Ａの第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両凸形状の第６レンズ素子Ｌ６（レンズ素子Ｌ３ａの一例）と、正のパワーを有する両凸形状の第７レンズ素子Ｌ７（レンズ素子Ｌ３ｂの一例）と、物体側に凸面を有する負メニスカス形状の第８レンズ素子Ｌ８（レンズ素子Ｌ３ｃの一例）と、正のパワーを有する両凸形状の第９レンズ素子Ｌ９（レンズ素子Ｌ３ｄの一例）と、からなる。第８レンズ素子Ｌ８と、第９レンズ素子Ｌ９は互いに光学面が接着材などで接合されている。第６レンズ素子Ｌ６は、その物体側の面が非球面である。第７レンズ素子Ｌ７は、その両面が非球面である。開口絞りＡは、第３レンズ群Ｇ３の最物体側に配置され、第３レンズ群Ｇ３と一体となって移動する。

ズームレンズ系２０２Ａの第４レンズ群Ｇ４は、負のパワーを有する両凹形状の第１０レンズ素子Ｌ１０からなる。

ズームレンズ系２０２Ａの第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へと順に、物体側に凹面を有する正メニスカス形状の第１１レンズ素子Ｌ１１と、正のパワーを有する両凸形状の第１２レンズ素子Ｌ１２と、からなる。第１１レンズ素子Ｌ１１は、その両面が非球面である。

ズームレンズ系２０２Ａ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は、物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は、像側に凸の軌跡を描いて移動し、第３レンズ群Ｇ３は、物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は、物体側へ移動し、第５レンズ群Ｇ５は、像面Ｓに対して固定されている。

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ｄ３が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔ｄ９が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔ｄ１７が変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔ｄ１９が増大するように、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、が光軸に沿ってそれぞれ移動する。

（実施の形態２）
図５は、実施の形態２に係るズームレンズ系２０２Ｂを表している。

ズームレンズ系２０２Ｂの第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を有する負メニスカス形状の第３レンズ素子Ｌ３と、負のパワーを有する両凹形状の第４レンズ素子Ｌ４と、物体側に凸面を有する正メニスカス形状の第５レンズ素子Ｌ５と、からなる。

ズームレンズ系２０２Ｂの第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両凸形状の第６レンズ素子Ｌ６（レンズ素子Ｌ３ａの一例）と、正のパワーを有する両凸形状の第７レンズ素子Ｌ７（レンズ素子Ｌ３ｂの一例）と、物体側に凸面を有する負メニスカス形状の第８レンズ素子Ｌ８（レンズ素子Ｌ３ｃの一例）と、正のパワーを有する両凸形状の第９レンズ素子Ｌ９（レンズ素子Ｌ３ｄの一例）と、からなる。第８レンズ素子Ｌ８と、第９レンズ素子Ｌ９は互いに光学面が接着材などで接合されている。第６レンズ素子Ｌ６は、その物体側の面が非球面である。第７レンズ素子Ｌ７は、その両面が非球面である。開口絞りＡは、第３レンズ群Ｇ３の最物体側に配置され、第３レンズ群Ｇ３と一体となって移動する。

ズームレンズ系２０２Ｂの第４レンズ群Ｇ４は、負のパワーを有する両凹形状の第１０レンズ素子Ｌ１０からなる。第１０レンズ素子Ｌ１０は、その両面が非球面である。

ズームレンズ系２０２Ｂの第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凹面を有する正メニスカス形状の第１１レンズ素子Ｌ１１からなる。

ズームレンズ系２０２Ｂ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は、像側に凸の軌跡を描いて移動し、第２レンズ群Ｇ２は、像側に凸の軌跡を描いて移動し、第３レンズ群Ｇ３は、物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は、物体側へ移動し、第５レンズ群Ｇ５は、像面Ｓに対して固定されている。

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ｄ３が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔ｄ９が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔ｄ１７が変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔ｄ１９が増大するように、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、が光軸に沿ってそれぞれ移動する。

（実施の形態３）
図９は、実施の形態３に係るズームレンズ系２０２Ｃを表している。

ズームレンズ系２０２Ｃの第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を有する負メニスカス形状の第３レンズ素子Ｌ３と、負のパワーを有する両凹形状の第４レンズ素子Ｌ４と、正のパワーを有する両凸形状の第５レンズ素子Ｌ５と、からなる。

ズームレンズ系２０２Ｃの第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を有する正メニスカス形状の第６レンズ素子Ｌ６（レンズ素子Ｌ３ａの一例）と、正のパワーを有する両凸形状の第７レンズ素子Ｌ７（レンズ素子Ｌ３ｂの一例）と、負のパワーを有する両凹形状の第８レンズ素子Ｌ８（レンズ素子Ｌ３ｃの一例）と、正のパワーを有する両凸形状の第９レンズ素子Ｌ９（レンズ素子Ｌ３ｄの一例）と、からなる。第８レンズ素子Ｌ８と、第９レンズ素子Ｌ９とが接合されている。第７レンズ素子Ｌ７は、その両面が非球面である。開口絞りＡは、第３レンズ群Ｇ３の最物体側に配置され、第３レンズ群Ｇ３と一体となって移動する。

ズームレンズ系２０２Ｃの第４レンズ群Ｇ４は、負のパワーを有する両凹形状の第１０レンズ素子Ｌ１０からなる。第１０レンズ素子Ｌ１０は、その両面が非球面である。

ズームレンズ系２０２Ｃの第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を有する正メニスカス形状の第１１レンズ素子Ｌ１１からなる。

ズームレンズ系２０２Ｃ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は、物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は、像側に凸の軌跡を描いて移動し、第３レンズ群Ｇ３は、物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は、物体側へ移動し、第５レンズ群Ｇ５は、像面Ｓに対して固定されている。

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ｄ３が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔ｄ９が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔ｄ１７が変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔ｄ１９が増大するように、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、が光軸に沿ってそれぞれ移動する。

（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２０２のごときズームレンズ系が満足することが好ましい条件を説明する。なお、各実施の形態に係るズームレンズ系に対して、複数の好ましい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望ましい。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、を備える。

第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３の間に開口絞りＡを有する。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へと順に、少なくとも、正パワーを有するレンズ素子Ｌ３ａと、正パワーを有するレンズ素子Ｌ３ｂと、負パワーを有するレンズ素子Ｌ３ｃと、正パワーを有するレンズ素子Ｌ３ｄと、を備える。

レンズ素子Ｌ３ｃとレンズ素子Ｌ３ｄは、互いに一方の光学面が接合されている。

レンズ素子Ｌ３ｂが光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して像ぶれを光学的に補正する。

無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングに際して、第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って移動する。

撮影時の広角端から望遠端へのズーミングに際して、少なくとも、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、が光軸方向に移動する。

そして、下記の条件（１）を満足する。

０．２４＜ｆＬ３ｂ／ｆＧ３＜３．０ ・・・（１）
ここで、
ｆＬ３ｂ：レンズ素子Ｌ３ｂの焦点距離、
ｆＧ３ ：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離、
である。

条件（１）は、像ぶれを光学的に補正するレンズ素子Ｌ３ｂの焦点距離と、第３レンズ群Ｇ３との関係を規定する条件である。条件（１）の下限を下回ると、像ぶれ補正の際の偏心コマ収差、偏心非点収差が発生するとともに、像ぶれ補正に伴う歪曲の変動が大きくなる。逆に条件（１）の上限を上回ると、レンズ素子Ｌ３ｂの移動量が大きくなりすぎ、該レンズ素子Ｌ３ｂを移動させるためのアクチュエータも大きくなる。その結果、ズームレンズ及びそれを保持するレンズ鏡筒も大きくなってしまい、小型化が実現され得ない。

なお、さらに以下の条件（１ａ）及び（１ｂ）の少なくとも１つを満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。

０．３０＜ｆＬ３ｂ／ｆＧ３＜３．０ ・・・（１ａ）
０．２４＜ｆＬ３ｂ／ｆＧ３＜１．５ ・・・（１ｂ）
なお、さらに以下の条件（１ｃ）及び（１ｄ）の少なくとも１つを満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。

０．３５＜ｆＬ３ｂ／ｆＧ３＜３．０ ・・・（１ｃ）
０．２４＜ｆＬ３ｂ／ｆＧ３＜１．２ ・・・（１ｄ）
また、例えば、ズームレンズ系は、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、最像側に配置された第５レンズ群Ｇ５が像面に対して固定されるのが望ましい。

これにより、ズームレンズ系内への塵等の進入が充分に防御され得るという利点がある。またカム構成を少なくすることができるので、レンズ鏡筒の構成も簡単にすることができる。

また、例えば、ズームレンズ系は、以下の条件（２）を満足することが好ましい。

０．２０＜Ｄ３Ｇｍａｘ／Ｔ３Ｇ＜０．８ ・・・・（２）
ここで、
Ｄ３Ｇｍａｘ ： 第３レンズ群Ｇ３に含まれる空気間隔であって、最大の空気間隔、
Ｔ３Ｇ ： 第３レンズ群Ｇ３の光軸上での厚み、
である。

条件（２）は、第３レンズ群Ｇ３に含まれる空気間隔であって最大の空気間隔と、第３レンズ群Ｇ３の光軸上での厚みとの関係を規定する条件である。条件（２）の下限を下回ると、第３レンズ群Ｇ３の光軸上の厚みが増大するため、ズームレンズ系及びそれを保持するレンズ鏡筒も大きくなってしまい、小型化が実現され得ない。逆に条件（２）の上限を上回ると、第３レンズ群Ｇ３の光軸上の厚みに対する空気の割合が大きくなり過ぎ、収差補正に必要なレンズ素子の配置が困難となる。

なお、さらに以下の条件（２ａ）及び（２ｂ）の少なくとも１つを満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。

０．２３＜Ｄ３Ｇｍａｘ／Ｔ３Ｇ＜０．８ ・・・（２ａ）
０．２０＜Ｄ３Ｇｍａｘ／Ｔ３Ｇ＜０．６ ・・・（２ｂ）
なお、さらに以下の条件（２ｃ）及び（２ｄ）の少なくとも１つを満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。

０．２５＜Ｄ３Ｇｍａｘ／Ｔ３Ｇ＜０．８ ・・・（２ｃ）
０．２０＜Ｄ３Ｇｍａｘ／Ｔ３Ｇ＜０．５ ・・・（２ｄ）
また、例えば、ズームレンズ系２０２は、第１レンズ群Ｇ１を２枚のレンズ素子で構成するのが望ましい。

これにより、第１レンズ群Ｇ１の光軸上の厚みを短く保ちつつ、広角端の非点収差、望遠端のコマ収差をなどの諸収差を良好に補正できる。

また、例えば、ズームレンズ系２０２は、第２レンズ群Ｇ２を３枚のレンズ素子で構成するのが望ましい。

これにより、第２レンズ群の光軸上の厚みを短く保ちつつ、広角端の非点収差、望遠端の球面収差、コマ収差をなどの諸収差を良好に補正できる。

また、例えば、ズームレンズ系２０２は、第４レンズ群Ｇ４を１枚のレンズ素子で構成するのが望ましい。

これにより、第４レンズ群の軽量化が可能となり、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、高速にフォーカシングすることが容易となる。また、第４レンズ群Ｇ４の光軸上の厚みを短くできるため、ズームレンズ系の小型化が可能である。

また、例えば、ズームレンズ系２０２は、レンズ素子Ｌ３ｂが樹脂レンズであるのが望ましい。

これにより、像ぶれ補正を行うレンズ素子の軽量化が可能となり、像ぶれ補正時にレンズ素子Ｌ３ｂを移動させるためのアクチュエータの簡素化、小型化が可能となる。

また、例えば、ズームレンズ系２０２は、第４レンズ群Ｇ４の少なくとも１枚のレンズ素子は、樹脂レンズで構成するのが望ましい。

これにより、フォーカシングを行うレンズ群の軽量化が可能となり、高速にフォーカシングすることが容易となる。

また、例えば、ズームレンズ系２０２は、広角端から望遠端へのズーミングの際に、開口絞りＡと第３レンズ群Ｇ３は一体となって移動するのが望ましい。

これにより、カム構成を少なくすることができるので、レンズ鏡筒の構成を簡単にすることができる。

（実施の形態４）
図１３は、実施の形態４に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムの概略構成図である。

本実施の形態４に係るレンズ交換式デジタルカメラシステム１００は、カメラ本体１０１と、カメラ本体１０１に着脱自在に接続される交換レンズ装置２０１と、を備える。

カメラ本体１０１は、交換レンズ装置２０１のズームレンズ系２０２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１０２と、撮像素子１０２によって変換された画像信号を表示するモニタ１０３と、カメラマウント部１０４とを含む。

交換レンズ装置２０１は、実施の形態１〜３いずれかに係るズームレンズ系２０２と、ズームレンズ系２０２を保持するレンズ鏡筒２０３と、カメラ本体１０１のカメラマウント部１０４に接続されるレンズマウント部２０４とを含む。カメラマウント部１０４及びレンズマウント部２０４は、物理的な接続のみならず、カメラ本体１０１内のコントローラ（図示せず）と交換レンズ装置２０１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。なお、図１３においては、ズームレンズ系２０２として実施の形態１に係るズームレンズ系２０２Ａを用いた場合を図示している。

ズームレンズ系２０２は、レンズ鏡筒２０３内のレンズ枠によって保持されるズームレンズ（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）からなる。

ズームレンズはレンズ枠によってレンズ鏡筒２０３に保持されている。

交換レンズ装置２０１内のコントローラは、ズーミングの際に、アクチュエータ（図示せず）を制御し、レンズ枠を介して、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、を移動させる。

以上のように、本実施の形態において、交換レンズ装置２０１は、実施の形態１〜３いずれかに係るズームレンズ系２０２を有する。

これにより、コンパクトで結像性能に優れた交換レンズ装置を低コストで実現することができる。また、カメラシステム１００全体の小型化及び低コスト化も達成することができる。

（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１〜４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。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

実施の形態１〜３に係るズームレンズ系は、実施の形態４に係るレンズ交換式デジタルカメラシステム１００から、カメラマウント部１０４、レンズマウント部２０４を取り除き、カメラ本体１０１と交換レンズ装置２０１を一体にすれば、コンパクトデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置にも適応できる。この場合、撮像素子１０２によって変換された画像信号によってモニタ１０３に画像を表示したり、画像信号をメモリ（図示せず）に記録することができる。

実施の形態１〜３に係るズームレンズ系は、全てのズーミング域を使用する必要はない。すなわち、所望のズーミング域に応じて、光学性能が確保されている範囲を切り出し、後述の対応する数値実施例１〜３で説明するズームレンズ系よりも低倍率のズームレンズ系として使用してもよい。

実施の形態１〜３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、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、レンズ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よい。

実施の形態１〜３に係るズームレンズ系を構成している各レンズ群は、入射光線を屈折により偏向させる屈折型レンズ素子（すなわち、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ素子）のみで構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、回折により入射光線を偏向させる回折型レンズ素子、回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ素子、入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ素子等で、各レンズ群を構成してもよい。特に、屈折・回折ハイブリッド型レンズ素子において、屈折率の異なる媒質の界面に回折構造を形成すると、回折効率の波長依存性が改善されるので、好ましい。

（数値実施例）
以下、実施の形態１〜３に係るズームレンズ系２０２Ａ〜２０２Ｃ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、ｖｄ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、６、及び１０は、各々数値実施例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。

また図３、７、及び１１は、各々数値実施例１〜３に係るズームレンズ系の近接合焦状態の縦収差図である。なお、数値実施例１〜３における物体距離は、２５０ｍｍである。

各縦収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間位置、（ｃ）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）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４、８及び１２は、各々数値実施例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に対応し、下側３つの収差図は、レンズ素子Ｌ３ｂ（数値実施例１〜３：第７レンズ素子Ｌ７）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対応する。

基本状態の３つの横収差図のうち、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３つの横収差図のうち、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）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の光軸とレンズ素子Ｌ３ｂの光軸とを含む平面としている。

なお、各数値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レンズ素子Ｌ３ｂ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。

数値実施例１ ０．１５１ｍｍ
数値実施例２ ０．２１９ｍｍ
数値実施例３ ０．０９２ｍｍ
撮影距離が無限遠で望遠端において、ズームレンズ系が０．３°だけ傾いた場合の像偏心量は、レンズ素子Ｌ３ｂ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、０．３°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〜Ｄに、近接合焦状態での各種データを表４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）

（近接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５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５に、非球面データを表６に、無限遠合焦状態での各種データを表７Ａ〜Ｄに、近接合焦状態での各種データを表８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）

（近接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９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９に、非球面データを表１０に、無限遠合焦状態での各種データを表１１Ａ〜Ｄに、近接合焦状態での各種データを表１２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）

（近接合焦状態での各種データ）

（条件の対応値）
以下の表１３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、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
Ｓ 像面（撮像素子）
１００ レンズ交換式デジタルカメラシステム（カメラシステム）
１０１ カメラ本体
１０２ 撮像素子
１０３ モニタ
１０４ カメラマウント部
２０１ 交換レンズ装置
２０２，２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ ズームレンズ系
２０３ レンズ鏡筒
２０４ レンズマウント部

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、
   前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に開口絞りを有し、
   前記第３レンズ群は、物体側から像側へと順に、少なくとも、
   正のパワーを有するレンズ素子Ｌ３ａと、
   正のパワーを有するレンズ素子Ｌ３ｂと、
   負のパワーを有するレンズ素子Ｌ３ｃと、
   正のパワーを有するレンズ素子Ｌ３ｄと、
   を有し、
   前記レンズ素子Ｌ３ｃと前記レンズ素子Ｌ３ｄは、互いに一方の光学面が接合され、
   前記レンズ素子Ｌ３ｂが光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して像ぶれを光学的に補正し、
   無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングに際して、前記第４レンズ群が光軸に沿って移動し、
   広角端から望遠端へのズーミングに際して、少なくとも、
   前記第１レンズ群と、
   前記第２レンズ群と、
   前記第３レンズ群と、
   前記第４レンズ群と、
   が光軸方向に移動し、
   下記の条件（１）および（２）を満足するズームレンズ系：
   ０．２４＜ｆＬ３ｂ／ｆＧ３＜３．０ ・・・（１）
   ０．２０＜Ｄ３Ｇｍａｘ／Ｔ３Ｇ＜０．８ ・・・（２）
   ここで、
   ｆＬ３ｂ：前記レンズ素子Ｌ３ｂの焦点距離、
   ｆＧ３ ：前記第３レンズ群の焦点距離、
   Ｄ３Ｇｍａｘ ： 前記第３レンズ群に含まれる空気間隔であって、最大の空気間隔、
   Ｔ３Ｇ ： 前記第３レンズ群の光軸上での厚み、
   である。
2. 広角端から望遠端へのズーミングの際に、前記第５レンズ群が像面に対して固定されている、請求項１に記載のズームレンズ系。
3. 前記第１レンズ群が、２枚のレンズ素子から構成されている、
   請求項１または２のいずれかに記載のズームレンズ系。
4. 前記第２レンズ群が、３枚のレンズ素子から構成されている、
   請求項１から３のいずれかに記載のズームレンズ系。
5. 前記第４レンズ群が、１枚のレンズ素子から構成されている、
   請求項１から４のいずれかに記載のズームレンズ系。
6. 前記レンズ素子Ｌ３ｂが樹脂レンズである、
   請求項１から５のいずれかに記載のズームレンズ系。
7. 前記第４レンズ群が少なくとも１枚の樹脂レンズを有する、
   請求項１から６のいずれかに記載のズームレンズ系。
8. 広角端から望遠端へのズーミングの際に、前記開口絞りが前記第３レンズ群と一体となって移動する、
   請求項１から７のいずれかに記載のズームレンズ系。
9. 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を含むカメラ本体と、前記カメラ本体のカメラマウント部を介して着脱自在な交換レンズ装置であって、
   該交換レンズ装置は、
   物体の光学像を前記撮像素子に形成するズームレンズ系と、
   前記カメラマウント部と電気的および／または機械的に接続されるレンズマウント部と、
   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、
   前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に開口絞りを有し、
   前記第３レンズ群は、物体側から像側へと順に、少なくとも、
   正のパワーを有するレンズ素子Ｌ３ａと、
   正のパワーを有するレンズ素子Ｌ３ｂと、
   負のパワーを有するレンズ素子Ｌ３ｃと、
   正のパワーを有するレンズ素子Ｌ３ｄと、
   を有し、
   前記レンズ素子Ｌ３ｃと前記レンズ素子Ｌ３ｄは、互いに一方の光学面が接合され、
   前記レンズ素子Ｌ３ｂが光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して像ぶれを光学的に補正し、
   無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングに際して、前記第４レンズ群が光軸に沿って移動し、
   広角端から望遠端へのズーミングに際して、少なくとも、
   前記第１レンズ群と、
   前記第２レンズ群と、
   前記第３レンズ群と、
   前記第４レンズ群と、
   が光軸方向に移動し、
   前記ズームレンズ系は下記の条件（１）および（２）を満足し、
   ０．２４＜ｆＬ３ｂ／ｆＧ３＜３．０ ・・・（１）
   ０．２０＜Ｄ３Ｇｍａｘ／Ｔ３Ｇ＜０．８ ・・・（２）
   ここで、
   ｆＬ３ｂ：前記レンズ素子Ｌ３ｂの焦点距離、
   ｆＧ３ ：前記第３レンズ群の焦点距離、
   Ｄ３Ｇｍａｘ ： 前記第３レンズ群に含まれる空気間隔であって、最大の空気間隔、
   Ｔ３Ｇ ： 前記第３レンズ群の光軸上での厚み、
   である、交換レンズ装置。
10. 請求項９に記載の交換レンズ装置と、
    前記カメラ本体と、
    を備える、カメラシステム。
11. 物体の光学的な像を電気的な画像信号に変換し、変換された画像信号の表示及び記憶の少なくとも一方を行う撮像装置であって、
    物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、
    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、
    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、
    前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に開口絞りを有し、
    前記第３レンズ群は、物体側から像側へと順に、少なくとも、
    正のパワーを有するレンズ素子Ｌ３ａと、
    正のパワーを有するレンズ素子Ｌ３ｂと、
    負のパワーを有するレンズ素子Ｌ３ｃと、
    正のパワーを有するレンズ素子Ｌ３ｄと、
    を有し、
    前記レンズ素子Ｌ３ｃと前記レンズ素子Ｌ３ｄは、互いに一方の光学面が接合され、
    前記レンズ素子Ｌ３ｂが光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して像ぶれを光学的に補正し、
    無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングに際して、前記第４レンズ群が光軸に沿って移動し、
    撮影時の広角端から望遠端へのズーミングに際して、少なくとも、
    前記第１レンズ群と、
    前記第２レンズ群と、
    前記第３レンズ群と、
    前記第４レンズ群と、
    が光軸方向に移動し、
    前記ズームレンズ系は下記の条件（１）および（２）を満足し、
    ０．２４＜ｆＬ３ｂ／ｆＧ３＜３．０ ・・・（１）
    ０．２０＜Ｄ３Ｇｍａｘ／Ｔ３Ｇ＜０．８ ・・・（２）
    ここで、
    ｆＬ３ｂ：前記レンズ素子Ｌ３ｂの焦点距離、
    ｆＧ３ ：前記第３レンズ群の焦点距離、
    Ｄ３Ｇｍａｘ ： 前記第３レンズ群に含まれる空気間隔であって、最大の空気間隔、
    Ｔ３Ｇ ： 前記第３レンズ群の光軸上での厚み、
    である、撮像装置。
    

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