JP2015064492A - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

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理樹 丸山
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正晴 細井
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Abstract

【課題】小型でありながら大型の撮像素子に対応し、動画撮影に適した高速のフォーカシングが可能で、かつ、高い結像性能を確保できる撮像装置を提供する。【解決手段】物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とが配置され、焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群の空気間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が変化し、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が変化するように、全てのレンズ群が光軸方向へ移動され、以下の条件式（１）を満足する。（１）１．０＜β５ｗ≰４．０但し、β５ｗ：広角端における第５レンズ群の横倍率とする。【選択図】図１

Description

本技術は物体側から像側へ順に正負正負負の屈折力配置にされた５群構成のズームレンズ及び撮像装置の技術分野に関する。
特開２００９−１７５３２４号公報 特開２００９−２４４４４５号公報 特開平１−２５２９１５号公報
従来より、カメラ等の撮像装置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が用いられ、撮像素子の面上に形成された被写体像を各光電変換素子によって電気的出力に変換して記録する方法が知られている。
また、近年の微細加工技術の進歩に伴い、中央演算処理装置（ＣＰＵ）の高速化や記憶媒体の高集積化が進み、大容量の画像データが高速処理可能になった。一方、受光素子においても高集積化及び小型化が図られ、高集積化によってより高い空間周波数の記録が可能になり、受光素子の小型化に伴うカメラの全体の小型化も可能になった。
一方、近年、普及が著しいミラーレスカメラシステムと称されるカメラ本体内にミラーボックスを持たない撮像装置においては、通常、従来の一眼レフカメラシステムに比べて大幅に短いフランジバックが採用されており、カメラ本体がより小型に設計されるようになっている。
このような背景から、近年のレンズ交換式デジタルカメラシステムの交換レンズに対しては、上記した受光素子の高い空間周波数に応じた高い結像性能と、カメラの小型化に合わせたレンズの小型化の要請が高い。
また、近年のレンズ交換式デジタルカメラシステムにおいては動画撮影が可能であり、動画撮影中の被写体の追跡に適した高速のフォーカシングが可能な軽量のフォーカスレンズ群が求められている。
レンズ交換式カメラの交換レンズに用いられるズームレンズは、近年においては三つ以上のレンズ群を移動させる多群のズームレンズが主流である。一般に、多群のズームレンズは各レンズ群の変倍に伴う相対位置の変化の自由度が高く、収差補正上有利である。また、各レンズ群に変倍作用を分散させることにより、高倍率化や変倍時の各レンズ群の移動量の抑制を行い易いと言う長所も有している。
このような多群のズームレンズとしては、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載された５群構成のズームレンズがある。
特許文献１及び特許文献２に記載されたズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有する第４レンズ群と正の屈折力を有する第５レンズ群とによって構成されている。
ところが、特許文献１及び特許文献２に記載されたズームレンズのように、光学系の最終レンズ群である第５レンズ群が正の屈折力を有するレンズ群によって構成された場合には、射出瞳が像面から遠去かり、第５レンズ群及び光学系全体の径が大きくなる。通常、交換レンズにおいては、最終レンズ群が配置される鏡筒の後部に基板やマウント等の機構が配置されるため、最終レンズ群のレンズ径が大きくなると鏡筒の大型化を来してしまう。
このような場合に、射出瞳の距離によっては光学系のバックフォーカスを大きくすることにより最終レンズ群のレンズ径を小さくすることが可能な場合もあるが、バックフォーカスを大きくすると光軸方向における全長の短縮化が困難になり、結果的にズームレンズの小型化が困難になってしまう。
上記したように、特許文献１及び特許文献２に記載されたタイプのズームレンズにあっては、特に、ミラーレスの交換レンズシステムのような小型の鏡筒で大型の撮像素子に対応する光学系の設計において支障を来してしまう。
また、光学系全体の径が大きくなるためフォーカスレンズ群の重量が大きくなり、フォーカシングの高速化に適さないと言う不都合もある。
一方、第５レンズ群が負の屈折力を有し、物体側から像側へ順に正負正負負の構成にされたズームレンズが存在する（例えば、特許文献３の実施例７参照）。
しかしながら、特許文献３の実施例７として示されたズームレンズにあっては、第５レンズ群の負の屈折力が小さく、小型化を確保した上で十分に大型の撮像素子を用いることが困難である。
そこで、本技術ズームレンズ及び撮像装置は、小型でありながら大型の撮像素子に対応し、動画撮影に適した高速のフォーカシングが可能であり、かつ、高い結像性能を確保することを目的とする。
第１に、ズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群とが配置され、焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が変化するように、全ての前記レンズ群が光軸方向へ移動され、以下の条件式（１）を満足するものである。
（１）１．０＜β５ｗ≦４．０
但し、
β５ｗ：広角端における第５レンズ群の横倍率
とする。
これにより、第５レンズ群の負の屈折力により第５レンズ群の通過後の軸外光束が高い像高まで跳ね上げられ、また、条件式（１）により光学系の射出光の像面入射角が小さくなる。
第２に、上記したズームレンズにおいては、前記第４レンズ群が以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）０．７＜（Ｒ４ｆ＋Ｒ４ｒ）／（Ｒ４ｆ−Ｒ４ｒ）≦３．０
但し、
Ｒ４ｆ：第４レンズ群の最も物体側の面の曲率半径
Ｒ４ｒ：第４レンズ群の最も像側の面の曲率半径
とする。
これにより、第４レンズ群の最も物体側の面と最も像側の面とが曲率過剰な凹面にならないため、これらの各面を通過する軸外マージナル光線の入射角度が大きくならない。
第３に、上記したズームレンズにおいては、前記第４レンズ群が光軸方向へ移動されることにより物体距離の変化に伴う結像位置の変動を補正することが望ましい。
これにより、光束径が小さく外部に露出しない第４レンズ群がフォーカスレンズ群として機能する。
第４に、上記したズームレンズにおいては、前記第４レンズ群が１枚の負レンズ又は一つの接合レンズによって構成されることが望ましい。
これにより、第４レンズ群が軽量化される。
第５に、上記したズームレンズにおいては、変倍に際し前記第３群レンズ群と前記第５レンズ群が光軸方向へ一体になって移動されることが望ましい。
これにより、構造が簡素になる。
第６に、上記したズームレンズにおいては、前記第４レンズ群が少なくとも１面の非球面を有することが望ましい。
これにより、少ないレンズ枚数でフォーカシングに伴う収差変動が抑制される。
第７に、上記したズームレンズにおいては、前記第３レンズ群が複数のレンズによって構成され、前記第３レンズ群の一部のレンズが光軸方向に垂直な方向へ移動されて像のぶれ補正が行われることが望ましい。
これにより、ぶれ補正群が小径化及び軽量化される。
第８に、上記したズームレンズにおいては、光軸方向に垂直な方向へ移動される前記第３レンズ群の一部のレンズが少なくとも１面の非球面を有することが望ましい。
これにより、ぶれ補正時に当該レンズが光軸方向に垂直な方向へ移動されたときに、ぶれ補正群の各面に対する入射角の変化を補うような形状を当該レンズの面に形成することが可能になる。
撮像装置は、ズームレンズと前記ズームレンズ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、前記ズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群とが配置され、焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が変化するように、全ての前記レンズ群が光軸方向へ移動され、以下の条件式（１）を満足するものである。
（１）１．０＜β５ｗ≦４．０
但し、
β５ｗ：広角端における第５レンズ群の横倍率
とする。
これにより、ズームレンズにおいて、第５レンズ群の負の屈折力により第５レンズ群の通過後の軸外光束が高い像高まで跳ね上げられ、また、条件式（１）により光学系の射出光の像面入射角が小さくなる。
別のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群とが配置され、焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化するように、前記各レンズ群が光軸方向へ移動され、以下の条件式（３）を満足するものである。
（３）１．０１８＜β５ｗ≦４．０
但し、
β５ｗ：広角端における第５レンズ群の横倍率
とする。
これにより、第５レンズ群の負の屈折力により第５レンズ群の通過後の軸外光束が高い像高まで跳ね上げられ、また、条件式（１）により光学系の射出光の像面入射角が小さくなる。
別の撮像装置は、ズームレンズと前記ズームレンズ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、物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群とが配置され、焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化するように、前記各レンズ群が光軸方向へ移動され、以下の条件式（３）を満足するものである。
（３）１．０１８＜β５ｗ≦４．０
但し、
β５ｗ：広角端における第５レンズ群の横倍率
とする。
これにより、ズームレンズにおいて、第５レンズ群の負の屈折力により第５レンズ群の通過後の軸外光束が高い像高まで跳ね上げられ、また、条件式（１）により光学系の射出光の像面入射角が小さくなる。
本技術によれば、小型でありながら大型の撮像素子に対応し、動画撮影に適した高速のフォーカシングが可能であり、かつ、高い結像性能を確保することができる。
図２乃至図１９と共に本技術ズームレンズ及び撮像装置の実施の形態を示すものであり、本図は、ズームレンズの第１の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 第１の実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例における広角端の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 第１の実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例における中間焦点距離の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 第１の実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例における望遠端の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 第１の実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例における広角端の横収差図である。 第１の実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例における望遠端の横収差図である。 ズームレンズの第２の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 第２の実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例における広角端の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 第２の実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例における中間焦点距離の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 第２の実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例における望遠端の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 第２の実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例における広角端の横収差図である。 第２の実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例における望遠端の横収差図である。 ズームレンズの第３の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 第３の実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例における広角端の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 第３の実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例における中間焦点距離の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 第３の実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例における望遠端の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 第３の実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例における広角端の横収差図である。 第３の実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例における望遠端の横収差図である。 撮像装置の一例を示すブロック図である。
以下に、本技術ズームレンズ及び撮像装置を実施するための形態について説明する。
［ズームレンズの構成］
本技術ズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有し単レンズのみから成る第４レンズ群と負の屈折力を有する第５レンズ群とによって構成されている。
このように本技術ズームレンズは、第５レンズ群が負の屈折力を有するレンズ群とされているため、第５レンズ群の負の屈折力により第５レンズ群の通過後の軸外光束が高い像高まで跳ね上げられ、第５レンズ群を含む光学系全体の径が抑制され、小型でありながら大型の撮像素子に対応させることができる。
また、光学系全体の径が抑制されるため、フォーカスレンズ群も小型化を図ることが可能であると共にフォーカスレンズ群を通過する光線の高さが低くなるため収差発生が抑制されてより少ない枚数でフォーカスレンズ群を構成することが可能である。従って、動画撮影に適する高速のフォーカシングを行うことができる。
本技術ズームレンズは、焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群の空気間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が変化し、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が変化するように、全てのレンズ群が光軸方向へ移動される。
さらに、本技術ズームレンズは、以下の条件式（１）を満足する。
（１）１．０＜β５ｗ≦４．０
但し、
β５ｗ：広角端における第５レンズ群の横倍率
とする。
条件式（１）は、第５レンズ群の広角端における倍率について適切な範囲を規定した式である。
条件式（１）の上限を上回ると、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約を満足することが困難になる。また、光学系の射出光の像面入射角が大きくなり、撮像素子の受光部の指向性との適合が困難になる。
逆に、条件式（１）の下限を下回ると、横倍率が１以下になるため、軸外光線を跳ね上げる作用がなくなってしまう。
従って、ズームレンズが条件式（１）を満足することにより、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約を満足することができ、また、光学系の射出光の像面入射角が小さくなり、撮像素子の受光部の指向性との良好な適合性を確保することができ、高い結像性能を確保することもできる。
尚、ズームレンズにおいて、より良好な光学性能を得るために、以下の条件式（１）´を満足することが望ましい。
（１）´１．０＜β５ｗ≦３．０
ズームレンズが条件式（１）´を満足することにより、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約を十分に満足することができ、また、光学系の射出光の像面入射角が小さくなり、撮像素子の受光部の指向性とのより良好な適合性を確保することができる。
また、ズームレンズにおいて、一層良好な光学性能を得るために、以下の条件式（１）´´を満足することが望ましい。
（１）´´１．０＜β５ｗ≦２．０
ズームレンズが条件式（１）´´を満足することにより、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約をより十分に満足することができ、また、光学系の射出光の像面入射角が小さくなり、撮像素子の受光部の指向性との一層良好な適合性を確保することができる。
さらに、ズームレンズにおいて、より一層良好な光学性能を得るために、以下の条件式（１）´´´を満足することが望ましい。
（１）´´´１．０１８＜β５ｗ≦１．５
ズームレンズが条件式（１）´´´を満足することにより、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約をより一層十分に満足することができ、また、光学系の射出光の像面入射角が小さくなり、撮像素子の受光部の指向性とのより一層良好な適合性を確保することができる。
本技術の一実施形態によるズームレンズにあっては、第４レンズ群が以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）０．７＜（Ｒ４ｆ＋Ｒ４ｒ）／（Ｒ４ｆ−Ｒ４ｒ）≦３．０
但し、
Ｒ４ｆ：第４レンズ群の最も物体側の面の曲率半径
Ｒ４ｒ：第４レンズ群の最も像側の面の曲率半径
とする。
条件式（２）は、第４レンズ群のシェイプファクターを規定する式である。
条件式（２）の下限を下回ると、第４レンズ群の最も物体側の面が曲率の大きい凹面になり、当該面を通過する軸上マージナル光線の入射角度が大きくなるため、球面収差の抑制が困難になる。
逆に、条件式（２）の上限を上回ると、第４レンズ群の最も像側の面が曲率の大きい凹面になり、当該面を通過する軸外マージナル光線の入射角度が大きくなるため、コマ収差の抑制が困難になる。
従って、ズームレンズが条件式（２）を満足することにより、第４レンズ群の最も物体側の面と最も像側の面とが曲率過剰な凹面にならないため、これらの各面を通過する軸外マージナル光線の入射角度が大きくならず、球面収差及びコマ収差を良好に抑制することができる。
尚、ズームレンズにおいて、より良好な光学性能を得るために、以下の条件式（２）´を満足することが望ましい。
（２）´１．０＜（Ｒ４ｆ＋Ｒ４ｒ）／（Ｒ４ｆ−Ｒ４ｒ）≦２．５
ズームレンズが条件式（２）´を満足することにより、球面収差及びコマ収差を一層良好に抑制することができる。
本技術の一実施形態によるズームレンズにあっては、第４レンズ群が光軸方向へ移動されることにより物体距離の変化に伴う結像位置の変動を補正することが望ましい。
第４レンズ群が光軸方向へ移動されることにより物体距離の変化に伴う結像位置の変動を補正することにより第４レンズ群がフォーカスレンズ群として機能し、光束径が小さく外部に露出しない第４レンズ群をフォーカスレンズ群とすることにより、動画撮影に好適な軽量のフォーカスレンズ群を確保することができる。
本技術の一実施形態によるズームレンズにあっては、第４レンズ群が１枚の負レンズ又は一つの接合レンズによって構成されることが望ましい。
第４レンズ群が１枚の負レンズ又は一つの接合レンズによって構成されることにより、軽量化を図ることができる。
本技術の一実施形態によるズームレンズにあっては、変倍に際し第３群レンズ群と第５レンズ群が光軸方向へ一体になって移動されることが望ましい。
変倍に際し第３群レンズ群と第５レンズ群が光軸方向へ一体になって移動されることにより、構造の簡素化を図ることができる。
このような構成としては、例えば、第３レンズ群と第４レンズ群と第５レンズ群を光軸方向へ移動させるためのカム筒を一体に構成し、その中をフォーカスレンズ群である第４レンズ群が移動する構造にすることができる。これにより、小型化及び低コスト化が可能になる。また、レンズ群間の相対偏心敏感度が高くなる傾向があるこれらのレンズ群を、高い相対位置精度で組み立てることが可能になる。
本技術の一実施形態によるズームレンズにあっては、第４レンズ群が少なくとも１面の非球面を有することが望ましい。
第４レンズ群が少なくとも１面の非球面を有することにより、少ないレンズ枚数でフォーカシングに伴う収差変動を抑制し、動画撮影に好適な軽量のフォーカスレンズ群を確保することができると共にフォーカシングに伴う収差変動を抑制でき高い光学性能を確保することができる。
本技術の一実施形態によるズームレンズにあっては、第３レンズ群が複数のレンズによって構成され、第３レンズ群の一部のレンズが光軸方向に垂直な方向へ移動されて像のぶれ補正が行われることが望ましい。
第３レンズ群の一部のレンズを光軸方向に垂直な方向へ移動させて像のぶれ補正を行うことにより、ぶれ補正群を小径化及び軽量化してぶれ補正群を駆動するアクチュエーターを含むぶれ補正ユニットの小型化が可能になり、全体の小型化を図ることができる。
本技術の一実施形態によるズームレンズにあっては、光軸方向に垂直な方向へ移動される第３レンズ群の一部のレンズが少なくとも１面の非球面を有することが望ましい。
光軸方向に垂直な方向へ移動される第３レンズ群の一部のレンズが少なくとも１面の非球面を有することにより、ぶれ補正時に当該レンズが光軸方向に垂直な方向へ移動されたときに、ぶれ補正群の各面に対する入射角の変化を補うような形状を当該レンズの面に形成することが可能であるため、ぶれ補正時の光学性能の向上を図ることができる。
尚、上記には、第３レンズ群の一部のレンズがぶれ補正群とされた例を示したが、第４レンズ群又は第５レンズ群の全体又は一部のレンズをぶれ補正群として像のぶれ補正を行うことも可能である。
但し、第３レンズ群は最も光束径が小さくなるため、第３レンズ群をぶれ補正群とすることにより、ぶれ補正群を軽量化してぶれ補正時における高速化による画質の向上を図ることができる。一方、第４レンズ群又は第５レンズ群をぶれ補正群とすることにより、収差の変化が少なくなるため、ぶれ補正時の高性能化を図ることができる。
また、本技術ズームレンズにおいては、第３レンズ群の最も物体側のレンズを正レンズにし、その最も物体側の面を外周に近付くに従って負の成分が高くなるような非球面に形成することが望ましい。
第３レンズ群の最も物体側のレンズを正レンズにし、その最も物体側の面を外周に近付くに従って負の成分が高くなるような非球面に形成することにより、第３レンズ群において発生する球面収差を抑制した上で第３レンズ群の屈折力を強めることができるため、全長の短縮化を図ることができる。
さらに、第３レンズ群の屈折力が強いほど第４レンズ群以降の光線高さが低くなるため、第４レンズ群又は第５レンズ群をフォーカスレンズ群とすることによりフォーカスレンズ群の軽量化が可能になり、高速のフォーカシングを行うことができる。また、これにより、レンズ群を駆動するアクチュエーターを含めた駆動機構の小型化が可能になり、撮像装置の一層の小型化を図ることができる。
尚、本技術ズームレンズにおいては、第５レンズ群と像面の間にカバーガラスや光学フィルター等の光学部材を配置することも可能である。
［別のズームレンズの構成］
別の本技術ズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有し単レンズのみから成る第４レンズ群と負の屈折力を有する第５レンズ群とによって構成されている。
このように別の本技術ズームレンズは、第５レンズ群が負の屈折力を有するレンズ群とされているため、第５レンズ群の負の屈折力により第５レンズ群の通過後の軸外光束が高い像高まで跳ね上げられ、第５レンズ群を含む光学系全体の径が抑制され、小型でありながら大型の撮像素子に対応させることができる。
また、光学系全体の径が抑制されるため、フォーカスレンズ群も小型化を図ることが可能であると共にフォーカスレンズ群を通過する光線の高さが低くなるため収差発生が抑制されてより少ない枚数でフォーカスレンズ群を構成することが可能である。従って、動画撮影に適する高速のフォーカシングを行うことができる。
別の本技術ズームレンズは、焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群の空気間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が変化するように、各レンズ群が光軸方向へ移動される。
さらに、別の本技術ズームレンズは、以下の条件式（３）を満足する。
（３）１．０１８＜β５ｗ≦４．０
但し、
β５ｗ：広角端における第５レンズ群の横倍率
とする。
条件式（３）は、第５レンズ群の広角端における倍率について適切な範囲を規定した式である。
条件式（３）の上限を上回ると、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約を満足することが困難になる。また、光学系の射出光の像面入射角が大きくなり、撮像素子の受光部の指向性との適合が困難になる。
逆に、条件式（３）の下限を下回ると、横倍率が１．０１８以下になるため、軸外光線を跳ね上げる作用が乏しいか又はなくなってしまう。
従って、ズームレンズが条件式（３）を満足することにより、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約を満足することができ、また、光学系の射出光の像面入射角が小さくなり、撮像素子の受光部の指向性との良好な適合性を確保することができ、高い結像性能を確保することもできる。
尚、ズームレンズにおいて、より良好な光学性能を得るために、以下の条件式（３）´を満足することが望ましい。
（３）´１．０１８＜β５ｗ≦３．０
ズームレンズが条件式（３）´を満足することにより、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約を十分に満足することができ、また、光学系の射出光の像面入射角が小さくなり、撮像素子の受光部の指向性とのより良好な適合性を確保することができる。
また、ズームレンズにおいて、一層良好な光学性能を得るために、以下の条件式（３）´´を満足することが望ましい。
（３）´´１．０１８＜β５ｗ≦２．０
ズームレンズが条件式（３）´´を満足することにより、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約をより十分に満足することができ、また、光学系の射出光の像面入射角が小さくなり、撮像素子の受光部の指向性との一層良好な適合性を確保することができる。
さらに、ズームレンズにおいて、より一層良好な光学性能を得るために、以下の条件式（３）´´´を満足することが望ましい。
（３）´´´１．０１８＜β５ｗ≦１．５
ズームレンズが条件式（３）´´´を満足することにより、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約をより一層十分に満足することができ、また、光学系の射出光の像面入射角が小さくなり、撮像素子の受光部の指向性とのより一層良好な適合性を確保することができる。
［ズームレンズの数値実施例］
以下に、本技術ズームレンズの具体的な実施の形態及び実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例について、図面及び表を参照して説明する。
尚、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。
「面番号」は物体側から像側へ数えた第ｉ番目の面の面番号、「Ｒｉ」は第ｉ番目の面の近軸曲率半径、「ｄｉ」は第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面の間の軸上面間隔（レンズの中心の厚み又は空気間隔）、「ｎｉ」は第ｉ番目の面から始まるレンズ等のｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）における屈折率、「νｉ」は第ｉ番目の面から始まるレンズ等のｄ線におけるアッベ数を示す。
「面番号」に関し、「＊」は当該面が非球面であることを示し、「ＳＴＯ」は開口絞りであることを示し、「Ｒｉ」に関し「∞」は当該面が平面であることを示す。
「ｄｉ」に関し「ｄｎ（ｎは数字）」は可変間隔であることを示し、「Ｂｆ」はバックフォーカスであることを示す。
「κ」は円錐定数（コーニック定数）、「Ｃ４」、「Ｃ６」、「Ｃ８」、「Ｃ１０」はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数を示す。
「ｆ」はレンズ全系の焦点距離、「Ｆｎｏ」は開放ｆ値、「ω」は半画角を示す。
尚、以下の非球面係数を示す各表において、「Ｅ−ｎ」は１０を底とする指数表現、即ち、「１０のマイナスｎ乗」を表しており、例えば、「０．１２３４５Ｅ−０５」は「０．１２３４５×（１０のマイナス五乗）」を表している。
各実施の形態において用いられたズームレンズには、レンズ面が非球面に形成されたものがある。非球面形状は、「ｘ」をレンズ面の頂点からの光軸方向における距離（サグ量）、「ｙ」を光軸方向に垂直な方向における高さ（像高）、「ｃ」をレンズの頂点における近軸曲率（曲率半径の逆数）、「κ」を円錐定数（コーニック定数）、「Ｃ４」、「Ｃ６」、「Ｃ８」、「Ｃ１０」をそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数とすると、以下の数式１によって定義される。
Figure 2015064492
＜第１の実施の形態＞
図１は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズ１のレンズ構成を示している。
ズームレンズ１は変倍比が２．４倍にされている。
ズームレンズ１は１２枚のレンズを有し、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とが物体側から像側へ順に配置されている。
ズームレンズ１は、焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の空気間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の空気間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔が変化するように、全てのレンズ群が光軸方向へ移動される。
変倍に際しては、第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５が一体に光軸方向へ移動される。
ズームレンズ１は、第４レンズ群Ｇ４がフォーカシングに際して光軸方向へ移動されることにより無限遠から近距離までの焦点合わせを行うフォーカスレンズ群にされている。
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の屈折力を有する第１レンズＬ１と第１レンズＬ１の像側に位置され物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第２レンズＬ２とが接合されて成る接合レンズによって構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、両凹形状の負の屈折力を有する第４レンズＬ４と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第５レンズＬ５とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第６レンズＬ６と、両凸形状の正の屈折力を有する第７レンズＬ７と、両凹形状の負の屈折力を有する第８レンズＬ８と両凸形状の正の屈折力を有する第９レンズＬ９とが接合されて成る接合レンズと、両凸形状の正の屈折力を有する第１０レンズＬ１０とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第１１レンズＬ１１によって構成されている。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第１２レンズＬ１２によって構成されている。
第５レンズ群Ｇ５の像側には像面ＩＭＧが配置されている。
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間には開口絞りＳＴＯが配置されている。開口絞りＳＴＯは、変倍時に、第３レンズ群Ｇ３と一体に光軸方向へ移動される。
第３レンズ群Ｇ３の第７レンズＬ７はぶれ補正群（ぶれ補正レンズ）とされ、ぶれ補正時に光軸方向に垂直な方向へ移動される。
表１に、第１の実施の形態におけるズームレンズ１に具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデーターを示す。
Figure 2015064492
ズームレンズ１において、第２レンズ群Ｇ２の第３レンズＬ３の両面（第４面、第５面）と第３レンズ群Ｇ３の第６レンズＬ６の物体側の面（第１１面）と第３レンズ群Ｇ３の第７レンズＬ７の像側の面（第１４面）と第３レンズ群Ｇ３の第１０レンズＬ１０の両面（第１８面、第１９面）と第４レンズ群Ｇ４の第１１レンズＬ１１の両面（第２０面、第２１面）とは非球面に形成されている。数値実施例１における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０を円錐定数κと共に表２に示す。
Figure 2015064492
数値実施例１におけるレンズ全系の焦点距離ｆ、開放ｆ値Ｆｎｏ及び半画角ωを可変間隔とともに表３に示す。
Figure 2015064492
図２に数値実施例１の広角端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示し、図３に数値実施例１の中間焦点距離における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示し、図４に数値実施例１の望遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。
図２乃至図４には、球面収差において実線はｄ線（５８７．５６ｎｍ）、破線はｇ線（４３５．８４ｎｍ）の値を示し、非点収差において実線はｄ線のサジタル像面、破線はｄ線のメリディオナル像面の値を示し、歪曲収差においてｄ線の値を示す。
図５に数値実施例１の広角端における非防振時（非ぶれ補正時）と０．３°シフトされたときの防振時（ぶれ補正時）の横収差を示し、図６に数値実施例１の望遠端における非防振時（非ぶれ補正時）と０．３°シフトされたときの防振時（ぶれ補正時）の横収差を示す。
図５及び図６には、左側はメリディオナル（タンジェンシャル）像面、右側はサジタル像面の値を示し、一点鎖線はＣ線の値を示し、実線はｄ線の値を示し、点線はｇ線の値を示す。
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。
＜第２の実施の形態＞
図７は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズ２のレンズ構成を示している。
ズームレンズ２は変倍比が２．７倍にされている。
ズームレンズ２は１４枚のレンズを有し、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とが物体側から像側へ順に配置されている。
ズームレンズ２は、焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の空気間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の空気間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔が変化するように、全てのレンズ群が光軸方向へ移動される。
変倍に際しては、第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５が一体に光軸方向へ移動される。
ズームレンズ２は、第４レンズ群Ｇ４がフォーカシングに際して光軸方向へ移動されることにより無限遠から近距離までの焦点合わせを行うフォーカスレンズ群にされている。
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の屈折力を有する第１レンズＬ１と第１レンズＬ１の像側に位置され物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第２レンズＬ２とが接合されて成る接合レンズによって構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、両凹形状の負の屈折力を有する第４レンズＬ４と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第５レンズＬ５とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第６レンズＬ６と、両凸形状の正の屈折力を有する第７レンズＬ７と、両凹形状の負の屈折力を有する第８レンズＬ８と両凸形状の正の屈折力を有する第９レンズＬ９とが接合されて成る接合レンズと、両凸形状の正の屈折力を有する第１０レンズＬ１０とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第１１レンズＬ１１によって構成されている。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第１２レンズＬ１２と両凹形状の負の屈折力を有する第１３レンズＬ１３とが接合されて成る接合レンズと、物体側に凹面を向けた凹平形状の負の屈折力を有する第１４レンズＬ１４とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第５レンズ群Ｇ５の像側には像面ＩＭＧが配置されている。
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間には開口絞りＳＴＯが配置されている。開口絞りＳＴＯは、変倍時に、第３レンズ群Ｇ３と一体に光軸方向へ移動される。
第３レンズ群Ｇ３の第７レンズＬ７はぶれ補正群（ぶれ補正レンズ）とされ、ぶれ補正時に光軸方向に垂直な方向へ移動される。
表４に、第２の実施の形態におけるズームレンズ２に具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデーターを示す。
Figure 2015064492
ズームレンズ２において、第２レンズ群Ｇ２の第３レンズＬ３の両面（第４面、第５面）と第３レンズ群Ｇ３の第６レンズＬ６の両面（第１１面、第１２面）と第３レンズ群Ｇ３の第７レンズＬ７の像側の面（第１４面）と第３レンズ群Ｇ３の第１０レンズＬ１０の両面（第１８面、第１９面）と第４レンズ群Ｇ４の第１１レンズＬ１１の両面（第２０面、第２１面）とは非球面に形成されている。数値実施例２における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０を円錐定数κと共に表５に示す。
Figure 2015064492
数値実施例２におけるレンズ全系の焦点距離ｆ、開放ｆ値Ｆｎｏ及び半画角ωを可変間隔とともに表６に示す。
Figure 2015064492
図８に数値実施例２の広角端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示し、図９に数値実施例２の中間焦点距離における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示し、図１０に数値実施例２の望遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。
図８乃至図１０には、球面収差において実線はｄ線（５８７．５６ｎｍ）、破線はｇ線（４３５．８４ｎｍ）の値を示し、非点収差において実線はｄ線のサジタル像面、破線はｄ線のメリディオナル像面の値を示し、歪曲収差においてｄ線の値を示す。
図１１に数値実施例２の広角端における非防振時（非ぶれ補正時）と０．３°シフトされたときの防振時（ぶれ補正時）の横収差を示し、図１２に数値実施例２の望遠端における非防振時（非ぶれ補正時）と０．３°シフトされたときの防振時（ぶれ補正時）の横収差を示す。
図１１及び図１２には、左側はメリディオナル（タンジェンシャル）像面、右側はサジタル像面の値を示し、一点鎖線はＣ線の値を示し、実線はｄ線の値を示し、点線はｇ線の値を示す。
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。
＜第３の実施の形態＞
図１３は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズ３のレンズ構成を示している。
ズームレンズ３は変倍比が２．７倍にされている。
ズームレンズ３は１２枚のレンズを有し、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とが物体側から像側へ順に配置されている。
ズームレンズ３は、焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の空気間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の空気間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔が変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔が変化するように、全てのレンズ群が光軸方向へ移動される。
変倍に際しては、第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５が一体に光軸方向へ移動される。
ズームレンズ３は、第４レンズ群Ｇ４がフォーカシングに際して光軸方向へ移動されることにより無限遠から近距離までの焦点合わせを行うフォーカスレンズ群にされている。
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の屈折力を有する第１レンズＬ１と第１レンズＬ１の像側に位置され物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第２レンズＬ２とが接合されて成る接合レンズによって構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第３レンズＬ３と、両凹形状の負の屈折力を有する第４レンズＬ４と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第５レンズＬ５とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有する第６レンズＬ６と、両凸形状の正の屈折力を有する第７レンズＬ７と、両凹形状の負の屈折力を有する第８レンズＬ８と両凸形状の正の屈折力を有する第９レンズＬ９とが接合されて成る接合レンズと、両凸形状の正の屈折力を有する第１０レンズＬ１０とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有する第１１レンズＬ１１によって構成されている。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凹面を向けた凹平形状の負の屈折力を有する第１２レンズＬ１２によって構成されている。
第５レンズ群Ｇ５の像側には像面ＩＭＧが配置されている。
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間には開口絞りＳＴＯが配置されている。開口絞りＳＴＯは、変倍時に、第３レンズ群Ｇ３と一体に光軸方向へ移動される。
第３レンズ群Ｇ３の第７レンズＬ７はぶれ補正群（ぶれ補正レンズ）とされ、ぶれ補正時に光軸方向に垂直な方向へ移動される。
表７に、第３の実施の形態におけるズームレンズ３に具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデーターを示す。
Figure 2015064492
ズームレンズ３において、第２レンズ群Ｇ２の第３レンズＬ３の両面（第４面、第５面）と第３レンズ群Ｇ３の第６レンズＬ６の両面（第１１面、第１２面）と第３レンズ群Ｇ３の第７レンズＬ７の像側の面（第１４面）と第３レンズ群Ｇ３の第１０レンズＬ１０の両面（第１８面、第１９面）と第４レンズ群Ｇ４の第１１レンズＬ１１の両面（第２０面、第２１面）とは非球面に形成されている。数値実施例３における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０を円錐定数κと共に表８に示す。
Figure 2015064492
数値実施例３におけるレンズ全系の焦点距離ｆ、開放ｆ値Ｆｎｏ及び半画角ωを可変間隔とともに表９に示す。
Figure 2015064492
図１４に数値実施例３の広角端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示し、図１５に数値実施例３の中間焦点距離における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示し、図１６に数値実施例３の望遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。
図１４乃至図１６には、球面収差において実線はｄ線（５８７．５６ｎｍ）、破線はｇ線（４３５．８４ｎｍ）の値を示し、非点収差において実線はｄ線のサジタル像面、破線はｄ線のメリディオナル像面の値を示し、歪曲収差においてｄ線の値を示す。
図１７に数値実施例３の広角端における非防振時（非ぶれ補正時）と０．３°シフトされたときの防振時（ぶれ補正時）の横収差を示し、図１８に数値実施例３の望遠端における非防振時（非ぶれ補正時）と０．３°シフトされたときの防振時（ぶれ補正時）の横収差を示す。
図１７及び図１８には、左側はメリディオナル（タンジェンシャル）像面、右側はサジタル像面の値を示し、一点鎖線はＣ線の値を示し、実線はｄ線の値を示し、点線はｇ線の値を示す。
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。
［ズームレンズの条件式の各値］
以下に、本技術ズームレンズの条件式の各値について説明する。
表１０にズームレンズ１乃至ズームレンズ３の数値実施例１乃至数値実施例３における条件式（１）乃至条件式（３）の各値を示す。
Figure 2015064492
表１０から明らかなように、ズームレンズ１乃至ズームレンズ３は条件式（１）乃至条件式（３）を満足するようにされている。
［撮像装置の構成］
本技術撮像装置は、ズームレンズが、物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有し単レンズのみから成る第４レンズ群と負の屈折力を有する第５レンズ群とによって構成されている。
このように本技術撮像装置は、ズームレンズにおいて、第５レンズ群が負の屈折力を有するレンズ群とされているため、第５レンズ群の負の屈折力により第５レンズ群の通過後の軸外光束が高い像高まで跳ね上げられ、第５レンズ群を含む光学系全体の径が抑制され、小型でありながら大型の撮像素子に対応させることができる。
また、光学系全体の径が抑制されるため、フォーカスレンズ群も小型化を図ることが可能であると共にフォーカスレンズ群を通過する光線の高さが低くなるため収差発生が抑制されてより少ない枚数でフォーカスレンズ群を構成することが可能である。従って、動画撮影に適する高速のフォーカシングを行うことができる。
本技術撮像装置は、ズームレンズにおいて、焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群の空気間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が変化し、第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が変化するように、全てのレンズ群が光軸方向へ移動される。
さらに、本技術撮像装置は、ズームレンズが、以下の条件式（１）を満足する。
（１）１．０＜β５ｗ≦４．０
但し、
β５ｗ：広角端における第５レンズ群の横倍率
とする。
条件式（１）は、第５レンズ群の広角端における倍率について適切な範囲を規定した式である。
条件式（１）の上限を上回ると、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約を満足することが困難になる。また、光学系の射出光の像面入射角が大きくなり、撮像素子の受光部の指向性との適合が困難になる。
逆に、条件式（１）の下限を下回ると、横倍率が１以下になるため、軸外光線を跳ね上げる作用がなくなってしまう。
従って、ズームレンズが条件式（１）を満足することにより、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約を満足することができ、また、光学系の射出光の像面入射角が小さくなり、撮像素子の受光部の指向性との良好な適合性を確保することができ、高い結像性能を確保することもできる。
尚、ズームレンズにおいて、より良好な光学性能を得るために、以下の条件式（１）´を満足することが望ましい。
（１）´１．０＜β５ｗ≦３．０
ズームレンズが条件式（１）´を満足することにより、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約を十分に満足することができ、また、光学系の射出光の像面入射角が小さくなり、撮像素子の受光部の指向性とのより良好な適合性を確保することができる。
また、ズームレンズにおいて、一層良好な光学性能を得るために、以下の条件式（１）´´を満足することが望ましい。
（１）´´１．０＜β５ｗ≦２．０
ズームレンズが条件式（１）´´を満足することにより、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約をより十分に満足することができ、また、光学系の射出光の像面入射角が小さくなり、撮像素子の受光部の指向性との一層良好な適合性を確保することができる。
さらに、ズームレンズにおいて、より一層良好な光学性能を得るために、以下の条件式（１）´´´を満足することが望ましい。
（１）´´´１．０１８＜β５ｗ≦１．５
ズームレンズが条件式（１）´´´を満足することにより、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約をより一層十分に満足することができ、また、光学系の射出光の像面入射角が小さくなり、撮像素子の受光部の指向性とのより一層良好な適合性を確保することができる。
［別の撮像装置の構成］
別の本技術撮像装置は、ズームレンズが、物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第１レンズ群と負の屈折力を有する第２レンズ群と正の屈折力を有する第３レンズ群と負の屈折力を有し単レンズのみから成る第４レンズ群と負の屈折力を有する第５レンズ群とによって構成されている。
このように別の本技術撮像装置は、ズームレンズにおいて、第５レンズ群が負の屈折力を有するレンズ群とされているため、第５レンズ群の負の屈折力により第５レンズ群の通過後の軸外光束が高い像高まで跳ね上げられ、第５レンズ群を含む光学系全体の径が抑制され、小型でありながら大型の撮像素子に対応させることができる。
また、光学系全体の径が抑制されるため、フォーカスレンズ群も小型化を図ることが可能であると共にフォーカスレンズ群を通過する光線の高さが低くなるため収差発生が抑制されてより少ない枚数でフォーカスレンズ群を構成することが可能である。従って、動画撮影に適する高速のフォーカシングを行うことができる。
別の本技術撮像装置は、ズームレンズにおいて、焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群の空気間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が変化するように、各レンズ群が光軸方向へ移動される。
さらに、別の本技術撮像装置は、ズームレンズが、以下の条件式（３）を満足する。
（３）１．０１８＜β５ｗ≦４．０
但し、
β５ｗ：広角端における第５レンズ群の横倍率
とする。
条件式（３）は、第５レンズ群の広角端における倍率について適切な範囲を規定した式である。
条件式（３）の上限を上回ると、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約を満足することが困難になる。また、光学系の射出光の像面入射角が大きくなり、撮像素子の受光部の指向性との適合が困難になる。
逆に、条件式（３）の下限を下回ると、横倍率が１．０１８以下になるため、軸外光線を跳ね上げる作用が乏しいか又はなくなってしまう。
従って、ズームレンズが条件式（３）を満足することにより、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約を満足することができ、また、光学系の射出光の像面入射角が小さくなり、撮像素子の受光部の指向性との良好な適合性を確保することができ、高い結像性能を確保することもできる。
尚、ズームレンズにおいて、より良好な光学性能を得るために、以下の条件式（３）´を満足することが望ましい。
（３）´１．０１８＜β５ｗ≦３．０
ズームレンズが条件式（３）´を満足することにより、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約を十分に満足することができ、また、光学系の射出光の像面入射角が小さくなり、撮像素子の受光部の指向性とのより良好な適合性を確保することができる。
また、ズームレンズにおいて、一層良好な光学性能を得るために、以下の条件式（３）´´を満足することが望ましい。
（３）´´１．０１８＜β５ｗ≦２．０
ズームレンズが条件式（３）´´を満足することにより、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約をより十分に満足することができ、また、光学系の射出光の像面入射角が小さくなり、撮像素子の受光部の指向性との一層良好な適合性を確保することができる。
さらに、ズームレンズにおいて、より一層良好な光学性能を得るために、以下の条件式（３）´´´を満足することが望ましい。
（３）´´´１．０１８＜β５ｗ≦１．５
ズームレンズが条件式（３）´´´を満足することにより、第５レンズ群において発生する収差の補正や交換レンズのバックフォーカスの制約をより一層十分に満足することができ、また、光学系の射出光の像面入射角が小さくなり、撮像素子の受光部の指向性とのより一層良好な適合性を確保することができる。
［撮像装置の一実施形態］
図１９に、本技術撮像装置の一実施形態による交換レンズ式のデジタルスチルカメラのブロック図を示す。
撮像装置（デジタルスチルカメラ）１００は、撮像機能を担うカメラブロック１０と、撮影された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うカメラ信号処理部２０と、画像信号の記録再生処理を行う画像処理部３０とを有している。また、撮像装置１００は、撮影された画像等を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示部４０と、メモリーカード１０００への画像信号の書込及び読出を行うＲ／Ｗ（リーダ／ライタ）５０と、撮像装置１００の全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）６０と、ユーザーによって所要の操作が行われる各種のスイッチ等から成る入力部７０と、カメラブロック１０に配置されたレンズの駆動を制御するレンズ駆動制御部８０とを備えている。
カメラブロック１０は、ズームレンズ１１（本技術が適用されるズームレンズ１乃至ズームレンズ３）を含む光学系や、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子１２等とによって構成されている。
カメラ信号処理部２０は、撮像素子１２からの出力信号に対するデジタル信号への変換、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の各種の信号処理を行う。
画像処理部３０は、所定の画像データーフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や解像度等のデーター仕様の変換処理等を行う。
表示部４０はユーザーの入力部７０に対する操作状態や撮影した画像等の各種のデーターを表示する機能を有している。
Ｒ／Ｗ５０は、画像処理部３０によって符号化された画像データーのメモリーカード１０００への書込及びメモリーカード１０００に記録された画像データーの読出を行う。
ＣＰＵ６０は、撮像装置１００に設けられた各回路ブロックを制御する制御処理部として機能し、入力部７０からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。
入力部７０は、例えば、シャッター操作を行うためのシャッターレリーズボタンや、動作モードを選択するための選択スイッチ等によって構成され、ユーザーによる操作に応じた指示入力信号をＣＰＵ６０に対して出力する。
レンズ駆動制御部８０は、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてズームレンズ１１の各レンズを駆動する図示しないモータ等を制御する。
メモリーカード１０００は、例えば、Ｒ／Ｗ５０に接続されたスロットに対して着脱可能な半導体メモリーである。
以下に、撮像装置１００における動作を説明する。
撮影の待機状態では、ＣＰＵ６０による制御の下で、カメラブロック１０において撮影された画像信号が、カメラ信号処理部２０を介して表示部４０に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、入力部７０からのズーミングのための指示入力信号が入力されると、ＣＰＵ６０がレンズ駆動制御部８０に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部８０の制御に基づいてズームレンズ１１の所定のレンズが移動される。
入力部７０からの指示入力信号によりカメラブロック１０の図示しないシャッターが動作されると、撮影された画像信号がカメラ信号処理部２０から画像処理部３０に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデーターフォーマットのデジタルデーターに変換される。変換されたデーターはＲ／Ｗ５０に出力され、メモリーカード１０００に書き込まれる。
フォーカシングは、例えば、入力部７０のシャッターレリーズボタンが半押しされた場合や記録（撮影）のために全押しされた場合等に、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてレンズ駆動制御部８０がズームレンズ１１の所定のレンズを移動させることにより行われる。
メモリーカード１０００に記録された画像データーを再生する場合には、入力部７０に対する操作に応じて、Ｒ／Ｗ５０によってメモリーカード１０００から所定の画像データーが読み出され、画像処理部３０によって伸張復号化処理が行われた後、再生画像信号が表示部４０に出力されて再生画像が表示される。
［その他］
本技術ズームレンズ及び本技術撮像装置においては、第１レンズ群Ｇ１乃至第５レンズ群Ｇ５に加えて屈折力を有さないレンズ等の他の光学要素が配置されていてもよい。この場合において、本技術ズームレンズのレンズ構成は第１レンズ群Ｇ１乃至第５レンズ群Ｇ５の実質的に５群のレンズ構成にされている。
［本技術］
本技術は、以下の構成にすることもできる。
＜１＞
物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群とが配置され、
焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が変化するように、全ての前記レンズ群が光軸方向へ移動され、
以下の条件式（１）を満足する
ズームレンズ。
（１）１．０＜β５ｗ≦４．０
但し、
β５ｗ：広角端における第５レンズ群の横倍率
とする。
＜２＞
前記第４レンズ群が以下の条件式（２）を満足する
前記＜１＞に記載のズームレンズ。
（２）０．７＜（Ｒ４ｆ＋Ｒ４ｒ）／（Ｒ４ｆ−Ｒ４ｒ）≦３．０
但し、
Ｒ４ｆ：第４レンズ群の最も物体側の面の曲率半径
Ｒ４ｒ：第４レンズ群の最も像側の面の曲率半径
とする。
＜３＞
前記第４レンズ群が光軸方向へ移動されることにより物体距離の変化に伴う結像位置の変動を補正する
前記＜１＞又は前記＜２＞に記載のズームレンズ。
＜４＞
前記第４レンズ群が１枚の負レンズ又は一つの接合レンズによって構成された
前記＜１＞乃至前記＜３＞の何れかに記載のズームレンズ。
＜５＞
変倍に際し前記第３群レンズ群と前記第５レンズ群が光軸方向へ一体になって移動される
前記＜１＞乃至前記＜４＞の何れかに記載のズームレンズ。
＜６＞
前記第４レンズ群が少なくとも１面の非球面を有する
前記＜１＞乃至前記＜５＞の何れかに記載のズームレンズ。
＜７＞
前記第３レンズ群が複数のレンズによって構成され、
前記第３レンズ群の一部のレンズが光軸方向に垂直な方向へ移動されて像のぶれ補正が行われる
前記＜１＞乃至前記＜６＞の何れかに記載のズームレンズ。
＜８＞
光軸方向に垂直な方向へ移動される前記第３レンズ群の一部のレンズが少なくとも１面の非球面を有する
前記＜７＞に記載のズームレンズ。
＜９＞
ズームレンズと前記ズームレンズ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、
前記ズームレンズは、
物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群とが配置され、
焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が変化するように、全ての前記レンズ群が光軸方向へ移動され、
以下の条件式（１）を満足する
撮像装置。
（１）１．０＜β５ｗ≦４．０
但し、
β５ｗ：広角端における第５レンズ群の横倍率
とする。
＜１０＞
物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群とが配置され、
焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化するように、前記各レンズ群が光軸方向へ移動され、
以下の条件式（３）を満足する
ズームレンズ。
（３）１．０１８＜β５ｗ≦４．０
但し、
β５ｗ：広角端における第５レンズ群の横倍率
とする。
＜１１＞
ズームレンズと前記ズームレンズ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、
物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群とが配置され、
焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化するように、前記各レンズ群が光軸方向へ移動され、
以下の条件式（３）を満足する
撮像装置。
（３）１．０１８＜β５ｗ≦４．０
但し、
β５ｗ：広角端における第５レンズ群の横倍率
とする。
１…ズームレンズ、２…ズームレンズ、３…ズームレンズ、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、１００…撮像装置、１１…ズームレンズ、１２…撮像素子

Claims (11)

  1. 物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群とが配置され、
    焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が変化するように、全ての前記レンズ群が光軸方向へ移動され、
    以下の条件式（１）を満足する
    ズームレンズ。
    （１）１．０＜β５ｗ≦４．０
    但し、
    β５ｗ：広角端における第５レンズ群の横倍率
    とする。
  2. 前記第４レンズ群が以下の条件式（２）を満足する
    請求項１に記載のズームレンズ。
    （２）０．７＜（Ｒ４ｆ＋Ｒ４ｒ）／（Ｒ４ｆ−Ｒ４ｒ）≦３．０
    但し、
    Ｒ４ｆ：第４レンズ群の最も物体側の面の曲率半径
    Ｒ４ｒ：第４レンズ群の最も像側の面の曲率半径
    とする。
  3. 前記第４レンズ群が光軸方向へ移動されることにより物体距離の変化に伴う結像位置の変動を補正する
    請求項１に記載のズームレンズ。
  4. 前記第４レンズ群が１枚の負レンズ又は一つの接合レンズによって構成された
    請求項１に記載のズームレンズ。
  5. 変倍に際し前記第３群レンズ群と前記第５レンズ群が光軸方向へ一体になって移動される
    請求項１に記載のズームレンズ。
  6. 前記第４レンズ群が少なくとも１面の非球面を有する
    請求項１に記載のズームレンズ。
  7. 前記第３レンズ群が複数のレンズによって構成され、
    前記第３レンズ群の一部のレンズが光軸方向に垂直な方向へ移動されて像のぶれ補正が行われる
    請求項１に記載のズームレンズ。
  8. 光軸方向に垂直な方向へ移動される前記第３レンズ群の一部のレンズが少なくとも１面の非球面を有する
    請求項７に記載のズームレンズ。
  9. ズームレンズと前記ズームレンズ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、
    前記ズームレンズは、
    物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群とが配置され、
    焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が変化するように、全ての前記レンズ群が光軸方向へ移動され、
    以下の条件式（１）を満足する
    撮像装置。
    （１）１．０＜β５ｗ≦４．０
    但し、
    β５ｗ：広角端における第５レンズ群の横倍率
    とする。
  10. 物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群とが配置され、
    焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化するように、前記各レンズ群が光軸方向へ移動され、
    以下の条件式（３）を満足する
    ズームレンズ。
    （３）１．０１８＜β５ｗ≦４．０
    但し、
    β５ｗ：広角端における第５レンズ群の横倍率
    とする。
  11. ズームレンズと前記ズームレンズ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、
    物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、負の屈折力を有する第５レンズ群とが配置され、
    焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までの変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化するように、前記各レンズ群が光軸方向へ移動され、
    以下の条件式（３）を満足する
    撮像装置。
    （３）１．０１８＜β５ｗ≦４．０
    但し、
    β５ｗ：広角端における第５レンズ群の横倍率
    とする。
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