特許 7007242 ズームレンズおよび撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-11

(45)【発行日】2022-01-24

(54)【発明の名称】ズームレンズおよび撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 15/20 20060101AFI20220117BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20220117BHJP

【ＦＩ】

G02B15/20

G02B13/18

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2018125342

(22)【出願日】2018-06-29

(65)【公開番号】P2020003729

(43)【公開日】2020-01-09

【審査請求日】2020-07-22

(73)【特許権者】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】池田 伸吉

(72)【発明者】

【氏名】田中 琢也

【審査官】岡田 弘

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１３／１８７０００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／０７３１８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０２７３０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ９／００－１７／０８

Ｇ０２Ｂ ２１／０２－２１／０４

Ｇ０２Ｂ ２５／００－２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体側から順に、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、正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レンズ群とからなり、
変倍時に、前記第１レンズ群および前記第５レンズ群は像面に対し固定され、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、および、前記第４レンズ群は相互間隔を変化させて移動し、
広角端から望遠端への変倍時に、前記第４レンズ群は像側から物体側へ移動し、かつ、前記第２レンズ群と、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群からなる合成群とは、それぞれの横倍率が－１倍の点を同時に通り、
前記第５レンズ群は、物体側から順に、防振時に光軸と垂直方向の成分を持つ方向に移動して像ぶれ補正を行う負の屈折力を有する第５Ａレンズ群と、防振時に固定され正の屈折力を有する第５Ｂレンズ群とからなり、
前記第５Ａレンズ群は、物体側から順に、両凹レンズと、正の屈折力を有するメニスカスレンズと、両凹レンズとの３枚のレンズからなり、
前記第５Ａレンズ群の横倍率は負であるズームレンズ。

【請求項2】

前記第５Ａレンズ群の横倍率をβ５Ａとした場合、
－０．３＜１／β５Ａ＜０ （１）
で表される条件式（１）を満足する請求項１記載のズームレンズ。

【請求項3】

前記第５Ａレンズ群の横倍率をβ５Ａ、前記第５Ｂレンズ群の横倍率をβ５Ｂとした場合、
－１．３＜（１－β５Ａ）×β５Ｂ＜－１ （２）
で表される条件式（２）を満足する請求項１記載のズームレンズ。

【請求項4】

前記第５レンズ群の横倍率をβ５とした場合、
０．９＜１／β５＜１．１ （３）
で表される条件式（３）を満足する請求項１から３のいずれか１項記載のズームレンズ。

【請求項5】

前記第５Ａレンズ群の横倍率をβ５Ａ、前記第５Ｂレンズ群の横倍率をβ５Ｂ、前記第５レンズ群の横倍率をβ５とした場合、
－１．４＜（１－β５Ａ）×β５Ｂ／β５＜－１ （４）
で表される条件式（４）を満足する請求項１から４のいずれか１項記載のズームレンズ。

【請求項6】

前記第５Ａレンズ群の焦点距離をｆ５Ａ、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５とした場合、
－１．２＜ｆ５Ａ／ｆ５＜－０．５ （５）
で表される条件式（５）を満足する請求項１から５のいずれか１項記載のズームレンズ。

【請求項7】

前記第５Ａレンズ群の焦点距離をｆ５Ａ、前記第５Ｂレンズ群の焦点距離をｆ５Ｂとした場合、
－１＜ｆ５Ａ／ｆ５Ｂ＜－０．６ （６）
で表される条件式（６）を満足する請求項１から６のいずれか１項記載のズームレンズ。

【請求項8】

前記第５Ａレンズ群は、２枚の負レンズと１枚の正レンズとからなる請求項１から７のいずれか１項記載のズームレンズ。

【請求項9】

前記第５Ｂレンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第５Ｂ１Ｎレンズ群と、正の屈折力を有する第５Ｂ２レンズ群とからなり、
前記第５Ｂ１Ｎレンズ群は、結像倍率を拡大させる第５Ｂ１Ｅレンズ群と置換可能であり、
前記第５Ｂ１Ｎレンズ群と前記第５Ｂ２レンズ群とを分割する位置は、前記第５Ｂ２レンズ群の横倍率をβ５Ｂ２とした場合、
－１＜β５Ｂ２＜１ （７）
で表される条件式（７）を満足する中で、光軸上の空気間隔が最も広い箇所であり、
前記第５Ｂ２レンズ群の焦点距離をｆ５Ｂ２、前記第５Ｂ１Ｎレンズ群の焦点距離をｆ５Ｂ１Ｎとした場合、
ｆ５Ｂ２／ｆ５Ｂ１Ｎ＜０．５ （８）
で表される条件式（８）を満足する請求項１から８のいずれか１項記載のズームレンズ。

【請求項10】

前記第５Ａレンズ群の焦点距離をｆ５Ａ、前記第５Ｂ１Ｎレンズ群の焦点距離をｆ５Ｂ１Ｎとした場合、
－０．５＜ｆ５Ａ／ｆ５Ｂ１Ｎ （９）
で表される条件式（９）を満足する請求項９記載のズームレンズ。

【請求項11】

前記第５Ｂ１Ｎレンズ群は、物体側から順に、少なくとも２つの連続した接合レンズと、物体側の面が凸形状の正レンズとを備える請求項９または１０記載のズームレンズ。

【請求項12】

－０．２＜１／β５Ａ＜０ （１－１）
で表される条件式（１－１）を満足する請求項２記載のズームレンズ。

【請求項13】

－１．２＜（１－β５Ａ）×β５Ｂ＜－１．１ （２－１）
で表される条件式（２－１）を満足する請求項３記載のズームレンズ。

【請求項14】

０．９１＜１／β５＜１ （３－１）
で表される条件式（３－１）を満足する請求項４載のズームレンズ。

【請求項15】

－１．３＜（１－β５Ａ）×β５Ｂ／β５＜－１ （４－１）
で表される条件式（４－１）を満足する請求項５記載のズームレンズ。

【請求項16】

－１．１＜ｆ５Ａ／ｆ５＜－０．５ （５－１）
で表される条件式（５－１）を満足する請求項６記載のズームレンズ。

【請求項17】

－０．９＜ｆ５Ａ／ｆ５Ｂ＜－０．７ （６－１）
で表される条件式（６－１）を満足する請求項７記載のズームレンズ。

【請求項18】

０．１＜ｆ５Ｂ２／ｆ５Ｂ１Ｎ＜０．４ （８－１）
で表される条件式（８－１）を満足する請求項９記載のズームレンズ。

【請求項19】

－０．４＜ｆ５Ａ／ｆ５Ｂ１Ｎ＜－０．１ （９－１）
で表される条件式（９－１）を満足する請求項１０記載のズームレンズ。

【請求項20】

請求項１から１９のいずれか１項記載のズームレンズを備えた撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ズームレンズおよび撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、映像の高画質化が進んでおり、放送用カメラ等の撮像装置に使用可能な４Ｋ以上の解像性能を有するレンズ系が求められている。また、放送用カメラ用のレンズ系としては、多様なシーンに対応できるよう変倍機能を有するものが好まれることから、高倍率のズームレンズが要望されている。さらに、ズームレンズの倍率を大きくして望遠側の焦点距離が長くなるほど、振動や手ぶれの影響を受けやすくなるため、撮影する上で防振機能が必要となってくる。このような防振機能付きのズームレンズとして、下記特許文献１または２のズームレンズが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１０９９５２号公報

【文献】特許第５８３６６５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１または２に記載のズームレンズは、防振時の収差変動の抑制が十分ではないという問題がある。

【0005】

本開示は、上記事情に鑑み、防振機能付きのズームレンズにおいて、防振時の収差変動が抑制された、高画質かつ高倍率のズームレンズおよびこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。

【0007】

＜１＞ 物体側から順に、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、正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レンズ群とからなり、変倍時に、第１レンズ群および第５レンズ群は像面に対し固定され、第２レンズ群、第３レンズ群、および、第４レンズ群は相互間隔を変化させて移動し、広角端から望遠端への変倍時に、第４レンズ群は像側から物体側へ移動し、かつ、第２レンズ群と、第３レンズ群および第４レンズ群からなる合成群とは、それぞれの横倍率が－１倍の点を同時に通り、第５レンズ群は、物体側から順に、防振時に光軸と垂直方向の成分を持つ方向に移動して像ぶれ補正を行う負の屈折力を有する第５Ａレンズ群と、防振時に固定され正の屈折力を有する第５Ｂレンズ群とからなり、第５Ａレンズ群の横倍率は負であるズームレンズ。

【0008】

＜２＞ 第５Ａレンズ群の横倍率をβ５Ａとした場合、条件式（１）を満足する＜１＞のズームレンズ。
－０．３＜１／β５Ａ＜０ （１）

【0009】

＜３＞ 第５Ａレンズ群の横倍率をβ５Ａ、第５Ｂレンズ群の横倍率をβ５Ｂとした場合、条件式（２）を満足する＜１＞または＜２＞のズームレンズ。
－１．３＜（１－β５Ａ）×β５Ｂ＜－１ （２）

【0010】

＜４＞ 第５レンズ群の横倍率をβ５とした場合、条件式（３）を満足する＜１＞から＜３＞のいずれかのズームレンズ。
０．９＜１／β５＜１．１ （３）

【0011】

＜５＞ 第５Ａレンズ群の横倍率をβ５Ａ、第５Ｂレンズ群の横倍率をβ５Ｂ、第５レンズ群の横倍率をβ５とした場合、条件式（４）を満足する＜１＞から＜４＞のいずれかのズームレンズ。
－１．４＜（１－β５Ａ）×β５Ｂ／β５＜－１ （４）

【0012】

＜６＞ 第５Ａレンズ群の焦点距離をｆ５Ａ、第５レンズ群の焦点距離をｆ５とした場合、条件式（５）を満足する＜１＞から＜５＞のいずれかのズームレンズ。
－１．２＜ｆ５Ａ／ｆ５＜－０．５ （５）

【0013】

＜７＞ 第５Ａレンズ群の焦点距離をｆ５Ａ、第５Ｂレンズ群の焦点距離をｆ５Ｂとした場合、条件式（６）を満足する＜１＞から＜６＞のいずれかのズームレンズ。
－１＜ｆ５Ａ／ｆ５Ｂ＜－０．６ （６）

【0014】

＜８＞ 第５Ａレンズ群は、２枚の負レンズと１枚の正レンズとからなる＜１＞から＜７＞のいずれかのズームレンズ。

【0015】

＜９＞ 第５Ｂレンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第５Ｂ１Ｎレンズ群と、正の屈折力を有する第５Ｂ２レンズ群とからなり、第５Ｂ１Ｎレンズ群は、結像倍率を拡大させる第５Ｂ１Ｅレンズ群と置換可能であり、第５Ｂ１Ｎレンズ群と第５Ｂ２レンズ群とを分割する位置は、第５Ｂ２レンズ群の横倍率をβ５Ｂ２とした場合、条件式（７）を満足する中で、光軸上の空気間隔が最も広い箇所であり、第５Ｂ２レンズ群の焦点距離をｆ５Ｂ２、第５Ｂ１Ｎレンズ群の焦点距離をｆ５Ｂ１Ｎとした場合、条件式（８）を満足する＜１＞から＜８＞のいずれかのズームレンズ。
－１＜β５Ｂ２＜１ （７）
ｆ５Ｂ２／ｆ５Ｂ１Ｎ＜０．５ （８）

【0016】

＜１０＞ 第５Ａレンズ群の焦点距離をｆ５Ａ、第５Ｂ１Ｎレンズ群の焦点距離をｆ５Ｂ１Ｎとした場合、条件式（９）を満足する＜９＞のズームレンズ。
－０．５＜ｆ５Ａ／ｆ５Ｂ１Ｎ （９）

【0017】

＜１１＞ 第５Ｂ１Ｎレンズ群は、物体側から順に、少なくとも２つの連続した接合レンズと、物体側の面が凸形状の正レンズとを備える＜９＞または＜１０＞のズームレンズ。

【0018】

＜１２＞ 条件式（１－１）を満足する＜２＞のズームレンズ。
－０．２＜１／β５Ａ＜０ （１－１）

【0019】

＜１３＞ 条件式（２－１）を満足する＜３＞のズームレンズ。
－１．２＜（１－β５Ａ）×β５Ｂ＜－１．１ （２－１）

【0020】

＜１４＞ 条件式（３－１）を満足する＜４＞のズームレンズ。
０．９１＜１／β５＜１ （３－１）

【0021】

＜１５＞ 条件式（４－１）を満足する＜５＞のズームレンズ。
－１．３＜（１－β５Ａ）×β５Ｂ／β５＜－１ （４－１）

【0022】

＜１６＞ 条件式（５－１）を満足する＜６＞のズームレンズ。
－１．１＜ｆ５Ａ／ｆ５＜－０．５ （５－１）

【0023】

＜１７＞ 条件式（６－１）を満足する＜７＞のズームレンズ。
－０．９＜ｆ５Ａ／ｆ５Ｂ＜－０．７ （６－１）

【0024】

＜１８＞ 条件式（８－１）を満足する＜９＞のズームレンズ。
０．１＜ｆ５Ｂ２／ｆ５Ｂ１Ｎ＜０．４ （８－１）

【0025】

＜１９＞ 条件式（９－１）を満足する＜１０＞のズームレンズ。
－０．４＜ｆ５Ａ／ｆ５Ｂ１Ｎ＜－０．１ （９－１）

【0026】

＜２０＞ ＜１＞から＜１９＞のいずれかのズームレンズを備えた撮像装置。

【0027】

なお、本明細書の「～からなり」、「～からなる」は、挙げられた構成要素以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、並びに、絞り、フィルタ、及びカバーガラス等のレンズ以外の光学要素、並びに、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、及び手振れ補正機構等の機構部分、等が含まれていてもよいことを意図する。

【0028】

また、本明細書の「正の屈折力を有する～群」は、群全体として正の屈折力を有することを意味する。同様に「負の屈折力を有する～群」は、群全体として負の屈折力を有することを意味する。「正の屈折力を有するレンズ」と「正レンズ」とは同義である。「負の屈折力を有するレンズ」と「負レンズ」とは同義である。「レンズ群」は、複数のレンズからなる構成に限らず、１枚のみのレンズからなる構成としてもよい。

【0029】

また、条件式で用いている値は、無限遠物体に合焦した状態でｄ線を基準とした場合の値である。また、あるレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比θｇＦとは、ｇ線、Ｆ線、および、Ｃ線に対するそのレンズの屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、および、ＮＣとした場合に、θｇＦ＝（Ｎｇ－ＮＦ）／（ＮＦ－ＮＣ）で定義される。本明細書に記載の「ｄ線」、「Ｃ線」、「Ｆ線」、および、「ｇ線」は輝線であり、ｄ線の波長は５８７．５６ｎｍ（ナノメートル）、Ｃ線の波長は６５６．２７ｎｍ（ナノメートル）、Ｆ線の波長は４８６．１３ｎｍ（ナノメートル）、ｇ線の波長は４３５．８４ｎｍ（ナノメートル）である。

【発明の効果】

【0030】

本開示によれば、防振機能付きのズームレンズにおいて、防振時の収差変動が抑制された、高画質かつ高倍率のズームレンズおよびこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の実施例１のズームレンズの構成を示す断面図である。

【図2】本発明の実施例２のズームレンズの構成を示す断面図である。

【図3】本発明の実施例３のズームレンズの構成を示す断面図である。

【図4】本発明の実施例４のズームレンズの構成を示す断面図である。

【図5】本発明の実施例５のズームレンズの構成を示す断面図である。

【図6】本発明の実施例１のズームレンズの各収差図である。

【図7】本発明の実施例２のズームレンズの各収差図である。

【図8】本発明の実施例３のズームレンズの各収差図である。

【図9】本発明の実施例４のズームレンズの各収差図である。

【図10】本発明の実施例５のズームレンズの各収差図である。

【図11】本発明の一実施形態に係る撮像装置の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るズームレンズの広角端における構成を示す断面図である。図１に示す構成例は、後述する本発明の実施例１に係るズームレンズに対応している。図１では、左側が物体側、右側が像側である。また、図１は、無限遠物体に合焦した状態を示しており、軸上光束Ｗａおよび最大画角の光束Ｗｂを併せて記入している。また、図１では、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、および、第４レンズ群Ｇ４の変倍時の移動軌跡を併せて記入している。さらに、図１では、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４からなる合成群とのそれぞれの横倍率が－１倍の位置を併せて記入している。

【0033】

図１に示すズームレンズは、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、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、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とからなり、変倍時に、第１レンズ群Ｇ１および第５レンズ群Ｇ５は像面Ｓｉｍに対し固定され、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、および、第４レンズ群Ｇ４は相互間隔を変化させて移動するように構成されている。

【0034】

このような構成とすることによって、変倍時の収差変動を抑えつつ、特に軸上色収差が拡大し易い望遠側の軸上色収差を抑えることができるため、変倍比が３０倍以上のズームレンズを可能とすることができる。

【0035】

なお、図１の例では第５レンズ群Ｇ５と像面Ｓｉｍとの間に入射面および出射面が光軸Ｚに垂直な光学部材ＰＰが配置されている。光学部材ＰＰは、各種フィルタ、プリズム、および／またはカバーガラス等を想定したものである。本発明においては、光学部材ＰＰは図１の例とは異なる位置に配置されていてもよく、光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。また、図１に示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。

【0036】

また、広角端から望遠端への変倍時に、第４レンズ群Ｇ４は像側から物体側へ移動し、かつ、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４からなる合成群とは、それぞれの横倍率が－１倍の点を同時に通るように構成されている。このような構成とすることによって、高画質をズーム全域で維持したまま、変倍比が３０倍以上のズームレンズを可能とすることができる。

【0037】

また、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、防振時に光軸Ｚと垂直方向の成分を持つ方向に移動して像ぶれ補正を行う負の屈折力を有する第５Ａレンズ群Ｇ５Ａと、防振時に固定され正の屈折力を有する第５Ｂレンズ群Ｇ５Ｂとから構成されている。

【0038】

このような構成とすることによって、ズームレンズに防振機能を持たせることができる。また、本実施形態のズームレンズでは、第４レンズ群Ｇ４から収束光で第５レンズ群Ｇ５に光束が入射されるため、上記の通り、物体側から順に、負の屈折力を有する第５Ａレンズ群Ｇ５Ａ、正の屈折力を有する第５Ｂレンズ群Ｇ５Ｂの順に配置することによって、バックフォーカスを延ばし易くなり、ズーム全域での球面収差の抑制に有利となる。

【0039】

また、第５Ａレンズ群Ｇ５Ａの横倍率は負に構成されている。本実施形態のズームレンズでは、第４レンズ群Ｇ４から収束光で第５レンズ群Ｇ５に光束が入射されるため、第５Ａレンズ群Ｇ５Ａの横倍率が負である方が、正の場合に比べ、第５Ａレンズ群Ｇ５Ａに対する軸上マージナル光線の入射側と出射側の対称性が良くなるため、防振時の収差変動を少なくすることが可能となる。

【0040】

本実施形態に係るズームレンズにおいては、第５Ａレンズ群Ｇ５Ａの横倍率をβ５Ａとした場合、条件式（１）を満足することが好ましい。条件式（１）の上限以上とならないようにすることによって、第５Ａレンズ群Ｇ５Ａに対する軸上マージナル光線の入射側と出射側の対称性が良くなるため、防振時の収差変動を少なくすることが可能となる。条件式（１）の下限以下とならないようにすることによって、第５Ｂレンズ群Ｇ５Ｂに入射する軸上マージナル光線の高さを低くできるため、球面収差の発生を抑えるのに有利となる。なお、条件式（１－１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
－０．３＜１／β５Ａ＜０ （１）
－０．２＜１／β５Ａ＜０ （１－１）

【0041】

また、第５Ａレンズ群Ｇ５Ａの横倍率をβ５Ａ、第５Ｂレンズ群Ｇ５Ｂの横倍率をβ５Ｂとした場合、条件式（２）を満足することが好ましい。条件式（２）の上限以上とならないようにすることによって、第５Ａレンズ群Ｇ５Ａの防振時の移動量を抑えることができるため、防振レンズ群（第５Ａレンズ群Ｇ５Ａ）の追随性を良好にすることができる。条件式（２）の下限以下とならないようにすることによって、防振レンズ群（第５Ａレンズ群Ｇ５Ａ）の敏感度が高くなり過ぎるのを防ぐことができるため、防振時の像位置を制御しやすくすることができる。なお、条件式（２－１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
－１．３＜（１－β５Ａ）×β５Ｂ＜－１ （２）
－１．２＜（１－β５Ａ）×β５Ｂ＜－１．１ （２－１）

【0042】

また、第５レンズ群Ｇ５の横倍率をβ５とした場合、条件式（３）を満足することが好ましい。条件式（３）の上限以上とならないようにすることによって、第１レンズ群Ｇ１から第４レンズ群Ｇ４までの合成焦点距離を短く抑えることができ、変倍部（第２レンズ群Ｇ２から第４レンズ群Ｇ４）の全長を抑えることができるため、レンズ系の小型化に有利となる。条件式（３）の下限以下とならないようにすることによって、バックフォーカスを延ばし易くなり、ズーム全域での球面収差の抑制に有利となる。なお、条件式（３－１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
０．９＜１／β５＜１．１ （３）
０．９１＜１／β５＜１ （３－１）

【0043】

また、第５Ａレンズ群Ｇ５Ａの横倍率をβ５Ａ、第５Ｂレンズ群Ｇ５Ｂの横倍率をβ５Ｂ、第５レンズ群Ｇ５の横倍率をβ５とした場合、条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）の上限以上とならないようにすることによって、防振レンズ群（第５Ａレンズ群Ｇ５Ａ）の移動量を抑えつつ、レンズ系を小型化するのに有利となる。条件式（４）の下限以下とならないようにすることによって、防振レンズ群（第５Ａレンズ群Ｇ５Ａ）の敏感度が高くなるのを防ぎつつ、ズーム全域での球面収差の抑制に有利となる。なお、条件式（４－１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
－１．４＜（１－β５Ａ）×β５Ｂ／β５＜－１ （４）
－１．３＜（１－β５Ａ）×β５Ｂ／β５＜－１ （４－１）

【0044】

また、第５Ａレンズ群Ｇ５Ａの焦点距離をｆ５Ａ、第５レンズ群Ｇ５の焦点距離をｆ５とした場合、条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）の上限以上とならないようにすることによって、第５レンズ群Ｇ５の全長の短縮化に有利となる。条件式（５）の下限以下とならないようにすることによって、防振レンズ群（第５Ａレンズ群Ｇ５Ａ）の敏感度を大きくすることが容易となる。なお、条件式（５－１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
－１．２＜ｆ５Ａ／ｆ５＜－０．５ （５）
－１．１＜ｆ５Ａ／ｆ５＜－０．５ （５－１）

【0045】

また、第５Ａレンズ群Ｇ５Ａの焦点距離をｆ５Ａ、第５Ｂレンズ群Ｇ５Ｂの焦点距離をｆ５Ｂとした場合、条件式（６）を満足することが好ましい。条件式（６）の上限以上とならないようにすることによって、第５レンズ群Ｇ５の全長の短縮化に有利となる。条件式（６）の下限以下とならないようにすることによって、防振レンズ群（第５Ａレンズ群Ｇ５Ａ）の敏感度を大きくすることが容易となる。なお、条件式（６－１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
－１＜ｆ５Ａ／ｆ５Ｂ＜－０．６ （６）
－０．９＜ｆ５Ａ／ｆ５Ｂ＜－０．７ （６－１）

【0046】

また、第５Ａレンズ群Ｇ５Ａは、２枚の負レンズと１枚の正レンズとからなることが好ましい。このような構成とすることによって、防振時の球面収差の発生を抑えることができる。

【0047】

また、第５Ｂレンズ群Ｇ５Ｂは、物体側から順に、正の屈折力を有する第５Ｂ１Ｎレンズ群Ｇ５Ｂ１Ｎと、正の屈折力を有する第５Ｂ２レンズ群Ｇ５Ｂ２とからなり、第５Ｂ１Ｎレンズ群Ｇ５Ｂ１Ｎは、結像倍率を拡大させる第５Ｂ１Ｅレンズ群と置換可能であり、第５Ｂ１Ｎレンズ群Ｇ５Ｂ１Ｎと第５Ｂ２レンズ群Ｇ５Ｂ２とを分割する位置は、第５Ｂ２レンズ群Ｇ５Ｂ２の横倍率をβ５Ｂ２とした場合、条件式（７）を満足する中で、光軸上の空気間隔が最も広い箇所であり、第５Ｂ２レンズ群Ｇ５Ｂ２の焦点距離をｆ５Ｂ２、第５Ｂ１Ｎレンズ群Ｇ５Ｂ１Ｎの焦点距離をｆ５Ｂ１Ｎとした場合、条件式（８）を満足することが好ましい。
－１＜β５Ｂ２＜１ （７）
ｆ５Ｂ２／ｆ５Ｂ１Ｎ＜０．５ （８）
０．１＜ｆ５Ｂ２／ｆ５Ｂ１Ｎ＜０．４ （８－１）

【0048】

一部のレンズ群と置換して置換後の全系の結像倍率を置換前の全系の結像倍率より拡大させるエクステンダーレンズ（第５Ｂ１Ｅレンズ群）を用いる場合、第５Ａレンズ群Ｇ５Ａの像側にエクステンダーレンズ（第５Ｂ１Ｅレンズ群）と置換する第５Ｂ１Ｎレンズ群Ｇ５Ｂ１Ｎを配置することにより、結像倍率を切り換えた場合でも防振角に対する防振レンズ群の制御量を変える必要がなくなる。

【0049】

また、第５Ｂ１Ｎレンズ群Ｇ５Ｂ１Ｎと第５Ｂ２レンズ群Ｇ５Ｂ２とを分割する位置について、条件式（７）の範囲内とすることによって、第５Ｂ２レンズ群Ｇ５Ｂ２に入射する近軸軸上光線が光軸と平行に近くなり、第５Ｂ１Ｎレンズ群Ｇ５Ｂ１Ｎの光軸上の位置誤差による球面収差の変化を抑えられるため、分割位置として最適である。

【0050】

さらに、条件式（８）の上限以上とならないようにすることによって、バックフォーカスの確保に有利となる。なお、条件式（８－１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。条件式（８）の下限以下とならないようにすることによって、第５Ｂ１Ｎレンズ群Ｇ５Ｂ１Ｎと第５Ｂ２レンズ群Ｇ５Ｂ２とで正の屈折力を適切に分散させることができ、球面収差の補正に有利となる。

【0051】

また、第５Ａレンズ群Ｇ５Ａの焦点距離をｆ５Ａ、第５Ｂ１Ｎレンズ群Ｇ５Ｂ１Ｎの焦点距離をｆ５Ｂ１Ｎとした場合、条件式（９）を満足することが好ましい。条件式（９）の下限以下とならないようにすることによって、第５Ｂレンズ群Ｇ５Ｂに入射する軸上マージナル光線の高さを低くできるため、球面収差の補正に有利となる。なお、条件式（９－１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。条件式（９）の上限以上とならないようにすることによって、バックフォーカスの確保に有利となる。
－０．５＜ｆ５Ａ／ｆ５Ｂ１Ｎ （９）
－０．４＜ｆ５Ａ／ｆ５Ｂ１Ｎ＜－０．１ （９－１）

【0052】

また、第５Ｂ１Ｎレンズ群Ｇ５Ｂ１Ｎは、物体側から順に、少なくとも２つの連続した接合レンズと、物体側の面が凸形状の正レンズとを備えることが好ましい。このように接合レンズを連続して配置することによって、球面収差の波長による差の発生を抑えながら軸上色収差を補正することができる。また、続く正レンズの物体側の面を凸形状とすることによって、軸上マージナル光線が物体側の面に入射する角度を軽減できるため、球面収差の発生を抑えながら正の屈折力を与えることができる。

【0053】

以上述べた好ましい構成および可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。

【0054】

次に、本発明のズームレンズの数値実施例について説明する。なお、実施例５は、本発明に含まれない参考例である。

【0055】

［実施例１（基準状態）］
実施例１のズームレンズの構成を図１に示す。図１の図示方法は上述しているため、ここでは重複説明を一部省略する。

【0056】

実施例１のズームレンズは、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｅの５枚のレンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｆの６枚のレンズからなる第２レンズ群Ｇ２と、レンズＬ３ａのみの１枚のレンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｅの５枚のレンズからなる第４レンズ群Ｇ４と、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｏの１５枚のレンズからなる第５レンズ群Ｇ５とから構成されている。

【0057】

第５レンズ群Ｇ５は、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｃの３枚のレンズからなる第５Ａレンズ群Ｇ５Ａと、レンズＬ５ｄ～Ｌ５ｉの６枚のレンズからなる第５Ｂ１Ｎレンズ群Ｇ５Ｂ１Ｎと、レンズＬ５ｊ～Ｌ５ｏの６枚のレンズからなる第５Ｂ２レンズ群Ｇ５Ｂ２とから構成されている。

【0058】

実施例１のズームレンズの基本レンズデータを表１Ａおよび表１Ｂに、諸元に関するデータを表２に、可変面間隔に関するデータを表３に、非球面係数に関するデータを表４に示す。

【0059】

表１のレンズデータにおいて、面番号の欄には最も物体側の構成要素の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加する面番号を示し、曲率半径の欄には各面の曲率半径を示し、面間隔の欄には各面とその次の面との光軸Ｚ上の間隔を示す。また、ｎの欄には各光学要素のｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）における屈折率を示し、νの欄には各光学要素のｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）におけるアッベ数を示し、θｇＦの欄には各光学要素のｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）とＦ線（波長４８６．１３ｎｍ）間の部分分散比を示す。

【0060】

曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。基本レンズデータには、開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰも含めて示している。開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号とともに（絞り）という語句を記載している。また、表１のレンズデータにおいて、変倍時に間隔が変化する面間隔の欄にはそれぞれＤＤ[面番号]と記載している。このＤＤ[面番号]に対応する数値は表３に示している。

【0061】

表２の諸元に関するデータに、ズーム倍率、焦点距離ｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、全画角２ω（°）の値を示す。

【0062】

表１のレンズデータでは、非球面の面番号に＊印を付しており、非球面の曲率半径として近軸の曲率半径の数値を示している。表４の非球面係数に関するデータには、非球面の面番号と、これら非球面に関する非球面係数を示す。表４の非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０±ｎ」を意味する。非球面係数は、下記式で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍの値である。
Ｚｄ＝Ｃ・ｈ^２／｛１＋（１－ＫＡ・Ｃ^２・ｈ^２）^１/２｝＋ΣＡｍ・ｈ^ｍ
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数であり、非球面深さＺｄにおけるΣはｍに関する総和を意味する。

【0063】

基本レンズデータおよび諸元に関するデータにおいて、角度の単位としては°を用い、長さの単位としてはｍｍ（ミリメートル）を用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。

【0064】

【表1A】

【0065】

【表1B】

【0066】

【表2】

【0067】

【表3】

【0068】

【表4】

【0069】

図６に実施例１のズームレンズの無限遠物体に合焦した状態での各収差図を示す。図６では、上段左から順に、広角端での、球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、および、倍率色収差（倍率の色収差）を示し、中段左から順に、中間位置での、球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、および、倍率色収差（倍率の色収差）を示し、下段左から順に、望遠端での、球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、および、倍率色収差（倍率の色収差）を示す。

【0070】

球面収差図では、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）、および、Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）に関する収差をそれぞれ実線、長破線、および、短破線で示す。非点収差図では、サジタル方向のｄ線に関する収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のｄ線に関する収差を短破線で示す。歪曲収差図ではｄ線に関する収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線およびＦ線に関する収差をそれぞれ長破線および短破線で示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバーを意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。

【0071】

上記の実施例１の説明で述べた各データの記号、意味、および記載方法は、特に断りがない限り以下に述べる実施例２～５のものについても同様であるので、以下では重複説明を省略する。

【0072】

［実施例２］
実施例２のズームレンズの構成を図２に示す。実施例２のズームレンズのレンズ枚数は、実施例１と同じである。実施例２のズームレンズについて、基本レンズデータを表５Ａおよび表５Ｂに、諸元に関するデータを表６に、可変面間隔に関するデータを表７に、非球面係数に関するデータを表８に、各収差図を図７に示す。

【0073】

【表5A】

【0074】

【表5B】

【0075】

【表6】

【0076】

【表7】

【0077】

【表8】

【0078】

［実施例３］
実施例３のズームレンズの構成を図３に示す。実施例３のズームレンズは、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｅの５枚のレンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｆの６枚のレンズからなる第２レンズ群Ｇ２と、レンズＬ３ａのみの１枚のレンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｅの５枚のレンズからなる第４レンズ群Ｇ４と、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｏの１５枚のレンズからなる第５レンズ群Ｇ５とから構成されている。

【0079】

第５レンズ群Ｇ５は、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｃの３枚のレンズからなる第５Ａレンズ群Ｇ５Ａと、レンズＬ５ｄ～Ｌ５ｈの５枚のレンズからなる第５Ｂ１Ｎレンズ群Ｇ５Ｂ１Ｎと、レンズＬ５ｉ～Ｌ５ｏの７枚のレンズからなる第５Ｂ２レンズ群Ｇ５Ｂ２とから構成されている。

【0080】

実施例３のズームレンズについて、基本レンズデータを表９Ａおよび表９Ｂに、諸元に関するデータを表１０に、可変面間隔に関するデータを表１１に、非球面係数に関するデータを表１２に、各収差図を図８に示す。

【0081】

【表9A】

【0082】

【表9B】

【0083】

【表10】

【0084】

【表11】

【0085】

【表12】

【0086】

［実施例４］
実施例４のズームレンズの構成を図４に示す。実施例４のズームレンズのレンズ枚数は、実施例３と同じである。実施例４のズームレンズについて、基本レンズデータを表１３Ａおよび表１３Ｂに、諸元に関するデータを表１４に、可変面間隔に関するデータを表１５に、非球面係数に関するデータを表１６に、各収差図を図９に示す。

【0087】

【表13A】

【0088】

【表13B】

【0089】

【表14】

【0090】

【表15】

【0091】

【表16】

【0092】

［実施例５］
実施例５のズームレンズの構成を図５に示す。実施例５のズームレンズは、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｊの１０枚のレンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｆの６枚のレンズからなる第２レンズ群Ｇ２と、レンズＬ３ａのみの１枚のレンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｅの５枚のレンズからなる第４レンズ群Ｇ４と、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｐの１６枚のレンズからなる第５レンズ群Ｇ５とから構成されている。

【0093】

第５レンズ群Ｇ５は、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ５ａ～Ｌ５ｃの３枚のレンズからなる第５Ａレンズ群Ｇ５Ａと、レンズＬ５ｄ～Ｌ５ｊの７枚のレンズからなる第５Ｂ１Ｎレンズ群Ｇ５Ｂ１Ｎと、レンズＬ５ｋ～Ｌ５ｐの６枚のレンズからなる第５Ｂ２レンズ群Ｇ５Ｂ２とから構成されている。

【0094】

実施例５のズームレンズについて、基本レンズデータを表１７Ａおよび表１７Ｂに、諸元に関するデータを表１８に、可変面間隔に関するデータを表１９に、非球面係数に関するデータを表２０に、各収差図を図１０に示す。

【0095】

【表17A】

【0096】

【表17B】

【0097】

【表18】

【0098】

【表19】

【0099】

【表20】

【0100】

表２１に、実施例１～５のズームレンズの条件式（１）～（９）の対応値を示す。表２１に示す値はｄ線を基準とするものである。

【0101】

【表21】

【0102】

以上のデータから、実施例１～５のズームレンズは全て、防振時の収差変動が抑制された、高画質かつ高倍率のズームレンズであることがわかる。

【0103】

次に、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。図１１に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態に係るズームレンズ１を用いた撮像装置１０の概略構成図を示す。撮像装置１０としては、例えば、放送用カメラ、映画撮影用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、および、監視用カメラ等を挙げることができる。

【0104】

撮像装置１０は、ズームレンズ１と、ズームレンズ１の像側に配置された光学部材２と、光学部材２の像側に配置された撮像素子３とを備えている。光学部材２はフィルタおよび／またはプリズムを想定したものである。なお、図１１では、ズームレンズ１が備える第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、第５レンズ群Ｇ５、第５Ａレンズ群Ｇ５Ａ、第５Ｂ１Ｎレンズ群Ｇ５Ｂ１Ｎ、第５Ｂ１Ｅレンズ群Ｇ５Ｂ１Ｅ、および、第５Ｂ２レンズ群Ｇ５Ｂ２を概略的に図示し、開口絞りＳｔは図示を省略している。

【0105】

撮像素子３はズームレンズ１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等を用いることができる。撮像素子３は、その撮像面がズームレンズ１の像面に一致するように配置される。なお、図９では１つの撮像素子３のみ図示しているが、本発明の撮像装置はこれに限定されず、３つの撮像素子を有するいわゆる３板方式の撮像装置であってもよい。

【0106】

撮像装置１０はまた、撮像素子３からの出力信号を演算処理する信号処理部４と、ズームレンズ１の変倍を制御する変倍制御部５と、ズームレンズ１の合焦を制御するフォーカス制御部６とを備えている。変倍制御部５により第５Ｂ１Ｎレンズ群Ｇ５Ｂ１Ｎとエクステンダーレンズである第５Ｂ１Ｅレンズ群Ｇ５Ｂ１Ｅの置換が行われる。

【0107】

以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ群が有するレンズの枚数、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、部分分散比および非球面係数は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。

【符号の説明】

【0108】

１ ズームレンズ
２ 光学部材
３ 撮像素子
４ 信号制御部
５ 変倍制御部
６ フォーカス制御部
１０ 撮像装置
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
Ｇ５Ａ 第５Ａレンズ群
Ｇ５Ｂ 第５Ｂレンズ群
Ｇ５Ｂ１Ｎ 第５Ｂ１Ｎレンズ群
Ｇ５Ｂ１Ｅ 第５Ｂ１Ｅレンズ群
Ｇ５Ｂ２ 第５Ｂ２レンズ群
Ｌ１ａ～Ｌ５ｐ レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｗａ 軸上光束
Ｗｂ 最大画角の光束
Ｚ 光軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】