(57)【要約】【課題】光学性能の低下を抑えつつ、像シフトが可能な可変焦点距離レンズ系および撮像装置を提供する。【解決手段】物体側より順に、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、負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レンズ群とを配置すると共に、第３レンズ群よりも像側に開口絞りを配置する。第５レンズ群を、第１のサブレンズ群と、第１のサブレンズ群よりも像側に配置される第２のサブレンズ群とにより構成し、第１のサブレンズ群を光軸に垂直な方向にシフトすることにより、像シフトを行い、以下の条件式を満足する。Ｄａは広角端状態における開口絞りから第１のサブレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸に沿った距離とする。  ０．６＜Ｄａ／ｆｗ＜０．９  ……（１）【選択図】図２
2014044249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、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、負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レンズ群とが配置されると共に、前記第３レンズ群よりも像側に開口絞りが配置され、
広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が減少するように、前記第１ないし第５の各レンズ群が移動し、
前記第５レンズ群が、第１のサブレンズ群と、前記第１のサブレンズ群よりも像側に配置される第２のサブレンズ群とにより構成され、
前記第１のサブレンズ群を光軸に垂直な方向にシフトすることにより、像シフトが可能であり、
以下の条件式を満足する
可変焦点距離レンズ系。
０．６＜Ｄａ／ｆｗ＜０．９  ……（１）
ただし、
Ｄａ：広角端状態における前記開口絞りから前記第１のサブレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸に沿った距離
とする。
【請求項２】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
１．２＜β５Ｂ＜１．７  ……（２）
ただし、
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
β５Ｂ：前記第２のサブレンズ群の広角端状態における横倍率
とする。
【請求項３】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
−０．４＜（Ｒ５Ａ＋Ｒ５Ｂ）／（Ｒ５Ａ−Ｒ５Ｂ）＜０  ……（３）
ただし、
Ｒ５Ａ：前記第１のサブレンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径
Ｒ５Ｂ：前記第１のサブレンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径
とする。
【請求項４】
前記第１のサブレンズ群は１つのレンズブロックにより構成されている
請求項３に記載の可変焦点距離レンズ系。
【請求項５】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
−０．２５＜ｆｗ／ｆ１４ｗ＜０．１５  ……（４）
ただし、
ｆ１４ｗ：広角端状態における前記第１ないし第４レンズ群の合成焦点距離
とする。
【請求項６】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
０．２＜Ｄａ／Ｄｂ＜０．３５  ……（５）
ただし、
Ｄｂ：広角端状態における前記開口絞りから像面までの光軸に沿った距離
とする。
【請求項７】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
−０．７＜ｆｗ／ｆ１２ｗ＜−０．３５  ……（６）
ただし、
ｆ１２ｗ：広角端状態における前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成焦点距離
とする。
【請求項８】
前記第２レンズ群は接合レンズを有し、以下の条件式を満足する
請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
−０．３＜ｆｗ／Ｒ２３＜−０．０５  ……（７）
ただし、
Ｒ２３：前記第２レンズ群中の前記接合レンズの物体側のレンズ面の曲率半径
とする。
【請求項９】
可変焦点距離レンズ系と、前記可変焦点距離レンズ系によって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを含み、
前記可変焦点距離レンズ系は、
物体側より順に、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、負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レンズ群とが配置されると共に、前記第３レンズ群よりも像側に開口絞りが配置され、
広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が減少するように、前記第１ないし第５の各レンズ群が移動し、
前記第５レンズ群が、第１のサブレンズ群と、前記第１のサブレンズ群よりも像側に配置される第２のサブレンズ群とにより構成され、
前記第１のサブレンズ群を光軸に垂直な方向にシフトすることにより、像シフトが可能であり、
以下の条件式を満足する
撮像装置。
０．６＜Ｄａ／ｆｗ＜０．９  ……（１）
ただし、
Ｄａ：広角端状態における前記開口絞りから前記第１のサブレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸に沿った距離
とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラに適した可変焦点距離レンズ系、およびそのような可変焦点距離レンズ系を用いた撮像装置に関する。特に、広角端状態での画角が３５ｍｍ換算で２４〜３６ｍｍ程度を包括し、ズーム比が４〜７倍程度の可変焦点距離レンズ系に適している。
【背景技術】
【０００２】
カメラにおける記録手段として、被写体像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Comple menttaryMetal Oxide Semiconductor）等の光電変換素子を用いた撮像素子面上に形成し、各光電変換素子によって被写体像の光量を電気的出力に変換して、記録する方法が知られている。
【０００３】
一方、近年の微細加工技術の技術進歩に伴い、中央演算処理装置（ＣＰＵ）の高速化や記憶媒体の高集積化が図られ、それまでは取り扱えなかったような大容量の画像データが高速処理できるようになってきた。また、光電変換素子においても高集積化や小型化が図られ、高集積化により、より高い空間周波数の記録が可能となり、小型化により、カメラ全体の小型化が図られてきた。
【０００４】
ただし、上述の高集積化や小型化により、個々の光電変換素子の受光面積が狭まり、電気出力の低下に伴ってノイズの影響が大きくなる問題があった。これを防ぐために、光学系の大口径比化により光電変換素子上に到達する光量を増大させた。また、各素子の直前に微小なレンズ素子（いわゆるマイクロレンズアレイ）を配置をした。このマイクロレンズアレイは、隣り合う素子同士の間に至る光束を素子上へ導く代わりに、レンズ系の射出瞳位置に制約を与えていた。レンズ系の射出瞳位置が光電変換素子に近づく、すなわち、光電変換素子に到達する主光線が光軸となす角度が大きくなると画面周辺部へ向かう軸外光束が光軸に対して大きな角度をなし、結果、光電変換素子上に到達せず、光量不足を招いてしまうからである。
【０００５】
一般に、焦点距離が最も短くなる広角端状態における画角が３５ｍｍ換算で２４ｍｍから３５ｍｍ程度の範囲を包括し、焦点距離が最も長くなる望遠端状態での３５ｍｍ換算の画角が５０ｍｍを超えるズームレンズが標準ズームレンズと呼ばれる。この標準ズームレンズとしては、以前から、正負正正４群ズームレンズや、正負正負正５群ズームレンズが多く用いられてきた。
【０００６】
正負正正４群ズームレンズは、物体側より順に、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レンズ群とを配置する構成である（特許文献１ないし４参照）。正負正負正５群ズームレンズは、物体側より順に、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、正の屈折力を有する第５レンズ群とを配置する構成である（特許文献５ないし７参照）。
【０００７】
また、正負負正正５群ズームレンズも知られている（特許文献８参照）。この正負負正正５群ズームレンズは、物体側より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、負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レンズ群とを配置する構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２５８２９９号公報
【特許文献２】特開２００２−３２３６５６号公報
【特許文献３】特開２００３−２４１０９２号公報
【特許文献４】特開２００７−１１４４３２号公報
【特許文献５】特開２００４−２１２６１１号公報
【特許文献６】特開２００９−１５６８９１号公報
【特許文献７】特開２０１０−２３７４５３号公報
【特許文献８】特開平１１−６４７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、画素数が増えるに従って、シャッタレリーズ時に起こるカメラのぶれ等に起因する像ぶれが目立ちやすいという問題があった。これに伴い、レンズ系を構成する一部のレンズを光軸とほぼ垂直な方向にシフトさせたとしても画像劣化の少ないレンズ系を、像ぶれ補正に利用することが知られている。具体的には、レンズをシフトさせることで像ぶれを生み出し、上記カメラのぶれ等に起因する像ぶれを打ち消させるものである。これに関する発明としては、例えば特許文献５（特開２００４−２１２６１１号公報）に記載のズームレンズが知られている。特許文献５に記載のズームレンズでは、開口絞り近傍のレンズをシフトさせているが、この場合、軸上光束と軸外光束との通過範囲が重なるため、像シフト時に発生するコマ収差の発生を補正することが難しかった。これに対して、特許文献１（特開２００４−２５８２２９号公報）では、正負正正４群ズームレンズにおいて、開口絞りから離れた最終レンズ群である第４レンズ群の一部を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることで、像シフト時に生じる光学性能の劣化を少なくした光学系が提案されている。
【００１０】
しかしながら、絞りから離れた最終レンズ群に像シフト用のレンズを配置する場合、レンズ径が画面対角長とほぼ同じ程度になってしまい、画面対角長が大きくなるとレンズ駆動が難しくなる。また、レンズ交換式カメラでは、ボディとレンズをつなぐマウントが介在し、これにより、最終レンズ群の径や位置が拘束されてしまう。このため、最終レンズ群に像シフト用のレンズを配置するタイプの具体的な提案は非常に少ない。上記特許文献１に記載のズームレンズは第４レンズ群のレンズ構成が適切ではない。
【００１１】
本開示の目的は、光学性能の低下を抑えつつ、像シフトが可能な可変焦点距離レンズ系および撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本開示による可変焦点距離レンズ系は、物体側より順に、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、負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レンズ群とが配置されると共に、第３レンズ群よりも像側に開口絞りが配置されている。広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が変化し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が減少し、第４レンズ群と第５レンズ群との間隔が減少するように、第１ないし第５の各レンズ群が移動する。第５レンズ群が、第１のサブレンズ群と、第１のサブレンズ群よりも像側に配置される第２のサブレンズ群とにより構成され、第１のサブレンズ群を光軸に垂直な方向にシフトすることにより、像シフトが可能であり、以下の条件式を満足する。
０．６＜Ｄａ／ｆｗ＜０．９  ……（１）
ただし、
Ｄａ：広角端状態における開口絞りから第１のサブレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸に沿った距離
とする。
【００１３】
本開示による撮像装置は、可変焦点距離レンズ系と、可変焦点距離レンズ系によって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備え、可変焦点距離レンズ系を、上記本開示による可変焦点距離レンズ系によって構成したものである。
【００１４】
本開示による可変焦点距離レンズ系または撮像装置では、第５レンズ群が第１のサブレンズ群と第２のサブレンズ群とにより構成され、第１のサブレンズ群を光軸に垂直な方向にシフトすることによって像シフトが行われる。
【発明の効果】
【００１５】
本開示の可変焦点距離レンズ系または撮像装置によれば、像シフトを行うレンズ群の最適化を図るようにしたので、光学性能の低下を抑えつつ、像シフトが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の一実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系における各レンズ群の屈折力配置を、変倍の際の各レンズ群の移動の様子と共に示した説明図である。
【図２】本開示の一実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系の第１の構成例を示すものであり、数値実施例１に対応するレンズ断面図である。
【図３】数値実施例１に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。
【図４】数値実施例１に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で第１中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。
【図５】数値実施例１に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で第２中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。
【図６】数値実施例１に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。
【図７】数値実施例１に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で広角端状態における像ぶれ補正時の横収差を示す収差図である。
【図８】数値実施例１に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で第１中間焦点距離状態における像ぶれ補正時の横収差を示す収差図である。
【図９】数値実施例１に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で第２中間焦点距離状態における像ぶれ補正時の横収差を示す収差図である。
【図１０】数値実施例１に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で望遠端状態における像ぶれ補正時の横収差を示す収差図である。
【図１１】可変焦点距離レンズ系の第２の構成例を示すものであり、数値実施例２に対応するレンズ断面図である。
【図１２】数値実施例２に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。
【図１３】数値実施例２に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で第１中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。
【図１４】数値実施例２に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で第２中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。
【図１５】数値実施例２に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。
【図１６】数値実施例２に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で広角端状態における像ぶれ補正時の横収差を示す収差図である。
【図１７】数値実施例２に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で第１中間焦点距離状態における像ぶれ補正時の横収差を示す収差図である。
【図１８】数値実施例２に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で第２中間焦点距離状態における像ぶれ補正時の横収差を示す収差図である。
【図１９】数値実施例２に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で望遠端状態における像ぶれ補正時の横収差を示す収差図である。
【図２０】可変焦点距離レンズ系の第３の構成例を示すものであり、数値実施例３に対応するレンズ断面図である。
【図２１】数値実施例３に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。
【図２２】数値実施例３に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で第１中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。
【図２３】数値実施例３に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で第２中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。
【図２４】数値実施例３に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。
【図２５】数値実施例３に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で広角端状態における像ぶれ補正時の横収差を示す収差図である。
【図２６】数値実施例３に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で第１中間焦点距離状態における像ぶれ補正時の横収差を示す収差図である。
【図２７】数値実施例３に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で第２中間焦点距離状態における像ぶれ補正時の横収差を示す収差図である。
【図２８】数値実施例３に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で望遠端状態における像ぶれ補正時の横収差を示す収差図である。
【図２９】撮像装置の一構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本開示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、説明は以下の順序で行う。
１．レンズの基本構成
２．各レンズ群の機能
３．条件式の説明
４．各レンズ群の望ましい構成
５．撮像装置への適用例
６．レンズの数値実施例
７．その他の実施の形態
【００１８】
［１．レンズの基本構成］
図２は、本開示の一実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系の第１の構成例を示している。この構成例は、後述の数値実施例１のレンズ構成に対応している。なお、図２は広角端で無限遠合焦時でのレンズ配置に対応している。同様にして、後述の数値実施例２および３のレンズ構成に対応する第２および第３の構成例の断面構成を、図１１および図２０に示す。図２、図１１、および図２０において、符号Ｓｉｍｇは像面を示す。Ｄ５，Ｄ１０，Ｄ１２，Ｄ１８は、変倍に伴って変化する部分の面間隔を示す。Ｂｆはバックフォーカス（最終レンズ面から像面Ｓｉｍｇまでの距離）を示す。Ｚ１は光軸を示す。
【００１９】
本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系は、光軸Ｚ１に沿って物体側より順に、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、負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とが配置された、実質的に５つのレンズ群で構成されている。
【００２０】
第５レンズ群Ｇ５は、第１のサブレンズ群ＧＡと、第１のサブレンズ群ＧＡよりも像側に配置される第２のサブレンズ群ＧＢとにより構成されている。第１のサブレンズ群ＧＡは防振用のレンズ群であり、光軸Ｚ１に略垂直な方向にシフトすることにより、像シフトが可能となっている。
【００２１】
開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３よりも像側に配置されている。第１ないし第３の構成例に係る可変焦点距離レンズ系１〜３においては、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間に開口絞りＳが配置されている。
【００２２】
図１は、各レンズ群の屈折力配置を、変倍の際の各レンズ群の移動の様子と共に示している。焦点距離が最も短くなる広角端状態（Ｗ）から焦点距離が最も長い望遠端状態（Ｔ）までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔Ｄ５が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔Ｄ１０が変化し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔Ｄ１２が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔Ｄ１８が減少するように、すべてのレンズ群が移動するようになっている。
【００２３】
［２．各レンズ群の機能］
次に、各レンズ群の機能を説明する。本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系は、広角端状態で第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とを近接して配置することにより、第１レンズ群Ｇ１に入射する軸外光束が光軸Ｚ１に近づく。その結果、レンズ径が小型化できる。同時に、広角端状態から望遠端状態へ向かってレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔Ｄ５を広げることにより、第１レンズ群Ｇ１を通過する軸外光束が光軸Ｚ１から離れる。本実施の形態においては、この高さの変化を利用して、レンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を良好に補正している。
【００２４】
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３は負の屈折力を有するため、広角端状態ではある程度近づけて配置することで、第１レンズ群Ｇ１に入射する軸外光束を光軸に近づけている。広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際は、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔を変化させることで、２つのレンズ群の合成屈折力を変化させる。これにより、第１レンズ群Ｇ１から第３レンズ群Ｇ３までの合成屈折力を効果的に変化させることができる。
【００２５】
第４レンズ群Ｇ４は第３レンズ群Ｇ３により発散された光束が入射するため、軸上収差が発生しやすく、主に軸上収差の補正を担っている。第５レンズ群Ｇ５は光束を結像させる役割を有しているが、本実施の形態においては、レンズ全長を短縮化するために、物体側に配置され、正の屈折力を有する第１のサブレンズ群ＧＡと、像側に配置され、負の屈折力を有する第２のサブレンズ群ＧＢとにより構成させている。
【００２６】
上記構成の基で、本実施の形態においては、以下の条件［Ａ］，［Ｂ］に着目することで、第１のサブレンズ群ＧＡを光軸Ｚ１にほぼ垂直な方向にシフトした際に生じる光学性能の低下を抑えている。
［Ａ］開口絞りＳと第１のサブレンズ群ＧＡとの間隔を適切に設定する
［Ｂ］第２のサブレンズ群ＧＢの横倍率を適切に設定する
【００２７】
従来より、最終レンズ群を光軸Ｚ１にほぼ垂直な方向にシフトさせたズームレンズに関する提案がさなれてきた。しかしながら、前述の通り、像面との距離が短くなると、シフトレンズ群の径が大きくなってしまう。あるいは、レンズ交換式カメラではマウント部分とシフトレンズ群を駆動するメカ機構部分とが干渉してしまう。そこで、本実施の形態においては、第２のサブレンズ群ＧＢを負の屈折力とすることで、第１レンズ群Ｇ１ないし第１のサブレンズ群ＧＡの合成焦点距離を正に小さい、つまり、強い正の屈折力としている。その結果、第１のサブレンズ群ＧＡのレンズ径を小さくすると同時に、レンズ系全体でのバックフォーカスを伸ばして、マウント部分での干渉を減らせる点に着目した。特に、像シフト時のコマ収差の変動を良好に補正するには、開口絞りＳとシフトレンズ群との距離が重要である。確かに、距離を離すほど、軸上収差と軸外収差とを独立して補正することが可能であるが、シフトレンズ群のレンズ径が大型化してしまう。また、マウント部分との干渉を引き起こしてしまう。このため、上記条件［Ａ］に着目している。
【００２８】
第２のサブレンズ群ＧＢは第１レンズ群Ｇ１ないし第１のサブレンズ群ＧＡによる像を拡大する作用を成す。第１のサブレンズ群ＧＡの横倍率をβＡ、第２のサブレンズ群ＧＢの横倍率をβＢとするとき、第１のサブレンズ群ＧＡのぶれ補正係数ＢＡは、
ＢＡ＝（１−βＡ）・βＢ
で表現できる。
【００２９】
このため、第２のサブレンズ群ＧＢの横倍率βＢが小さくなる（１に近づく）と、ぶれ補正係数が小さくなり、所定量だけ像をシフトさせるのに必要な第１のサブレンズ群ＧＡの移動量が大きくなる。その結果、像シフト時の性能変化が大きくなってしまう。
【００３０】
上記条件で第１のサブレンズ群ＧＡのピント敏感度（微小量だけ光軸方向に移動した際の像面位置の変化率）ΔＢは
ΔＢ＝（１−βＡ2）・βＢ2
で表現できる。
【００３１】
第１のサブレンズ群ＧＡは光軸Ｚ１に垂直な方向に移動するが、駆動時に生じる光軸方向の位置ずれがピントずれとして記録されてしまうため、ピント敏感度を適切に設定することが肝要である。本実施の形態においては、第２のサブレンズ群ＧＢの横倍率βＢが１より大きいため、数値が大きくなると、上記ピント敏感度ΔＢが２乗に比例して大きくなってしまう。このため、第２のサブレンズ群ＧＢの横倍率を適切に設定することが重要であり、上記条件［Ｂ］に着目している。
【００３２】
［３．条件式の説明］
次に、本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系が満足する条件式を説明する。
【００３３】
本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系は、以下の条件式（１）を満足する。
０．６＜Ｄａ／ｆｗ＜０．９  ……（１）
ただし、
Ｄａ：広角端状態における開口絞りＳから第１のサブレンズ群ＧＡの最も物体側のレンズ面までの光軸Ｚ１に沿った距離（図２参照）
とする。
【００３４】
条件式（１）は上記条件［Ａ］を数値限定する条件式である。条件式（１）の下限値を下回った場合、第１のサブレンズ群ＧＡを通過する軸外光束が光軸に近づくため、像シフト時に生じる軸外収差の変化を良好に補正できなくなってしまう。逆に、条件式（１）の上限値を上回った場合、第１のサブレンズ群ＧＡと第２のサブレンズ群ＧＢとを通過する軸外光束が光軸Ｚ１から離れてしまう。その結果、後玉レンズ径が大きくなってしまい、レンズマウント部分で光束が遮られてしまう。
【００３５】
なお、手ぶれ補正時のレンズ駆動機構を小型化して鏡筒径を小さくするために、第１のサブレンズ群ＧＡを軽量化することが望ましい。この場合、条件式（１）の上限値は以下の条件式（１Ａ）’のように０．８５とすることが望ましい。また、軸外収差の変化をより良好に補正するためには、下限値を以下の条件式（１Ｂ）’の通り、設定することが好ましい。さらに以下の条件式（１）’’の通り、設定することがより好ましい。
０．６＜Ｄａ／ｆｗ＜０．８５  ……（１Ａ）’
０．７＜Ｄａ／ｆｗ＜０．９  ……（１Ｂ）’
０．７＜Ｄａ／ｆｗ＜０．８５  ……（１）’’
【００３６】
本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系はまた、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
１．２＜β５Ｂ＜１．７  ……（２）
ただし、
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
β５Ｂ：第２のサブレンズ群ＧＢの広角端状態における横倍率
とする。
【００３７】
条件式（２）は上記条件［Ｂ］を数値限定する条件式である。条件式（２）の下限値を下回った場合、第１のサブレンズ群ＧＡのぶれ補正係数が小さくなって、第１のサブレンズ群ＧＡをシフトさせた際に生じる性能変化を良好に抑えることができなくなってしまう。逆に、条件式（２）の上限値を上回った場合、光軸方向の停止精度が高まり、その結果、撮影中にピントずれが生じて、ぼけた画像が記録されてしまう。
【００３８】
より良好な光学性能を得るために、上記条件式（２）の数値範囲を以下の条件式（２）’、より好ましくは（２）’’の通り、設定することが好ましい。
１．２＜β５Ｂ＜１．６  ……（２）’
１．２＜β５Ｂ＜１．５  ……（２）’’
【００３９】
本実施の形態においては、第１のサブレンズ群ＧＡを光軸Ｚ１にほぼ垂直な方向にシフトさせる駆動機構を簡略化するために、サブレンズ群ＧＡを１つのレンズブロックにより構成することが望ましい。ここで「１つのレンズブロック」とは、単レンズかあるいは凸レンズと凹レンズとの接合レンズのことである。同時に、シフト時に生じる性能変化を抑えるために、下記の条件式（３）を満足することが望ましい。
−０．４＜（Ｒ５Ａ＋Ｒ５Ｂ）／（Ｒ５Ａ−Ｒ５Ｂ）＜０  ……（３）
ただし、
Ｒ５Ａ：第１のサブレンズ群ＧＡの最も物体側のレンズ面の曲率半径
Ｒ５Ｂ：第１のサブレンズ群ＧＡの最も像側のレンズ面の曲率半径
とする。
【００４０】
条件式（３）は、第１のサブレンズ群ＧＡの形状を規定する条件式であり、下限値を下回った場合、シフト時に生じるコマ収差の変動が大きくなり、像シフト時に画面周辺部で性能が著しく低下してしまう。逆に、上限値を上回った場合、第２のサブレンズ群ＧＢを通過する軸外光束が光軸から離れて、その結果、広角端状態において、画面周辺部でコマ収差が多大に発生してしまう。
【００４１】
より良好な光学性能を得るために、上記条件式（３）の数値範囲を以下の条件式（３）’の通り、設定することが好ましい。
−０．３＜（Ｒ５Ａ＋Ｒ５Ｂ）／（Ｒ５Ａ−Ｒ５Ｂ）＜０  ……（３）’
【００４２】
本実施の形態においては、更なる小型化のため、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
−０．２５＜ｆｗ／ｆ１４ｗ＜０．１５  ……（４）
ただし、
ｆ１４ｗ：広角端状態における第１ないし第４レンズ群の合成焦点距離
とする。
【００４３】
条件式（４）は、広角端状態における第１ないし第４レンズ群の合成焦点距離を規定する条件式である。条件式（４）の上限値を上回った場合、広角端状態において、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２を通過する軸外光束が光軸Ｚ１から離れてしまい、結果、画面周辺部で発生するコマ収差が良好に補正できなくなってしまう。逆に、条件式（４）の下限値を下回った場合、広角端状態におけるレンズ全長が大きくなり、レンズ系の小型化が充分に図れない。
【００４４】
より良好な光学性能を得るために、上記条件式（４）の数値範囲を以下の条件式（４）’、より好ましくは（４）’’の通り、設定することが好ましい。
−０．２５＜ｆｗ／ｆ１４ｗ＜０．１  ……（４）’
−０．２５＜ｆｗ／ｆ１４ｗ＜０．０５  ……（４）’’
【００４５】
本実施の形態においては、第１のサブレンズ群ＧＡの小型化と高性能化とをよりバランスさせるために、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．２＜Ｄａ／Ｄｂ＜０．３５  ……（５）
ただし、
Ｄｂ：広角端状態における開口絞りＳから像面Ｓｉｍｇまでの光軸Ｚ１に沿った距離（図２参照）
とする。
【００４６】
条件式（５）は、開口絞りＳと像面位置の間のどこに第１のサブレンズ群ＧＡがあるかを規定する条件式である。条件式（５）の上限値を上回った場合、第１のサブレンズ群ＧＡが像側に位置する。このため、第１のサブレンズ群ＧＡを通過する軸外光束が光軸Ｚ１から離れて、結果、第１のサブレンズ群ＧＡの小型化が充分に図れない。逆に、条件式（５）の下限値を下回った場合、第１のサブレンズ群ＧＡを通過する軸外光束が光軸Ｚ１に近づく。その結果、軸上収差と軸外収差とを独立して補正することが難しくなり、画面周辺部での光学性能を充分に高めることが難しくなってしまう。
【００４７】
さらなる高性能化を図るために、上記条件式（５）の数値範囲を以下の条件式（５Ａ）’または（５Ｂ）’の通り、設定することが好ましい。
０．２＜Ｄａ／Ｄｂ＜０．３  ……（５Ａ）’
または、
０．２５＜Ｄａ／Ｄｂ＜０．３５  ……（５Ｂ）’
【００４８】
さらに以下の条件式（５）’’の通り、設定することがより好ましい。
０．２５＜Ｄａ／Ｄｂ＜０．３  ……（５）’’
【００４９】
ところで、本実施の形態においては、従来は１つのレンズ群で構成されていた第２レンズ群Ｇ２を２つのレンズ群（第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３）に分割している。この分離することを活用し、近距離合焦に際して、第３レンズ群Ｇ３を移動させることにより、被写体による像面位置の変動を補償することが可能である。特に、第１レンズ群Ｇ１のレンズ径を小型化し、第３レンズ群Ｇ３を１枚で構成するために、下記条件式（６）を満足することが望ましい。
−０．７＜ｆｗ／ｆ１２ｗ＜−０．３５  ……（６）
ただし、
ｆ１２ｗ：広角端状態における第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との合成焦点距離
とする。
【００５０】
条件式（６）は、広角端状態における第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との合成焦点距離を規定する条件式である。条件式（６）の上限値を上回った場合、広角端状態において第１レンズ群Ｇ１に入射する軸外光束が光軸Ｚ１から離れてしまい、レンズ径が大型化してしまう。また、所定のバックフォーカスを確保するために、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が正負に強まるため、第３レンズ群Ｇ３において発生する正の球面収差をズーム位置によらず良好に補正することが難しくなってしまう。条件式（６）の下限値を下回った場合、近距離合焦に際して、第３レンズ群Ｇ３の移動量が非常に大きくなってしまうため、広角端状態において第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳとの間隔が広がってしまう。結果、第１レンズ群Ｇ１のレンズ径が大きくなり、画面周辺部でコマ収差が多大に発生してしまう。
【００５１】
さらなる高性能化を図るために、上記条件式（６）の数値範囲を以下の条件式（６Ａ）’または（６Ｂ）’の通り、設定することが好ましい。
−０．７＜ｆｗ／ｆ１２ｗ＜−０．４  ……（６Ａ）’
または、
−０．６＜ｆｗ／ｆ１２ｗ＜−０．３５  ……（６Ｂ）’
【００５２】
さらに以下の条件式（６）’’の通り、設定することがより好ましい。
−０．６＜ｆｗ／ｆ１２ｗ＜−０．４  ……（６）’’
【００５３】
本実施の形態においては、小型化と高性能化とを両立するために、第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、像側に凹面を向けた負レンズＬ２１、負レンズと正レンズとの接合レンズＬ２２とで構成されることが望ましい。特に本実施の形態においては、物体側に配置される負レンズＬ２１が主に像面湾曲の補正を行い、像側に配置される接合レンズＬ２２が主に球面収差の補正を行っており、収差補正上の機能を分離している。その結果、少ないレンズ枚数で構成でき、高性能化が両立できる。さらに、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に配置される負レンズＬ２１を非球面レンズとすることで、広角端状態において、画角の変化に伴うコマ収差の変動を良好に補正することが可能である。
【００５４】
広角端状態における像面湾曲をより良好に補正して、高性能化を図るには、下記条件式（７）を満足することが望ましい。
−０．３＜ｆｗ／Ｒ２３＜−０．０５  ……（７）
ただし、
Ｒ２３：第２レンズ群Ｇ２中の接合レンズＬ２２の物体側のレンズ面の曲率半径
とする。
【００５５】
条件式（７）は、Ｇ２中の接合レンズＬ２２の形状を規定するものである。条件式（７）の下限値を下回った場合、広角端状態における像面湾曲を充分に補正することが難しくなってしまう。逆に、条件式（７）の上限値を上回った場合、第１レンズ群Ｇ１を通過する軸外光束がより光軸Ｚ１から離れて、画面周辺部で発生するコマ収差が充分に補正できず、高性能化が図れない。
【００５６】
さらなる高性能化を図るために、上記条件式（７）の数値範囲を以下の条件式（７Ａ）’または（７Ｂ）’の通り、設定することが好ましい。
−０．３＜ｆｗ／Ｒ２３＜−０．１  ……（７Ａ）’
または、
−０．２５＜ｆｗ／Ｒ２３＜−０．０５  ……（７Ｂ）’
【００５７】
さらに以下の条件式（７）’’の通り、設定することがより好ましい。
−０．２５＜ｆｗ／Ｒ２３＜−０．１  ……（７）’’
【００５８】
以上のように本実施の形態によれば、像シフトを行うレンズ群の最適化を図るようにしたので、光学性能の低下を抑えつつ、像シフトが可能となる。特に、広角端状態における画角が７０〜８０度程度で、ズーム比が５倍程度、広角端状態におけるＦ値がＦ２．８〜４程度のレンズに最適な像シフトが可能となる。
【００５９】
［４．各レンズ群の望ましい構成］
本実施の形態においては、高い光学性能と小型化との両立化を図るために、各レンズ群を下記の通り、構成することが望ましい。
【００６０】
本実施の形態においては、更なる高性能化を図るために、第１レンズ群Ｇ１が物体側より順に、負レンズおよび正レンズからなる接合レンズＬ１１とその像側に配置される１枚の正レンズＬ１２とで構成されることが望ましい。第１レンズ群Ｇ１は特に望遠端状態で軸上光束が広い光束径で入射するため、負の球面収差が発生しやすい。また、軸外光束が光軸から離れて入射するため、軸外収差の発生が起こりやすい。本実施の形態においては、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に負レンズと正レンズとの接合レンズＬ１１を配置することで、負の球面収差、および軸上色収差を良好に補正している。接合レンズＬ１１の像側に配置された１枚の正レンズＬ１２は主に画角の変化に伴うコマ収差の変動を良好に補正しており、各レンズの機能を明確にすることでより高い光学性能を実現することができる。なお、更なる高性能化を図るには、第１レンズ群Ｇ１中の接合レンズＬ１１を負レンズと正レンズとの分離された２枚のレンズで構成することが望ましい。
【００６１】
第３レンズ群Ｇ３は開口絞りＳの近傍に配置され、主に、球面収差の補正を行う。また、被写体距離の変化による像面位置の変動を補償するように第３レンズ群Ｇ３が移動することが望ましい。特に、オートフォーカス動作の高速化を図るために、第３レンズ群Ｇ３を１枚の負レンズＬ３で構成して、非球面とすることが望ましい。
【００６２】
第４レンズ群Ｇ４は両凸形状の正レンズＬ４１と、両凸形状の正レンズおよび両凹形状の負レンズからなる接合レンズＬ４２で構成することが望ましい。本実施の形態においては、レンズ全長を短縮化するために、第４レンズ群Ｇ４の最も像側に負レンズを配置している。同時に、負の球面収差を補正するため、物体側に配置される正レンズＬ４１を非球面とすることが望ましい。
【００６３】
色収差の発生をより良好に抑えるために、第１レンズ群Ｇ１には異常分散性の高い硝材を用いることが望ましい。特に、第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズのうち、接合レンズＬ１１中の正レンズを異常分散性の高い硝材とすることにより、望遠端状態で画面中心部において発生する２次分散を良好に補正することができる。更に、広角端状態における色収差を良好に補正するには、第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５中に異常分散性の高い硝材を用いることが望ましい。
【００６４】
また、レンズ系の像側にモアレ縞の発生を防ぐためにローパスフィルタを配置したり、受光素子の分光感度特性に応じて赤外カットフィルタを配置することも勿論、可能である。
【００６５】
［５．撮像装置への適用例］
図２９は、本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系を適用した撮像装置１００の一構成例を示している。この撮像装置１００は、例えばデジタルスチルカメラであり、カメラブロック１０と、カメラ信号処理部２０と、画像処理部３０と、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）４０と、Ｒ／Ｗ（リーダ／ライタ）５０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０と、入力部７０とを備えている。
【００６６】
カメラブロック１０は、撮像機能を担うものであり、撮像レンズとしてのレンズ系１１（例えば図２に示した可変焦点距離レンズ系１）を含む光学系と、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子１２とを有している。撮像素子１２は、レンズ系１１によって形成された光学像を電気信号へ変換することで、光学像に応じた撮像信号（画像信号）を出力するようになっている。
【００６７】
カメラ信号処理部２０は、撮像素子１２から出力された画像信号に対してアナログ−デジタル変換、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ものである。
【００６８】
画像処理部３０は、画像信号の記録再生処理を行うものであり、所定の画像データ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仕様の変換処理等を行うようになっている。
【００６９】
ＬＣＤ４０は、ユーザの入力部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のメモリカード１０００への書込、およびメモリーカード１０００に記録された画像データの読み出しを行うものである。メモリカード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。
【００７０】
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するものであり、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ようになっている。入力部７０は、ユーザによって所要の操作が行われる各種のスイッチ等からなり、例えば、シャッタ操作を行うためのシャッタレリーズボタンや、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に対して出力するようになっている。レンズ駆動制御部８０は、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ものであり、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてレンズ系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ようになっている。
【００７１】
図示は省略するが、この撮像装置１００は、手ぶれに伴う装置のぶれを検出するぶれ検出部を備えている。
【００７２】
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ＬＣＤ４０に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、例えば入力部７０からのズーミングやフォーカシ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の制御に基づいてレンズ系１１の所定のレンズが移動する。
【００７３】
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、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換される。変換されたデータはＲ／Ｗ５０に出力され、メモリカード１０００に書き込まれる。
【００７４】
なお、フォーカシングは、例えば、入力部５０のシャッタ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がレンズ系１１の所定のレンズを移動させることにより行われる。
【００７５】
メモリカード１０００に記録された画像データ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によってメモリカード１０００から所定の画像データが読み出され、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ＬＣＤ４０に出力されて再生画像が表示される。
【００７６】
また、ＣＰＵ６０は、図示しないぶれ検出部から出力される信号に基づいてレンズ駆動制御部８０を動作させ、ぶれ量に応じて防振用のレンズ群を光軸Ｚ１に略垂直な方向に移動させる。
【００７７】
なお、上記した実施の形態においては、撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した例を示したが、撮像装置の適用範囲はデジタルスチルカメラに限られることはなく、他の種々の電子機器を撮像装置１００の具体的対象とするようにしても良い。例えば、レンズ交換式のカメラや、デジタルビデオカメラ、デジタルビデオカメラ等が組み込まれた携帯電話機、ＰＤＡ（Personal DigitalAssistant）等のその他の種々の電子機器を、撮像装置１００の具体的対象とするようにしても良い。
【実施例】
【００７８】
＜６．レンズの数値実施例＞
次に、本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系の具体的な数値実施例について説明する。
なお、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、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ようにして符号を付したｉ番目の面の番号を示している。「曲率半径」は、ｉ番目の面の近軸の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。「面間隔」はｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の光軸上の間隔の値（ｍｍ）を示す。「屈折率」はｉ番目の面を有する光学要素の材質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における屈折率の値を示す。「アッベ数」はｉ番目の面を有する光学要素の材質のｄ線におけるアッベ数の値を示す。また、Ｂｆはバックフォーカス（最終レンズ面から像面Ｓｉｍｇまでの距離）を示す。
【００７９】
「曲率半径」の値が０となっている部分は平面、または絞り面を示す。面番号に「＊」を付した面は非球面である。非球面の形状は次式で表される形状である。非球面係数のデータにおいて、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０５」であれば、「１．０×１０-5」であることを示す。
【００８０】
（非球面の式）
ｘ＝ｃｙ2／（１＋（１−（１＋ｋ）ｃ2ｙ2）1/2）＋Ａｙ4＋Ｂｙ6＋…
【００８１】
ただし、ｙは光軸Ｚ１からの高さ、ｘはサグ量、ｃは曲率、ｋは円錐定数、Ａ，Ｂ，…は非球面係数である。
【００８２】
（各数値実施例に共通の構成）
以下の各数値実施例に係る可変焦点距離レンズ系１〜３はいずれも、光軸Ｚ１に沿って物体側より順に、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、負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とが配置された、実質的に５つのレンズ群で構成されている。第５レンズ群Ｇ５は、物体側より順に、第１のサブレンズ群ＧＡと、第２のサブレンズ群ＧＢとにより構成されている。第１のサブレンズ群ＧＡを光軸Ｚ１に略垂直な方向にシフトすることにより、像シフトが可能となっている。
【００８３】
第１レンズ群Ｇ１は物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズおよび物体側に凸面を向けた正レンズからなる接合レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２とにより構成されている。第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズおよび両凸形状の正レンズからなる負の接合レンズＬ２２とにより構成されている。第３レンズ群Ｇ３は物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３により構成されている。第４レンズ群Ｇ４は両凸形状の正レンズＬ４１と、両凸レンズおよび両凹レンズからなる接合レンズＬ４２とにより構成されている。第５レンズ群Ｇ５は両凸形状の正レンズＬ５１と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ５２と、両凸形状の正レンズＬ５３とにより構成されている。第１のサブレンズ群ＧＡは正レンズＬ５１で構成され、第２のサブレンズ群ＧＢは負レンズＬ５２と正レンズＬ５３とにより構成されている。開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第４レンズ群Ｇ４と一体的に移動する。
【００８４】
［数値実施例１］
［表１］〜［表３］は、図２に示した第１の構成例に係る可変焦点距離レンズ系１に対応する具体的なレンズデータを示している。特に［表１］にはその基本的なレンズデータを示し、［表２］には非球面に関するデータを示す。［表３］にはその他のデータを示す。この数値実施例１に係る可変焦点距離レンズ系１は、変倍に伴って第１ないし第５の各レンズ群が移動するため、各レンズ群の前後の面間隔の値は可変となっている。この可変の面間隔のデータを［表３］に示す。［表３］にはまた、各変倍域における全系の焦点距離、半画角、Ｆナンバーの値を示す。
【００８５】
この数値実施例１では、第９面、第１４面、第１５面、第２２面、第２３面、および第２４面が非球面となっている。
【００８６】
［表４］には、０．５度の像ぶれ補正時における第１のサブレンズ群ＧＡのシフト量を示す。
【００８７】
［表５］には、上述の各条件式に関する値を示す。［表５］から分かるように、この数値実施例１に係る可変焦点距離レンズ系１は、各条件式の値を満たしている。
【００８８】
【表１】
2014044249.tif 000003
【００８９】
【表２】
2014044249.tif 000004
【００９０】
【表３】
2014044249.tif 000005
【００９１】
【表４】
2014044249.tif 000006
【００９２】
【表５】
2014044249.tif 000007
【００９３】
以上の数値実施例１に係る可変焦点距離レンズ系１の収差性能を図３〜図１０に示す。各収差はいずれも無限遠合焦時のものである。図３および図７は広角端における収差を示す。図４および図８は第１中間焦点距離における収差を示す。図５および図９は第２中間焦点距離における収差を示す。図６および図１０は望遠端における収差を示す。
【００９４】
図３〜図６には収差図として、球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、および横収差を示す。図７〜図１０には像ぶれ補正時の横収差を示す。これらの各収差図には、ｄ線（５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はメリジオナル方向の収差を示す。横収差図において、Ａは画角、ｙは像高を示す。
【００９５】
以上の各収差図から分かるように、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は明らかである。
【００９６】
［数値実施例２］
［表６］〜［表８］は、図６に示した第２の構成例に係る可変焦点距離レンズ系２に対応する具体的なレンズデータを示している。特に［表６］にはその基本的なレンズデータを示し、［表７］には非球面に関するデータを示す。［表８］にはその他のデータを示す。この数値実施例２に係る可変焦点距離レンズ系２は、変倍に伴って第１ないし第５の各レンズ群が移動するため、各レンズ群の前後の面間隔の値は可変となっている。この可変の面間隔のデータを［表８］に示す。［表８］にはまた、各変倍域における全系の焦点距離、半画角、Ｆナンバーの値を示す。
【００９７】
この数値実施例２では、第６面、第１１面、第１２面、第１９面、第２０面、および第２２面が非球面となっている。
【００９８】
［表９］には、０．５度の像ぶれ補正時における第１のサブレンズ群ＧＡのシフト量を示す。
【００９９】
［表１０］には、上述の各条件式に関する値を示す。［表１０］から分かるように、この数値実施例２に係る可変焦点距離レンズ系２は、各条件式の値を満たしている。
【０１００】
【表６】
2014044249.tif 000008
【０１０１】
【表７】
2014044249.tif 000009
【０１０２】
【表８】
2014044249.tif 000010
【０１０３】
【表９】
2014044249.tif 000011
【０１０４】
【表１０】
2014044249.tif 000012
【０１０５】
以上の数値実施例２に係る可変焦点距離レンズ系２の収差性能を図１２〜図１９に示す。各収差はいずれも無限遠合焦時のものである。図１２および図１６は広角端における収差を示す。図１３および図１７は第１中間焦点距離における収差を示す。図１４および図１８は第２中間焦点距離における収差を示す。図１５および図１９は望遠端における収差を示す。
【０１０６】
図１２〜図１５には収差図として、球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、および横収差を示す。図１６〜図１９には像ぶれ補正時の横収差を示す。これらの各収差図には、ｄ線（５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はメリジオナル方向の収差を示す。横収差図において、Ａは画角、ｙは像高を示す。
【０１０７】
以上の各収差図から分かるように、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は明らかである。
【０１０８】
［数値実施例３］
［表１１］〜［表１３］は、図１０に示した第３の構成例に係る可変焦点距離レンズ系３に対応する具体的なレンズデータを示している。特に［表１１］にはその基本的なレンズデータを示し、［表１２］には非球面に関するデータを示す。［表１３］にはその他のデータを示す。この数値実施例３に係る可変焦点距離レンズ系３は、変倍に伴って第１ないし第５の各レンズ群が移動するため、各レンズ群の前後の面間隔の値は可変となっている。この可変の面間隔のデータを［表１３］に示す。［表１１］にはまた、各変倍域における全系の焦点距離、半画角、Ｆナンバーの値を示す。
【０１０９】
この数値実施例３では、第９面、第１４面、第１５面、第２２面、第２３面、および第２４面が非球面となっている。
【０１１０】
［表１４］には、０．５度の像ぶれ補正時における第１のサブレンズ群ＧＡのシフト量を示す。
【０１１１】
［表１５］には、上述の各条件式に関する値を示す。［表１５］から分かるように、この数値実施例３に係る可変焦点距離レンズ系３は、各条件式の値を満たしている。
【０１１２】
【表１１】
2014044249.tif 000013
【０１１３】
【表１２】
2014044249.tif 000014
【０１１４】
【表１３】
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【０１１５】
【表１４】
2014044249.tif 000016
【０１１６】
【表１５】
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【０１１７】
以上の数値実施例３に係る可変焦点距離レンズ系３の収差性能を図２１〜図２８に示す。各収差はいずれも無限遠合焦時のものである。図２１および図２５は広角端における収差を示す。図２２および図２６は第１中間焦点距離における収差を示す。図２３および図２７は第２中間焦点距離における収差を示す。図２４および図２８は望遠端における収差を示す。
【０１１８】
図２１〜図２４には収差図として、球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、および横収差を示す。図２５〜図２８には像ぶれ補正時の横収差を示す。これらの各収差図には、ｄ線（５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はメリジオナル方向の収差を示す。横収差図において、Ａは画角、ｙは像高を示す。
【０１１９】
以上の各収差図から分かるように、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は明らかである。
【０１２０】
＜７．その他の実施の形態＞
本開示による技術は、上記実施の形態および実施例の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記各数値実施例において示した各部の形状および数値は、いずれも本技術を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本技術の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【０１２１】
また、上記実施の形態および実施例では、実質的に５つのレンズ群からなる構成について説明したが、実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた構成であっても良い。
【０１２２】
また例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
［１］
物体側より順に、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、負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レンズ群とが配置されると共に、前記第３レンズ群よりも像側に開口絞りが配置され、
広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が減少するように、前記第１ないし第５の各レンズ群が移動し、
前記第５レンズ群が、第１のサブレンズ群と、前記第１のサブレンズ群よりも像側に配置される第２のサブレンズ群とにより構成され、
前記第１のサブレンズ群を光軸に垂直な方向にシフトすることにより、像シフトが可能であり、
以下の条件式を満足する
可変焦点距離レンズ系。
０．６＜Ｄａ／ｆｗ＜０．９  ……（１）
ただし、
Ｄａ：広角端状態における前記開口絞りから前記第１のサブレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸に沿った距離
とする。
［２］
以下の条件式を満足する
上記［１］に記載の可変焦点距離レンズ系。
１．２＜β５Ｂ＜１．７  ……（２）
ただし、
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
β５Ｂ：前記第２のサブレンズ群の広角端状態における横倍率
とする。
［３］
以下の条件式を満足する
上記［１］または［２］に記載の可変焦点距離レンズ系。
−０．４＜（Ｒ５Ａ＋Ｒ５Ｂ）／（Ｒ５Ａ−Ｒ５Ｂ）＜０  ……（３）
ただし、
Ｒ５Ａ：前記第１のサブレンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径
Ｒ５Ｂ：前記第１のサブレンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径
とする。
［４］
前記第１のサブレンズ群は１つのレンズブロックにより構成されている
上記［３］に記載の可変焦点距離レンズ系。
［５］
以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［４］のいずれか１つに記載の可変焦点距離レンズ系。
−０．２５＜ｆｗ／ｆ１４ｗ＜０．１５  ……（４）
ただし、
ｆ１４ｗ：広角端状態における前記第１ないし第４レンズ群の合成焦点距離
とする。
［６］
以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［５］のいずれか１つに記載の可変焦点距離レンズ系。
０．２＜Ｄａ／Ｄｂ＜０．３５  ……（５）
ただし、
Ｄｂ：広角端状態における前記開口絞りから像面までの光軸に沿った距離
とする。
［７］
以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［６］のいずれか１つに記載の可変焦点距離レンズ系。
−０．７＜ｆｗ／ｆ１２ｗ＜−０．３５  ……（６）
ただし、
ｆ１２ｗ：広角端状態における前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成焦点距離
とする。
［８］
前記第２レンズ群は接合レンズを有し、以下の条件式を満足する
上記［１］ないし［７］のいずれか１つに記載の可変焦点距離レンズ系。
−０．３＜ｆｗ／Ｒ２３＜−０．０５  ……（７）
ただし、
Ｒ２３：前記第２レンズ群中の前記接合レンズの物体側のレンズ面の曲率半径
とする。
［９］
実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた
上記［１］ないし［８］のいずれか１つに記載の可変焦点距離レンズ系。
［１０］
可変焦点距離レンズ系と、前記可変焦点距離レンズ系によって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを含み、
前記可変焦点距離レンズ系は、
物体側より順に、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、負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レンズ群とが配置されると共に、前記第３レンズ群よりも像側に開口絞りが配置され、
広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が減少するように、前記第１ないし第５の各レンズ群が移動し、
前記第５レンズ群が、第１のサブレンズ群と、前記第１のサブレンズ群よりも像側に配置される第２のサブレンズ群とにより構成され、
前記第１のサブレンズ群を光軸に垂直な方向にシフトすることにより、像シフトが可能であり、
以下の条件式を満足する
撮像装置。
０．６＜Ｄａ／ｆｗ＜０．９  ……（１）
ただし、
Ｄａ：広角端状態における前記開口絞りから前記第１のサブレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸に沿った距離
とする。
［１１］
前記可変焦点距離レンズ系は、実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備える
上記［１０］に記載の撮像装置。
【符号の説明】
【０１２３】
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、ＧＡ…第１のサブレンズ群、ＧＢ…第２のサブレンズ群、Ｓ…開口絞り、Ｓｉｍｇ…像面、Ｚ１…光軸、１，２，３…可変焦点距離レンズ系、１０…カメラブロック、１１…レンズ系、１２…撮像素子、２０…カメラ信号処理部、３０…画像処理部、４０…ＬＣＤ、５０…Ｒ／Ｗ（リーダ／ライタ）、６０…ＣＰＵ、７０…入力部、８０…レンズ駆動制御部、１００…撮像装置、１０００…メモリカード。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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