(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、正の屈折力を有する第５レンズ群とからなり、
変倍時に各レンズ群の群間隔が変化し、
広角端から望遠端への変倍時に、前記第５レンズ群は、固定であって、少なくとも前記第２ないし第４レンズ群は、像側に移動し、
前記第３レンズ群は、単レンズで構成され、前記単レンズは、下記（１）の条件式を満たし、
前記第５レンズ群は、下記（３）の条件を満たす正レンズを少なくとも１枚含み、
無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第３レンズ群を像側に移動することによって合焦を行うこと
を特徴とする大口径変倍光学系。
０．２＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜０．７５      ・・・（１）
νｄ＞８０      ・・・（３）
ただし、
Ｒ１：前記単レンズの物体側の曲率半径
Ｒ２：前記単レンズの像面側の曲率半径
νｄ：前記第５レンズ群の前記正レンズのアッベ数
【請求項２】
下記（２）の条件式を満たすこと
を特徴とする請求項１に記載の大口径変倍光学系。
０．９＜ｆ５／ｆｗ＜１．４      ・・・（２）
ただし、
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端での全系の焦点距離
【請求項３】
下記（４）の条件式を満たすこと
を特徴とする請求項１に記載の大口径変倍光学系。
０．６８＜ｆ３／ｆ５＜０．９      ・・・（４）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
【請求項４】
下記（５）の条件式を満たすこと
を特徴とする請求項１に記載の大口径変倍光学系。
１＜ｆ１／ｆ５＜１．９      ・・・（５）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ５：前記第５レンズ群の焦点距離
【請求項５】
前記第５レンズ群は、物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第５ａレンズ群と、負の屈折力を有する第５ｂレンズ群と、正の屈折力を有する第５ｃレンズ群とからなるとともに、下記（６）の条件式を満たし、
前記第５ｂレンズ群を光軸に対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正を行うこと
を特徴とする請求項１に記載の大口径変倍光学系。
−０．６＜ｆ５ｂ／ｆ５ａ＜−１．２      ・・・（６）
ただし、
ｆ５ａ：前記第５ａレンズ群の焦点距離
ｆ５ｂ：前記第５ｂレンズ群の焦点距離
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の大口径変倍光学系と、
光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、
前記大口径変倍光学系が前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能とされていること
を特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変倍光学系に関し、特に、大口径な変倍光学系に関する。そして、本発明は、この大口径変倍光学系を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大口径な変倍光学系は、比較的古くから開発されており、様々なタイプが提案されている。典型的には、例えば、特許文献１ないし特許文献３に開示の変倍光学系（ズームレンズ）がある。
【０００３】
この特許文献１に開示のズームレンズは、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レンズ群とを備え、前記第４レンズ群は、正の屈折力を有する前群と正の屈折力を有する後群とを有し、広角端から望遠端への変倍時には、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レンズ群との間隔並びに前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔は非線形に変化するズームレンズであって、前記第４レンズ群の前群を光軸とほぼ直交する方向に移動させて防振するための変位手段を備えている。
【０００４】
また、前記特許文献２に開示のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力の第１群、変倍用の負の屈折力の第２群、変倍に伴い変動する像面を補正するための正の屈折力の第３群、そして、固定の正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を有し、該第１群は、正の屈折力の第１１群と光軸上移動させて焦点合わせを行う負の屈折力の第１２群を有しており、該第１２群は、像面側に凸面を向けた正レンズ１２Ｐと両レンズ面が凹面の負レンズ１２Ｎを有している。
【０００５】
前記特許文献３に開示の大口径比内焦式望遠ズームレンズは、物体側から順に、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とを備え、前記第２レンズ群Ｇ２および前記第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って移動させて変倍を行う望遠ズームレンズにおいて、前記第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群Ｇ１Ｆと、該前群Ｇ１Ｆよりも強い正の屈折力を有する後群Ｇ１Ｒとから構成され、前記第１レンズ群Ｇ１中の前記後群Ｇ１Ｒは、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス負レンズと、正レンズ成分とから構成され、前記第１レンズ群Ｇ１中の前記後群Ｇ１Ｒを光軸に沿って移動させて合焦を行い、前記第１レンズ群Ｇ１中の前記前群Ｇ１Ｆの焦点距離をｆ１Ｆとし、前記第１レンズ群Ｇ１中の前記後群Ｇ１Ｒの焦点距離をｆ１Ｒとし、無限遠物体合焦状態における前記前群Ｇ１Ｆの最も像側の面と前記後群Ｇ１Ｒの最も物体側の面との間の光軸に沿った距離をＤ１としたとき、０．００５＜ｆ１Ｒ／（ｆ１Ｆ・Ｄ１）＜０．０５５の条件を満足するものである。
【０００６】
このような典型的な変倍光学系（ズームレンズ）は、正負正正の４群構成、あるいは分割された群を個別に扱えば５群構成であって、変倍時には、第１群および最像側の群が固定とされ、合焦時には、第１群や第１群を分割した像側群（例えば前記第１２群）が光軸方向に移動され、合焦が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０２−２４４１１０号公報
【特許文献２】特開平０７−０９２４３１号公報
【特許文献３】特開２０００−０１９３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年、カメラ（撮像装置）は、いわゆる銀塩カメラではなく、デジタルカメラが一般的となってきており、さらにオートフォーカスによる静止画撮影が可能であるだけではなく、動画撮影等も可能となってきている。この動画撮影では、画像だけではなく音声等の音も同時に記録されることが通常である。このため、カメラや撮像レンズ（撮像光学系）で生じる作動音等の音を極力抑えることが要請されている。撮像レンズで生じる音は、一般に、合焦動作の際や手振れ補正動作の際に用いられるアクチュエーターの作動音であり、このアクチュエーターの作動音の静穏化を図る必要がある。アクチュエーターの作動音を低減することによって静穏化を図るためには、アクチュエーターの負荷を小さくすることが重要であり、したがって、合焦の際に移動する光学系の軽量化が求められる。
【０００９】
上記特許文献１ないし特許文献３に開示のズームレンズでは、合焦の際に移動する光学系が複数枚のレンズで構成されており、したがって、上記特許文献１ないし特許文献３に開示のズームレンズは、上記観点から不充分であった。
【００１０】
また、一般に、変倍光学系は、その全長が比較的長いため、持ち運びに適しておらず、その小型化も要望されている。
【００１１】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、小型化を図りつつ、合焦の際に移動する光学系をより軽量化した大口径の変倍光学系およびこの大口径の変倍光学系を備える撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下のような構成を有する変倍光学系および撮像装置を提供するものである。なお、以下の説明において使用されている用語は、本明細書においては、次の通り定義されているものとする。
（ａ）屈折率は、ｄ線の波長（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率である。
（ｂ）アッベ数は、ｄ線、Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．２８ｎｍ）に対する屈折率を各々ｎｄ、ｎＦ、ｎＣ、アッベ数をνｄとした場合に、
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）
の定義式で求められるアッベ数νｄをいうものとする。
（ｃ）レンズについて、「凹」、「凸」または「メニスカス」という表記を用いた場合、これらは光軸近傍（レンズの中心付近）でのレンズ形状を表しているものとする。
（ｄ）接合レンズを構成している各単レンズにおける屈折力（光学的パワー、焦点距離の逆数）の表記は、単レンズのレンズ面の両側が空気である場合におけるパワーである。
（ｅ）複合型非球面レンズに用いる樹脂材料は、基板ガラス材料の付加的機能しかないため、単独の光学部材として扱わず、基板ガラス材料が非球面を有する場合と同等の扱いとし、レンズ枚数も１枚として取り扱うものとする。そして、レンズ屈折率も基板となっているガラス材料の屈折率とする。複合型非球面レンズは、基板となるガラス材料の上に薄い樹脂材料を塗布して非球面形状としたレンズである。
【００１３】
一態様にかかる大口径変倍光学系は、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、正の屈折力を有する第５レンズ群とからなり、変倍時に各レンズ群の群間隔が変化し、広角端から望遠端への変倍時に、前記第５レンズ群は、固定であって、少なくとも前記第２ないし第４レンズ群は、像側に移動し、前記第３レンズ群は、単レンズで構成され、前記単レンズは、下記（１）の条件式を満たし、前記第５レンズ群は、下記（３）の条件を満たす正レンズを少なくとも１枚含み、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第３レンズ群を像側に移動することによって合焦を行うことを特徴とする。
【００１４】
このような構成の大口径変倍光学系では、この合焦（フォーカシング）の際に移動する第３レンズ群は、単レンズで構成されるので、より軽量化を図ることができる。そして、この合焦の際に移動する単レンズを、正負正負正の５群構成における第３レンズ群とするので、このような構成の大口径変倍光学系は、小型化を図りつつ、広角端から望遠端までの全ての撮影状態で良好な光学性能を実現することができる。
【００１５】
ここで、本発明で言う大口径とは、変倍光学系のＦナンバーが３未満、より具体的には、２１／２×２以下である場合を言う。
【００１６】
また、本発明で言う小型化（コンパクト化）とは、変倍光学系の全系において、広角端での最も物体側のレンズ面から像側焦点までの光軸上の距離をＴＬとし、そして、固体撮像素子の撮像面対角線長(固体撮像素子の矩形実効画素領域の対角線長)を２Ｙ’とする場合に、“ＴＬ／２Ｙ’＜６．０”を満たすレベルを言う。これによって変倍光学系全体のコンパクト化が可能となり、この結果、撮像装置全体の小型軽量化も可能となる。
【００１７】
そして、上述の大口径変倍光学系では、前記第３レンズ群の前記単レンズは、下記（１）の条件式を満たしている。
０．２＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜０．７５      ・・・（１）
ただし、Ｒ１は、前記単レンズの物体側の曲率半径であり、Ｒ２は、前記単レンズの像面側の曲率半径である。上記条件式（１）の値がその下限値を下回る場合には、前記単レンズにおける物体側の曲率半径Ｒ１が短くなり、特に近接状態において球面収差がアンダー側に大きく発生するので、解像力が低下するから、好ましくない。一方、上記条件式（１）の値がその上限値を上回る場合には、物体側の曲率半径Ｒ１が長くなるので、中心（光軸近傍）と周辺との像面のバランスが悪くなってしまい、好ましくない。その傾向は、特に近接状態で顕著になる。
【００１８】
そして、上述の大口径変倍光学系では、前記第５レンズ群は、下記（３）の条件を満たす正レンズを少なくとも１枚含む。
νｄ＞８０      ・・・（３）
ただし、νｄは、前記第５レンズ群の前記正レンズのアッベ数である。前記第５レンズ群が、上記条件式（３）の値がその上限値を上回る正レンズを備えることによって、軸上色収差および軸外色収差の発生を低減することができ、この結果、より良好な光学特性を実現することができる。
【００１９】
また、他の一態様では、上述の大口径変倍光学系において、下記（２）の条件式を満たすことを特徴とする。
０．９＜ｆ５／ｆｗ＜１．４      ・・・（２）
ただし、ｆ５は、前記第５レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは、広角端での全系の焦点距離である。
【００２０】
上記条件式（２）の値がその下限値を下回る場合には、第５レンズ群の焦点距離が短くなって軸外のコマ収差が大きくなるので、光学性能が良好でなくなってしまい、好ましくない。一方、上記条件式（２）の値がその上限値を上回る場合には、第５レンズ群の焦点距離が長くなって光学全長が長くなるので、持ち運びに適さない光学系となってしまい、好ましくない。
【００２３】
また、他の一態様では、上述の大口径変倍光学系において、下記（４）の条件式を満たすことを特徴とする。
０．６８＜ｆ３／ｆ５＜０．９      ・・・（４）
ただし、ｆ３は、前記第３レンズ群の焦点距離であり、ｆ５は、前記第５レンズ群の焦点距離である。
【００２４】
上記条件式（４）の値がその下限値を下回る場合には、第３レンズ群の焦点距離が短くなって近接時に球面収差の変動が大きくなるので、光学性能が良好でなくなってしまい、好ましくない。一方、上記条件式（４）の値がその上限値を上回る場合には、第３レンズ群の焦点距離が長くなる。したがって、フォーカス群である第３レンズ群における近接時の移動量が多くなり過ぎるため、合焦する場合に、他のレンズ群、例えば第２レンズ群や第４レンズ群と干渉（衝突）の虞が生じてしまい、好ましくない。
【００２５】
また、他の一態様では、上述の大口径変倍光学系において、下記（５）の条件式を満たすことを特徴とする。
１＜ｆ１／ｆ５＜１．９      ・・・（５）
ただし、ｆ１は、前記第１レンズ群の焦点距離であり、ｆ５は、前記第５レンズ群の焦点距離である。
【００２６】
上記条件式（５）の値がその下限値を下回る場合には、第１レンズ群の焦点距離が短くなって、特に望遠側で球面収差が大きくなるから、望遠側での光学性能が劣化してしまい、好ましくない。一方、上記条件式（５）の値がその上限値を上回る場合には、第５レンズ群の焦点距離が短くなるため、コンパクト化には有利になる。しかしながら、第５レンズ群で発生するコマ収差などが大きくなるから、光学性能が劣化してしまい、好ましくない。
【００２７】
また、他の一態様では、上述の大口径変倍光学系において、前記第５レンズ群は、物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第５ａレンズ群と、負の屈折力を有する第５ｂレンズ群と、正の屈折力を有する第５ｃレンズ群とからなるとともに、下記（６）の条件式を満たし、前記第５ｂレンズ群を光軸に対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正を行うことを特徴とする。
−０．６＜ｆ５ｂ／ｆ５ａ＜−１．２      ・・・（６）
ただし、ｆ５ａは、前記第５ａレンズ群の焦点距離であり、ｆ５ｂは、前記第５ｂレンズ群の焦点距離である。
【００２８】
この構成によれば、第５レンズ群が正負正のトリプレット構造であるので、このような構成の大口径変倍光学系は、像面湾曲の発生を抑えた良好な光学性能を実現することができる。そして、この構成によれば、手振れ補正を行う第５ｂレンズ群の前（入射光側）に正の屈折力を有する第５ａレンズ群が配置されているので、前記手振れ補正を行う第５ｂレンズ群に入射する光束の径を小さくすることができるから、このような構成の大口径変倍光学系は、前記手振れ補正を行う、すなわち、移動する第５ｂレンズ群の軽量化を実現することができる。さらに、上記条件式（６）の値がその下限値を下回る場合には、手振れ補正を行う第５ｂレンズ群の焦点距離が短くなって、手振れ補正の際にコマ収差の発生が増大するため、手振れ補正の際の光学性能が劣化してしまい、好ましくない。一方、上記条件式（５）の値がその上限値を上回る場合には、手振れ補正を行う第５ｂレンズ群の焦点距離が長くなって、手振れ補正の際に、この第５ｂレンズ群の移動量が増大するため、その移動方向に配置されている他の部材（例えば鏡筒等）と干渉（衝突）の虞が生じてしまい、好ましくない。
【００２９】
また、他の一態様にかかる撮像装置は、上述のいずれかに記載の大口径変倍光学系と、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、前記大口径変倍光学系が前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能とされていることを特徴とする。
【００３０】
このような構成の撮像装置は、小型化を図りつつ、合焦の際に移動する光学系をより軽量化することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明にかかる大口径変倍光学系および撮像装置は、小型化を図りつつ、合焦の際に移動する光学系をより軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態における変倍光学系の説明のための、その構成を模式的に示したレンズ断面図である。
【図２】主光線の像面入射角の定義を示す模式図である。
【図３】実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図４】実施例１における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図５】実施例２における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図６】実施例３における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図７】実施例４における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図８】実施例５における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図９】実施例６における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。
【図１０】実施例１の変倍光学系における無限遠端の場合の収差図である。
【図１１】実施例１の変倍光学系における無限遠端の場合の横収差図である。
【図１２】実施例１の変倍光学系における最近接端の場合の収差図である。
【図１３】実施例１の変倍光学系における最近接端の場合の横収差図である。
【図１４】実施例２の変倍光学系における無限遠端の場合の収差図である。
【図１５】実施例２の変倍光学系における無限遠端の場合の横収差図である。
【図１６】実施例２の変倍光学系における最近接端の場合の収差図である。
【図１７】実施例２の変倍光学系における最近接端の場合の横収差図である。
【図１８】実施例３の変倍光学系における無限遠端の場合の収差図である。
【図１９】実施例３の変倍光学系における無限遠端の場合の横収差図である。
【図２０】実施例３の変倍光学系における最近接端の場合の収差図である。
【図２１】実施例３の変倍光学系における最近接端の場合の横収差図である。
【図２２】実施例４の変倍光学系における無限遠端の場合の収差図である。
【図２３】実施例４の変倍光学系における無限遠端の場合の横収差図である。
【図２４】実施例４の変倍光学系における最近接端の場合の収差図である。
【図２５】実施例４の変倍光学系における最近接端の場合の横収差図である。
【図２６】実施例５の変倍光学系における無限遠端の場合の収差図である。
【図２７】実施例５の変倍光学系における無限遠端の場合の横収差図である。
【図２８】実施例５の変倍光学系における最近接端の場合の収差図である。
【図２９】実施例５の変倍光学系における最近接端の場合の横収差図である。
【図３０】実施例６の変倍光学系における無限遠端の場合の収差図である。
【図３１】実施例６の変倍光学系における無限遠端の場合の横収差図である。
【図３２】実施例６の変倍光学系における最近接端の場合の収差図である。
【図３３】実施例６の変倍光学系における最近接端の場合の横収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。また、接合レンズにおけるレンズ枚数は、接合レンズ全体で１枚ではなく、接合レンズを構成する単レンズの枚数で表すこととする。
【００３４】
＜実施の一形態の大口径変倍光学系の説明＞
図１は、実施形態における大口径変倍光学系の説明のための、その構成を模式的に示したレンズ断面図である。図１（Ａ）は、広角端（ＷＩＤＥ）の場合を示し、図１（Ｂ）は、望遠端（ＴＥＬＥ）の場合を示している。図２は、主光線の像面入射角の定義を示す模式図である。なお、以下において、主光線の像面入射角は、図２に示すように、撮像面への入射光線のうち最大画角の主光線の、像面に立てた垂線に対する角度（ｄｅｇ、度）αであり、像面入射角αは、射出瞳位置が像面より物体側にある場合の主光線角度を正方向とする。
【００３５】
図１において、この大口径変倍光学系１は、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子１８の受光面（像面）上に、物体（被写体）の光学像を形成するものであって、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１１と、負の屈折力を有する第２レンズ群１２と、正の屈折力を有する第３レンズ群１３と、負の屈折力を有する第４レンズ群１４と、正の屈折力を有する第５レンズ群１５とからなる。なお、図１で例示した変倍光学系１は、後述する実施例１の大口径変倍光学系１Ａ（図４）と同じ構成である。
【００３６】
より詳細には、図１に示す例では、第１レンズ群１１は、物体側より像側へ順に、物体側に凸の正メニスカスレンズ１１１と、物体側に凸の正メニスカスレンズ１１２と、物体側に凸の正メニスカスレンズ１１３とから構成されてなる。正メニスカスレンズ１１１と正メニスカスレンズ１１２とは、接合レンズである。
【００３７】
第２レンズ群１２は、広角端から望遠端への変倍において単調に増加するように物体側から像側へ移動し、両凸の正レンズ１２１と、両凹の負レンズ１２２と、物体側に凸の負メニスカスレンズ１２３と、物体側に凸の正メニスカスレンズ１２４と、両凹の負レンズ１２５とから構成されてなる。正レンズ１２１と負レンズ１２２とは、接合レンズであり、負メニスカスレンズ１２３と正メニスカスレンズ１２４とは、接合レンズである。
【００３８】
第３レンズ群１３は、広角端から望遠端への変倍において像側に凸の曲線を描くように移動し、両凸の正レンズ１３１で構成されてなる。すなわち、第３レンズ群１３は、単レンズ１３１で構成されてなる。そして、合焦は、この第３レンズ群１３を光軸方向に沿って移動させることによって行われる。より具体的には、第３レンズ群１３は、無限遠物体から近距離物体への合焦時に像側に移動し、これによって合焦が行われる。
【００３９】
第４レンズ群１４は、広角端から望遠端への変倍において単調に増加するように物体側から像側へ移動し、像側に凸の負メニスカスレンズ１４１で構成されてなる。すなわち、第４レンズ群１４は、単レンズ１４１で構成されてなる。
【００４０】
第５レンズ群１５は、変倍において固定され、両凸の正レンズ１５１と、両凸の正レンズ１５２と、両凹の負レンズ１５３と、像側に凸の負メニスカスレンズ１５４と、両凹の負レンズ１５５と、両凸の正レンズ１５６と、像側に凸の負メニスカスレンズ１５７と、両凸の正レンズ１５８とから構成されてなる。正レンズ１５２と負レンズ１５３とは、接合レンズであり、負メニスカスレンズ１５４と負レンズ１５５とは、接合レンズである。
【００４１】
そして、図１に示す例では、第５レンズ群１５は、手振れ補正を行うためのレンズ群を含んでいる。より具体的には、この第５レンズ群１５において、正レンズ１５１と正レンズ１５２と負レンズ１５３とは、正の屈折力を有する第５ａレンズ群を構成し、負メニスカスレンズ１５４と負レンズ１５５とは、負の屈折力を有する第５ｂレンズ群を構成し、正レンズ１５６と負メニスカスレンズ１５７と正レンズ１５８とは、正の屈折力を有する第５ｃレンズ群を構成し、前記第５ｂレンズ群を光軸ＡＸに対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正が行われる。
【００４２】
手振れ補正は、例えば、振動ジャイロと呼ばれるセンサによって手振れを検出し、所定の移動機構によってこの負の第５ｂレンズ群を、前記検出した手振れを打ち消すように前記検出した手振れの手振れ量に応じて光軸に直交する方向にシフトすることによって行われる。このような光学系シフト式の手振れ補正は、例えば、特開２００７−１５０９９６号公報および特開２０１０−１３６２６９号公報等に開示されている。
【００４３】
そして、この大口径変倍光学系１には、光学絞りＳＴが第５レンズ群１５の物体側（正レンズ１５１の物体側）に配置されており、光学絞りＳＴは、開口絞りであってよく、また、メカニカルシャッタであってもよい。
【００４４】
さらに、この大口径変倍光学系１の像側には、フィルタ１７や撮像素子１８が配置される。フィルタ１７は、平行平板状の光学素子であり、各種光学フィルタや、撮像素子のカバーガラス等を模式的に表したものである。使用用途、撮像素子、カメラの構成等に応じて、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ等の光学フィルタを適宜に配置することが可能である。撮像素子１８は、この大口径変倍光学系１によって結像された被写体の光学像における光量に応じてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各成分の画像信号に光電変換して所定の画像処理回路（不図示）へ出力する素子である。これらによって物体側の被写体の光学像が、大口径変倍光学系１によりその光軸ＡＸに沿って適宜な変倍比で撮像素子１８の受光面まで導かれ、撮像素子１８によって前記被写体の光学像が撮像される。
【００４５】
このような構成の大口径変倍光学系１では、この合焦（フォーカシング）の際に移動する第３レンズ群１３は、単レンズ１３１で構成されるので、より軽量化を図ることができる。そして、この合焦の際に移動する単レンズ１３１を、正負正負正の５群構成における第３レンズ群１３とするので、このような構成の大口径変倍光学系１は、小型化を図りつつ、広角端から望遠端までの全ての撮影状態で良好な光学性能を実現することができる。すなわち、広角端から望遠端までの全ての撮影状態で良好な光学性能が維持され、光学特性の変動が抑制されて少ない。
【００４６】
また、このような構成の大口径変倍光学系１において、第３レンズ群１３の前記単レンズ１３１における物体側の曲率半径をＲ１とし、第３レンズ群１３の前記単レンズ１３１における像側の曲率半径をＲ２とする場合に、下記（１）の条件式を満たすことが好ましい。
０．２＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜０．７５      ・・・（１）
上記条件式（１）は、この大口径変倍光学系１に対し物体距離（被写体までの距離）が変化した場合でもより良好な光学性能を得るために、前記単レンズ１３１における、光軸ＡＸを光軸ＡＸに沿って含む断面形状を規定するものである。上記条件式（１）の値がその下限値を下回る場合には、前記単レンズ１３１における物体側の曲率半径Ｒ１が短くなり、特に近接状態において球面収差がアンダー側に大きく発生するので、解像力が低下するから、好ましくない。一方、上記条件式（１）の値がその上限値を上回る場合には、前記物体側の曲率半径Ｒ１が長くなるので、中心（光軸近傍）と周辺との像面のバランスが悪くなってしまい、好ましくない。その傾向は、特に近接状態で顕著になる。このように前記単レンズ１３１が上記条件式（１）を満たすことによって、合焦のために移動する第３レンズ群１３を単レンズ化することが可能となる。
【００４７】
また、このような観点から、大口径変倍光学系１は、下記条件式（１Ａ）を満たすことがより好ましい。
０．２４＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜０．７０      ・・・（１Ａ）
また、このような構成の大口径変倍光学系１において、第５レンズ群１５の焦点距離をｆ５とし、広角端での全系の焦点距離をｆｗとする場合に、下記（２）の条件式を満たすことが好ましい。
０．９＜ｆ５／ｆｗ＜１．４      ・・・（２）
上記条件式（２）は、良好な光学性能を維持しつつ、光学全長をコンパクト化するために、第５レンズ群１５の焦点距離、すなわち、第５レンズ群１５の屈折力を規定するものである。上記条件式（２）の値がその下限値を下回る場合には、第５レンズ群１５の焦点距離ｆ５が短くなって軸外のコマ収差が大きくなるので、光学性能が良好でなくなってしまい、好ましくない。一方、上記条件式（２）の値がその上限値を上回る場合には、第５レンズ群１５の焦点距離ｆ５が長くなって光学全長が長くなるので、持ち運びに適さない光学系となってしまい、好ましくない。
【００４８】
また、このような観点から、大口径変倍光学系１は、下記条件式（２Ａ）を満たすことがより好ましい。
０．９４＜ｆ５／ｆｗ＜１．３７      ・・・（２Ａ）
また、このような構成の大口径変倍光学系１において、第５レンズ群１５は、下記（３）の条件を満たす正レンズを少なくとも１枚含むことが好ましい。
νｄ＞８０      ・・・（３）
ただし、νｄは、第５レンズ群１５の前記正レンズのアッベ数である。
【００４９】
第５レンズ群１５が、上記条件式（３）の値がその上限値を上回る正レンズを備えることによって、軸上色収差および軸外色収差の発生を低減することができ、この結果、このような構成の大口径変倍光学系１は、より良好な光学特性を実現することができる。
【００５０】
また、このような観点から、大口径変倍光学系１の第５レンズ群１５における前記正レンズは、下記条件式（３Ａ）を満たすことがより好ましい。
νｄ＞８１      ・・・（３Ａ）
また、このような構成の大口径変倍光学系１において、第３レンズ群１３の焦点距離をｆ３とし、第５レンズ群１５の焦点距離ｆ５とする場合に、下記（４）の条件式を満たすことが好ましい。
０．６８＜ｆ３／ｆ５＜０．９      ・・・（４）
上記条件式（４）は、コンパクトな光学系でありながら、物体距離が変化した場合でもより良好な光学特性を実現するために、第３レンズ群１３と第５レンズ群１５とにおける屈折力の負担割合を規定するものである。上記条件式（４）の値がその下限値を下回る場合には、第３レンズ群１３の焦点距離ｆ３が短くなって近接時に球面収差の変動が大きくなるので、光学性能が良好ではなくなってしまい、好ましくない。一方、上記条件式（４）の値がその上限値を上回る場合には、第３レンズ群１３の焦点距離ｆ３が長くなる。したがって、フォーカス群である第３レンズ群１３における近接時の移動量が多くなり過ぎるため、合焦する場合に、他のレンズ群、例えば第２レンズ群や第４レンズ群と干渉（衝突）の虞が生じてしまい、好ましくない。
【００５１】
また、このような観点から、大口径変倍光学系１は、下記条件式（４Ａ）を満たすことがより好ましい。
０．７３＜ｆ３／ｆ５＜０．８７      ・・・（４Ａ）
また、このような構成の大口径変倍光学系１において、第１レンズ群１１の焦点距離をｆ１とし、第５レンズ群１５の焦点距離をｆ５とする場合に、下記（５）の条件式を満たすことが好ましい。
１＜ｆ１／ｆ５＜１．９      ・・・（５）
上記条件式（５）は、コンパクトな光学系でありながら、より良好な光学特性を実現するために、第１レンズ群１１と第５レンズ群１５とにおける屈折力の負担割合を規定するものである。上記条件式（５）の値がその下限値を下回る場合には、第１レンズ群１１の焦点距離ｆ１が短くなって、特に望遠側で球面収差が大きくなるから、望遠側での光学性能が劣化してしまい、好ましくない。一方、上記条件式（５）の値がその上限値を上回る場合には、第５レンズ群１５の焦点距離ｆ５が短くなるため、コンパクト化には有利になる。しかしながら、第５レンズ群１５で発生するコマ収差などが大きくなるから、光学性能が劣化してしまい、前記コンパクト化の点を参酌しても総合的な観点から、好ましくない。
【００５２】
また、このような観点から、大口径変倍光学系１は、下記条件式（５Ａ）を満たすことがより好ましい。
１．１１＜ｆ１／ｆ５＜１．７０      ・・・（５Ａ）
また、このような構成の大口径変倍光学系１において、第５レンズ群１５は、前記第５ａレンズ群の焦点距離をｆ５ａとし、前記第５ｂレンズ群の焦点距離をｆ５ｂとする場合に、下記（６）の条件式を満たすことが好ましい。
−０．６＜ｆ５ｂ／ｆ５ａ＜−１．２      ・・・（６）
上記条件式（６）は、手振れ補正を行うための前記第５ｂンズ群の軽量化と手振れ補正時の光学性能を良好に維持するために、前記第５ａレンズ群と前記第５ｂレンズ群とにおける屈折力の負担割合を規定するものである。
【００５３】
上述したように、第５レンズ群は、正の屈折力を有する第５ａレンズ群と、負の屈折力を有する第５ｂレンズ群と、正の屈折力を有する第５ｃレンズ群とからなっており、第５レンズ群１５が正負正のトリプレット構造である。このため、このような構成の大口径変倍光学系１は、像面湾曲の発生を抑えた良好な光学性能を実現することができる。そして、この構成によれば、手振れ補正を行う前記第５ｂレンズ群の前（入射光側）に正の屈折力を有する前記第５ａレンズ群が配置されているので、前記手振れ補正を行う第５ｂレンズ群に入射する光束の径を小さくすることができるから、このような構成の大口径変倍光学系１は、前記手振れ補正を行う、すなわち、移動する前記第５ｂレンズ群の軽量化を実現することができる。
【００５４】
さらに、上記条件式（６）の値がその下限値を下回る場合には、前記手振れ補正を行う第５ｂレンズ群の焦点距離ｆ５ｂが短くなって、手振れ補正の際にコマ収差の発生が増大するため、手振れ補正の際の光学性能が劣化してしまい、好ましくない。一方、上記条件式（５）の値がその上限値を上回る場合には、手振れ補正を行う第５ｂレンズ群の焦点距離ｆ５ｂが長くなって、手振れ補正の際に、この第５ｂレンズ群の移動量が増大するため、その移動方向に配置されている他の部材（例えば鏡筒等）と干渉（衝突）の虞が生じてしまい、好ましくない。
【００５５】
また、このような構成の大口径変倍光学系１において、可動する各レンズ群やシャッター（不図示）等の駆動には、カムやステッピングモータ等が用いられても良いし、あるいは、圧電アクチュエータが用いられても良い。圧電アクチュエータを用いる場合では、駆動装置の体積および消費電力の増加を抑制しつつ、各群を独立に駆動させることも可能で、撮像装置の更なるコンパクト化を図ることができる。
【００５６】
また、このような構成の大口径変倍光学系１において、各レンズ群１１〜１５の各レンズ１１１〜１５８は、ガラスレンズであっても樹脂材料製レンズであってもよい。また、大口径変倍光学系１は、ガラスレンズおよび樹脂材料製レンズの両者を含むものであってもよい。特に、可動する第３レンズ群１３の単レンズ１３１は、軽量化の観点から、樹脂材料製レンズであってもよい。このように軽量化を図ることによって、動画撮影の際に、動きのある被写体に対し、合焦をより適切に追随させることが可能となる。また、特に、可動する、第５レンズ群１５の前記第５ｂレンズ群は、軽量化の観点から、樹脂材料製レンズであってもよい。
【００５７】
また、この樹脂材料製レンズを用いる場合では、樹脂材料（プラスチック）中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したレンズであることが好ましい。
【００５８】
一般に透明な樹脂材料に微粒子を混合させると、光が散乱し透過率が低下するので、光学材料として使用することが困難であったが、微粒子の大きさを透過光束の波長よりも小さくすることによって、光は、実質的に散乱しない。そして、樹脂材料は、温度上昇に伴って屈折率が低下してしまうが、無機粒子は、逆に、温度上昇に伴って屈折率が上昇する。このため、このような温度依存性を利用して互いに打ち消し合うように作用させることで、温度変化に対して屈折率変化がほとんど生じないようにすることができる。より具体的には、母材となる樹脂材料に最大長で３０ナノメートル以下の無機微粒子を分散させることによって、屈折率の温度依存性を低減した樹脂材料となる。例えば、アクリルに酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）の微粒子を分散させる。このような構成の反射屈折光学系１において、少なくとも１枚のレンズに、このような無機微粒子を分散させたプラスチック材料製レンズを用いることによって、反射屈折光学系１の環境温度変化に伴うバックフォーカスのずれを小さく抑えることが可能となる。
【００５９】
このような無機微粒子を分散させたプラスチック材料製レンズは、以下のように成形されることが好ましい。
【００６０】
屈折率の温度変化について説明すると、屈折率の温度変化ｎ（Ｔ）は、ローレンツ・ローレンツの式に基づいて、屈折率ｎを温度Ｔで微分することによって式Ｆで表される。
ｎ（Ｔ）＝（（ｎ２＋２）×（ｎ２−１））／６ｎ×（−３α＋（１／［Ｒ］）×（∂［Ｒ］／∂Ｔ））      ・・・（Ｆ）
ただし、αは、線膨張係数であり、［Ｒ］は、分子屈折である。
【００６１】
樹脂材料の場合では、一般に、屈折率の温度依存性に対する寄与は、式Ｆ中の第１項に較べて第２項が小さく、ほぼ無視することができる。例えば、ＰＭＭＡ樹脂の場合では、線膨張係数αは、７×１０−５であって、式１０に代入すると、ｎ（Ｔ）＝−１２×１０−５（／℃）となり、実測値と略一致する。
【００６２】
具体的には、従来は、−１２×１０−５［／℃］程度であった屈折率の温度変化ｎ（Ｔ）を、絶対値で８×１０−５［／℃］未満に抑えることが好ましい。さらに好ましくは、絶対値で６×１０−５［／℃］未満にすることである。
【００６３】
よって、このような樹脂材料としては、ポリオレフィン系の樹脂材料やポリカーボネイト系の樹脂材料やポリエステル系の樹脂材料が好ましい。ポリオレフィン系の樹脂材料では、屈折率の温度変化ｎ（Ｔ）は、約−１１×１０−５（／℃）となり、ポリカーボネイト系の樹脂材料では、屈折率の温度変化ｎ（Ｔ）は、約−１４×１０−５（／℃）となり、そして、ポリエステル系の樹脂材料では、屈折率の温度変化ｎ（Ｔ）は、約−１３×１０−５（／℃）となる。
【００６４】
＜大口径変倍光学系と組み合わせ可能な撮像装置の説明＞
次に、上述の大口径変倍光学系１と組み合わせられる、レフレックスミラーの無いミラーレスタイプの撮像装置について説明する。ここでは、大口径変倍光学系１がミラーレスタイプの撮像装置と組み合わされる場合について説明するが、レフレックスミラーがあるタイプの撮像装置と組み合わされてもよい。図３は、実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。図３において、撮像装置３は、交換レンズ装置４と、撮像装置本体５とを備えている。
【００６５】
交換レンズ装置４は、撮像装置本体５に対し着脱可能な光学系である。交換レンズ装置４は、撮像レンズとして機能する図１に示したような大口径変倍光学系１と、光軸方向にフォーカスレンズを駆動してフォーカシングを行うための図略のレンズ駆動装置や手ぶれ補正用のレンズ群を駆動して手ぶれ補正を行うための図略の移動機構等とを備えて構成される。
【００６６】
撮像装置本体５は、撮像素子５１と、第１表示装置５２と、ファインダ用の第２表示装置５３と、処理制御部５４と、接眼レンズ５５とを備えている。被写体からの光線は、大口径変倍光学系１によって撮像素子５１の受光面上に結像され、被写体の光学像となる。
【００６７】
撮像素子５１は、大口径変倍光学系１により結像された被写体の光学像をＲ，Ｇ，Ｂの色成分の電気信号（画像信号）に変換し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号として処理制御部５４に出力するものである。撮像素子５１は、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Devices）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）型イメージセンサ等の２次元イメージセンサ等である。処理制御部５４によって撮像素子５１における各画素の出力信号の読出し（水平同期、垂直同期、転送）等の撮像動作が制御され、撮像素子５１は、処理制御部５４によって静止画あるいは動画のいずれか一方の撮像を行う。
【００６８】
処理制御部５４は、撮像素子５１から出力されたＲ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号に基づいて被写体の画像における画像データを生成するものである。より具体的には、処理制御部５４は、撮像素子５１からのアナログ出力信号に対し、増幅処理、デジタル変換処理等を行うと共に、画像全体に対して適正な黒レベルの決定、γ補正、ホワイトバランス調整（ＷＢ調整）、輪郭補正および色ムラ補正等の周知の画像処理を行って、画像信号から画像データを生成する。そして、処理制御部５４は、この画像データに対し、解像度変換等の所定の画像処理を行う。処理制御部５４は、この画像データを第１表示装置５２および第２表示装置５３へそれぞれ出力する。また、処理制御部５４は、撮像装置本体５全体を制御する。この制御によって、撮像装置本体５は、被写体の静止画撮影および動画撮影の少なくとも一方の撮影を実行するよう制御される。処理制御部５４は、例えば、マイクロプロセッサ、記憶素子および周辺回路等を備えて構成される。
【００６９】
また、必要に応じて処理制御部５４は、撮像素子５１の受光面上に形成される被写体の光学像における歪みを補正する公知の歪み補正処理等の、大口径変倍光学系１では補正しきれなかった収差を補正するように構成されてもよい。歪み補正は、収差によって歪んだ画像を肉眼で見える光景と同様な相似形の略歪みのない自然な画像に補正するものである。このように構成することによって、大口径変倍光学系１によって撮像素子５１へ導かれた被写体の光学像に歪みが生じていたとしても、略歪みのない自然な画像を生成することが可能となる。また、このような歪みを情報処理による画像処理で補正する構成では、特に、歪曲収差を除く他の諸収差だけを考慮すればよいので、大口径変倍光学系１の設計の自由度が増し、設計がより容易となる。
【００７０】
また、必要に応じて処理制御部５４は、撮像素子５１の受光面上に形成される被写体の光学像における周辺照度落ちを補正する公知の周辺照度落ち補正処理を含んでもよい。周辺照度落ち補正（シェーディング補正）は、周辺照度落ち補正を行うための補正データを予め記憶しておき、撮影後の画像（画素）に対して補正データを乗算することによって実行される。周辺照度落ちが主に撮像素子５１における感度の入射角依存性、レンズの口径食およびコサイン４乗則等によって生じるため、前記補正データは、これら要因によって生じる照度落ちを補正するような所定値に設定される。このように構成することによって、大口径変倍光学系１によって撮像素子５１へ導かれた被写体の光学像に周辺照度落ちが生じていたとしても、周辺まで充分な照度を持った画像を生成することが可能となる。
【００７１】
なお、本実施形態では、撮像素子５１の撮像面における画素ピッチに対し、色フィルタやオンチップマイクロレンズアレイの配置のピッチを、シェーディングを軽減するように僅かに変化させることによって、シェーディング補正が行われてもよい。このような構成では、前記ピッチを僅かに変化させることによって、撮像素子５１における撮像面の周辺部に行くほど各画素に対し色フィルタやオンチップマイクロレンズアレイがシフトするため、斜入射の光束を効率的に各画素の受光部に導くことができる。これにより撮像素子５１で発生するシェーディングが小さく抑えられる。
【００７２】
第１表示装置５２は、撮像装置本体５の背面に配置され、処理制御部５４からの画像データによって被写体の画像を表示するものである。第１表示装置５２は、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）および有機ＥＬディスプレイ等である。第１表示装置５２によっていわゆるライブビューが表示される。
【００７３】
第２表示装置５３は、撮像装置本体５内に配置され、電子ビューファインダーとして、処理制御部５４からの画像データによって被写体の画像を表示するものである。第２表示装置５３は、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）および有機ＥＬディスプレイ等である。第２表示装置５３に表示された画像は、接眼レンズ５５を介して観察される。
【００７４】
なお、上述では、撮像装置３は、交換レンズタイプであるが、撮像装置本体と大口径変倍光学系１の撮像光学系とを一体に組み合わせた一体型であってもよい。また、第２表示装置５３および接眼レンズ５５は、省略されてもよい。また、手ぶれを検出する振動ジャイロや、前記検出結果に基づいて、前記手ぶれ補正用のレンズ群を駆動して手ぶれ補正を行うための前記図略の移動機構の制御を行う手ぶれ補正制御装置は、交換レンズ装置４に組み込まれてもよく、また、撮像装置本体５に組み込まれてもよい。あるいは、前記振動ジャイロおよび手ぶれ補正制御装置は、別々に、交換レンズ装置４および撮像装置本体５に組み込まれてもよい。
【００７５】
このような構成の撮像装置３において、まず、静止画を撮影する場合は、処理制御部５４は、撮像装置３および撮像装置本体４に静止画の撮影を行わせるように制御すると共に、図略の前記レンズ駆動装置を動作させ、フォーカスレンズを移動させることによってフォーカシングを行う。また、交換レンズ装置４の大口径変倍光学系１における前記レンズ群（図１に示す例では大口径変倍光学系１のレンズ５４およびレンズ５５の負レンズ群）によって手ぶれ補正も行われる。これにより、ピントの合った光学像が撮像素子５１の受光面に周期的に繰り返し結像され、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分の画像信号に変換された後、処理制御部５４に出力される。その画像信号は、処理制御部５４により画像処理が行われた後、その画像信号に基づく画像が第１および第２表示装置５２、５３のそれぞれに表示される。そして、撮影者は、第１表示装置５２または接眼レンズ５５を介して第２表示装置５３を参照することで、主被写体をその画面中の所望の位置に収まるように調整することが可能となる。この状態でいわゆるシャッターボタン（不図示）が押されることによって、処理制御部５４における、静止画用のメモリとしての記憶素子に画像データが格納され、静止画像が得られる。なお、変倍動作は、前記撮影者によって適宜に行われる。
【００７６】
また、動画撮影を行う場合は、処理制御部５４は、撮像装置３および撮像装置本体４に動画の撮影を行わせるように制御する。後は、静止画撮影の場合と同様にして、撮影者は、第１表示装置５２または接眼レンズ５５を介して第２表示装置５３を参照することで、被写体の像が、その画面中の所望の位置に収まるように調整することができる。前記シャッターボタン（不図示）が押されることによって、動画撮影が開始される。そして、動画撮影時、処理制御部５４は、撮像装置３および撮像装置本体４に動画の撮影を行わせるように制御すると共に、図略の前記レンズ駆動装置を動作させ、フォーカシングを行う。また、交換レンズ装置４の大口径変倍光学系１における前記レンズ群によって手ぶれ補正も行われる。これによって、ピントの合った光学像が撮像素子５１の受光面に周期的に繰り返し結像され、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分の画像信号に変換された後、処理制御部５４に出力される。その画像信号は、処理制御部５４により画像処理が行われた後、その画像信号に基づく画像が第１および第２表示装置５２、５３のそれぞれに表示される。そして、もう一度前記シャッターボタン（不図示）を押すことで、動画撮影が終了する。撮影された動画像は、処理制御部５４における、動画用のメモリとしての記憶素子に格納され、動画像が得られる。なお、変倍動作は、前記撮影者によって適宜に行われる。
【００７７】
このような構成の撮像装置３は、光学系シフト式手ぶれ補正機能を実現するための光学系を搭載した大口径変倍光学系１を備えるので、このような撮像装置３は、手ぶれ補正機能をより容易に装備することができる。
【００７８】
＜大口径変倍光学系のより具体的な実施形態の説明＞
以下、図１に示したような大口径変倍光学系１、すなわち図３に示したような撮像装置３に備えられる大口径変倍光学系１の具体的な構成を、図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００７９】
図４は、実施例１における大口径変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図４（Ａ）は、広角端（ＷＩＤＥ）の場合を示し、図４（Ｂ）は、望遠端（ＴＥＬＥ）の場合を示している。図４において、矢符は、変倍における各レンズ群の移動の様子を概略で示している。以上のような扱いは、以下に示す実施例２〜６にかかるレンズ群の配列を示す断面図である図５ないし図８においても同様である。
【００８０】
図１０ないし図１３は、実施例１における変倍光学系の収差図である。図１０は、無限遠端の場合における縦収差図であり、図１１は、無限遠端の場合における横収差図であり、図１２は、最近接端の場合における縦収差図であり、図１３は、最近接端の場合における横収差図である。これら図１０ないし図１３の各図において、その（Ａ）は、広角端（ＷＩＤＥ）の場合を示し、その（Ｂ）は、中間点（ＭＩＤＤＬＥ）の場合を示し、そして、その（Ｃ）は、望遠端（ＴＥＬＥ）の場合を示す。以上のような扱いは、以下に示す実施例２〜６にかかる収差図である図１４〜図１７；図１８〜図２１；図２２〜２４；図２６〜図２９；図３０〜図３３においても同様である。
【００８１】
実施例１の変倍光学系１Ａは、図４に示すように、各レンズ群Ｇｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３、Ｇｒ４、Ｇｒ５が物体側から像側へ順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｒ２と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３と、全体として負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｒ４と、全体として正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇｒ５とからなる正・負・正・負・正の５成分ズーム構成であり、変倍時（ズーミングの際）には、図４に示すように、最物体側に配置される第１レンズ群Ｇｒ１および最像側に配置される第５レンズ群Ｇｒ５は、固定され、第２ないし第４レンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ４は、移動する。光学絞りＳＴは、第５レンズ群Ｇｒ５の最物体側、すなわち、第４レンズ群Ｇｒ４と第５レンズ群Ｇｒ５との間に配置される。
【００８２】
より詳しくは、実施例１の変倍光学系１Ａは、各レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【００８３】
第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第２レンズＬ２）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）とから構成されてなる。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは、接合レンズである。
【００８４】
第２レンズ群Ｇｒ２は、両凸の正レンズ（第４レンズＬ４）と、両凹の負レンズ（第５レンズＬ５）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第６レンズＬ６）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第７レンズＬ７）と、両凹の負レンズ（第８レンズＬ８）とから構成されてなる。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とは、接合レンズであり、第６レンズＬ６と第７レンズＬ７とは、接合レンズである。
【００８５】
第３レンズ群Ｇｒ３は、両凸の正レンズ（第９レンズＬ９）で構成されてなる。すなわち、第３レンズ群Ｇｒ３は、第９レンズＬ９の単レンズで構成されてなる。
【００８６】
第４レンズ群Ｇｒ４は、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１０レンズＬ１０）で構成されてなる。すなわち、第４レンズ群Ｇｒ４は、第１０レンズＬ１０の単レンズで構成されてなる。
【００８７】
第５レンズ群Ｇｒ５は、両凸の正レンズ(第１１レンズＬ１１)と、両凸の正レンズ（第１２レンズＬ１２）と、両凹の負レンズ（第１３レンズ１３）と、像側に凸の正メニスカスレンズ（第１４レンズＬ１４）と、両凹の負レンズ（第１５レンズ１５）と、両凸の正レンズ（第１６レンズＬ１６）と、像側に凸の負メニスカスレンズ(第１７レンズ１７)と、両凸の正レンズ（第１８レンズＬ１８）とから構成されてなる。第１２レンズＬ１２と第１３レンズＬ１３とは、接合レンズであり、第１４レンズＬ１４と第１５レンズＬ１５とは、接合レンズである。
【００８８】
光学絞りＳＴは、本実施例では、開口絞りであるが、メカニカルシャッタであってもよい。後述の他の各実施例２〜６も同様である。
【００８９】
そして、第５レンズ群Ｇｒ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。
【００９０】
図４において、各レンズ面に付されている番号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）は、物体側から数えた場合のｉ番目のレンズ面（ただし、レンズの接合面は１つの面として数えるものとする。）である。なお、光学絞りＳＴ、平行平板ＦＴの両面および撮像素子ＳＲの受光面も１つの面として扱っている。このような取り扱いおよび符号の意義は、後述の実施例２ないし実施例６についても同様である（図５ないし図９）。ただし、全く同一のものであるという意味ではなく、例えば、各実施例１〜６の各図４〜図９を通じて、最も物体側に配置されるレンズ面には、同じ符号（ｒ１）が付されているが、これらの曲率などが各実施例１〜６を通じて同一であるという意味ではない。
【００９１】
このような構成の下で、物体側から入射した光線は、光軸ＡＸに沿って、順に第１レンズ群Ｇｒ１、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３、第４レンズ群Ｇｒ４、光学絞りＳＴ、第５レンズ群（Ｇｒ５）および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換される。この電気信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理などが施され、デジタル映像信号として例えばデジタルカメラ等のデジタル機器のメモリに記録されたり、有線あるいは無線の通信によって他のデジタル機器に伝送されたりする。
【００９２】
この実施例１の変倍光学系１Ａでは、広角端（ＷＩＤＥ）から中間点（ＭＩＤＤＬＥ）を経て望遠端（ＴＥＬＥ）への変倍時に、図４に示すように、第１レンズ群Ｇｒ１は、固定され、第２レンズ群Ｇｒ２は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、第３レンズ群Ｇｒ３は、像側に凸となる曲線を描くように移動され、第３４ンズ群Ｇｒ４は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、光学絞りＳＴは、固定され、そして、第５レンズ群Ｇｒ５は、固定される。
【００９３】
そして、合焦は、第３レンズ群Ｇｒ３を光軸方向に沿って移動させることによって行われる。より具体的には、第３レンズ群Ｇｒ３を構成する単レンズの第９レンズＬ９が、無限遠物体から近距離物体への合焦時に像側に移動し、これによって合焦が行われる。
【００９４】
また、本実施例では、第５レンズ群Ｇｒ５は、手振れ補正を行うためのレンズ群を含んでいる。より具体的には、この第５レンズ群Ｇｒ５において、第１１ないし第１３レンズＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３は、全体として正の屈折力を有する第５ａレンズ群を構成し、第１４および第１５レンズＬ１４、Ｌ１５は、全体として負の屈折力を有する第５ｂレンズ群を構成し、第１６ないし第１８レンズＬ１６、Ｌ１７、Ｌ１８は、全体として正の屈折力を有する第５ｃレンズ群を構成し、前記第５ｂレンズ群を光軸ＡＸに対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正が行われる。
【００９５】
実施例１の変倍光学系１Ａにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
【００９６】
数値実施例１
単位  ｍｍ
面データ
面番号            ｒ          ｄ            ｎｄ          νｄ
物面              ∞        ∞
１            55.908          1.2            1.84666      23.78
２            35.502          6.5            1.49700      81.61
３         19520.916          0.1
４            33.441          5.8            1.49700      81.61
５           605.665          1
６           390.909          2.75           1.84666      23.78
７           -33.753          0.9            1.73947      52.01
８            78.878          1.721
９           107.012          0.9            1.82875      41.75
１０          15.470          1.989          1.94595      17.98
１１          24.369          3.574
１２              -24.139          0.9            1.90265      35.70
１３         134.545         12.369
１４          81.729          3.047          1.77250      49.62
１５         -28.356          3.257
１６              -21.000          0.9            1.84666      23.78
１７         -33.468          9.047
１８（絞り）    ∞            1
１９          21.902          3.583          1.71575      51.53
２０         -56.302          0.1
２１          32.370          3.067          1.49700      81.61
２２         -23.633          0.9            1.84666      23.78
２３          59.851          3.347
２４         -62.004          2.621          1.84666      23.78
２５         -14.192          0.9            1.72342      37.99
２６          23.901          1.952
２７          36.585          2.382          1.73753      28.39
２８         -51.229          8.521
２９         -13.522          0.95           1.90265      35.70
３０         -32.683          3.5254
３１          30.872          2.996          1.71150      34.75   
３２        -410.456         11.000
３３              ∞        4.2             1.51680      64.17
３４              ∞        1
像面              ∞
各種データ
ズームレンズ群データ
群      始面      終面      焦点距離
１      １        ５        52.64
２      ６      １３       -13.33
３    １４      １５        27.58
４    １６      １７       -68.86
５    １９      ３２        37.01
Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ
無限遠物体（被写体距離；無限大）
広角端      中間点      望遠端
被写体との距離              ∞          ∞          ∞
第５面と第６面間          1.000       10.690       16.032
第１３面と第１４面間     12.369        7.988        1.500
第１５面と第１６面間      3.257        4.966        6.942
第１７面と第１８面間      9.047        2.030        1.200
近距離物体（被写体距離；最近接）
広角端      中間点      望遠端
被写体との距離          591          891          891
第５面と第６面間          1.000       10.690       16.032
第１３面と第１４面間     13.719       10.332        6.546
第１５面と第１６面間      1.909        2.622        1.897
第１７面と第１８面間      9.047        2.030        1.200
ズームデータ
ズーム比ｆｔ／ｆｗ  2.73    
広角      中間      望遠
焦点距離        35.80      61.74      97.70
画角（２ω）    33.57      19.85      12.62
ＢＦ             1.00       1.00       1.00
レンズ全長     108.00    108.000     108.00
Ｆナンバ         2.85      2.85       2.85
上記の面データにおいて、面番号は、図４に示した各レンズ面に付した符号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）の番号ｉが対応する。
【００９７】
また、“ｒ”は、各面の曲率半径（単位はｍｍ）、“ｄ”は、無限遠合焦状態での光軸上の各レンズ面の間隔（軸上面間隔）、“ｎｄ”は、各レンズのｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、“νｄ”は、アッベ数をそれぞれ示している。なお、光学絞りＳＴ、平行平面板ＦＴの両面、撮像素子ＳＲの受光面の各面は、平面であるために、それらの曲率半径は、∞（無限大）である。
【００９８】
以上のような扱いは、以下に示す実施例２〜６にかかるコンストラクションデータにおいても同様である。
【００９９】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例１の撮像レンズ１Ａにおける各収差を図１０ないし図１３に示す。図１０および図１２の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）において左から順に、球面収差、非点収差および歪曲収差をそれぞれ示す。球面収差の横軸は、焦点位置のずれをｍｍ単位で表しており、その縦軸は、最大入射高で規格化した値で表している。非点収差の横軸は、焦点位置のずれをｍｍ単位で表しており、その縦軸は、像高（ＩＭＧ  ＨＴ）をｍｍ単位で表している。歪曲収差の横軸は、実際の像高を理想像高に対する割合（％）で表しており、縦軸は、その像高をｍｍ単位で表している。また、非点収差の図中、破線は、タンジェンシャル（メリディオナル）面、実線は、サジタル（ラディアル）面における結果をそれぞれ表している。球面収差、非点収差および歪曲収差の図は、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）を用いた場合の結果である。
【０１００】
以上のような扱いは、以下に示す実施例２〜６にかかる縦収差を示す図１４、図１６；図１８、図２０；図２２、図２４；図２６、図２８；図３０、図３２においても同様である。
【０１０１】
また、図１１および図１３の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）において、左側がタンジェンシャル（メリディオナル）面の場合を示し、右側がサジタル（ラディアル）面の場合を示し、上から順に、中心（光軸ＡＸ）から有効領域端までの長さを１０割とした場合に、１０割位置の場合、８割位置の場合、５割位置の場合、４割位置の場合および中心位置の場合をそれぞれ示す。これら各図の横軸は、主光線に対する入射光線高さをｍｍ単位で表しており、これら各図の縦軸は、像面での主光線からのずれをｍｍ単位で表している。横収差図もｄ線を用いた場合の結果である。
【０１０２】
以上のような扱いは、以下に示す実施例２〜６にかかる横収差を示す図１５、図１７；図１９、図２１；図２３、図２５；図２７、図２９；図３１、図３３においても同様である。
【実施例２】
【０１０３】
図５は、実施例２における大口径変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図１４ないし図１７は、実施例２における変倍光学系の収差図である。図１４は、無限遠端の場合における縦収差図であり、図１５は、無限遠端の場合における横収差図であり、図１６は、最近接端の場合における縦収差図であり、図１７は、最近接端の場合における横収差図である。
【０１０４】
実施例２の変倍光学系１Ｂは、図５に示すように、各レンズ群Ｇｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３、Ｇｒ４、Ｇｒ５が物体側から像側へ順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｒ２と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３と、全体として負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｒ４と、全体として正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇｒ５とからなる正・負・正・負・正の５成分ズーム構成であり、変倍時（ズーミングの際）には、図５に示すように、最物体側に配置される第１レンズ群Ｇｒ１および最像側に配置される第５レンズ群Ｇｒ５は、固定され、第２ないし第４レンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ４は、移動する。光学絞りＳＴは、第５レンズ群Ｇｒ５に含まれている。より具体的には、最物体側に配置されるレンズにおける像側に配置される。
【０１０５】
より詳しくは、実施例２の変倍光学系１Ｂは、各レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１０６】
第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）と、両凸の正レンズ（第２レンズＬ２）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）とから構成されてなる。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは、接合レンズである。
【０１０７】
第２レンズ群Ｇｒ２は、両凸の正レンズ（第４レンズＬ４）と、両凹の負レンズ（第５レンズＬ５）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第６レンズＬ６）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第７レンズＬ７）と、両凹の負レンズ（第８レンズＬ８）とから構成されてなる。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とは、接合レンズであり、第６レンズＬ６と第７レンズＬ７とは、接合レンズである。
【０１０８】
第３レンズ群Ｇｒ３は、両凸の正レンズ（第９レンズＬ９）で構成されてなる。すなわち、第３レンズ群Ｇｒ３は、第９レンズＬ９の単レンズで構成されてなる。
【０１０９】
第４レンズ群Ｇｒ４は、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１０レンズＬ１０）で構成されてなる。すなわち、第４レンズ群Ｇｒ４は、第１０レンズＬ１０の単レンズで構成されてなる。
【０１１０】
第５レンズ群Ｇｒ５は、両凸の正レンズ(第１１レンズＬ１１)と、光学絞りＳＴと、両凸の正レンズ（第１２レンズＬ１２）と、両凹の負レンズ（第１３レンズ１３）と、像側に凸の正メニスカスレンズ（第１４レンズＬ１４）と、両凹の負レンズ（第１５レンズ１５）と、両凸の正レンズ（第１６レンズＬ１６）と、像側に凸の負メニスカスレンズ(第１７レンズ１７)と、両凸の正レンズ（第１８レンズＬ１８）とから構成されてなる。第１２レンズＬ１２と第１３レンズＬ１３とは、接合レンズであり、第１４レンズＬ１４と第１５レンズＬ１５とは、接合レンズである。
【０１１１】
そして、第５レンズ群Ｇｒ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。
【０１１２】
このような構成の下で、物体側から入射した光線は、光軸ＡＸに沿って、順に第１レンズ群Ｇｒ１、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３、第４レンズ群Ｇｒ４、第５レンズ群Ｇｒ５（光学絞りＳＴを含む）および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、上述のように処理される。
【０１１３】
この実施例２の変倍光学系１Ｂでは、広角端（ＷＩＤＥ）から中間点（ＭＩＤＤＬＥ）を経て望遠端（ＴＥＬＥ）への変倍時に、図５に示すように、第１レンズ群Ｇｒ１は、固定され、第２レンズ群Ｇｒ２は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、第３レンズ群Ｇｒ３は、像側に凸となる曲線を描くように移動され、第３４ンズ群Ｇｒ４は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、そして、第５レンズ群Ｇｒ５（光学絞りＳＴを含む）は、固定される。
【０１１４】
そして、合焦は、第３レンズ群Ｇｒ３を光軸方向に沿って移動させることによって行われる。より具体的には、第３レンズ群Ｇｒ３を構成する単レンズの第９レンズＬ９が、無限遠物体から近距離物体への合焦時に像側に移動し、これによって合焦が行われる。
【０１１５】
また、本実施例では、第５レンズ群Ｇｒ５は、手振れ補正を行うためのレンズ群を含んでいる。より具体的には、この第５レンズ群Ｇｒ５において、第１１ないし第１３レンズＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３は、全体として正の屈折力を有する第５ａレンズ群を構成し、第１４および第１５レンズＬ１４、Ｌ１５は、全体として負の屈折力を有する第５ｂレンズ群を構成し、第１６ないし第１８レンズＬ１６、Ｌ１７、Ｌ１８は、全体として正の屈折力を有する第５ｃレンズ群を構成し、前記第５ｂレンズ群を光軸ＡＸに対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正が行われる。
【０１１６】
実施例２の変倍光学系１Ｂにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
【０１１７】
数値実施例２
単位  ｍｍ
面データ
面番号            ｒ          ｄ            ｎｄ          νｄ
物面              ∞          ∞
１            62.623          0.9            1.84666      23.78
２            39.010          6.5            1.49700      81.61
３          -838.608          0.1
４            32.870          5.8            1.49700      81.61
５           428.400          1.160
６          2664.634          2.864          1.84666      23.78
７           -35.304          0.9            1.67790      50.71
８            29.536          2.246
９           254.092          0.9            1.88284      37.05
１０          18.359          2.673          1.92286      20.88
１１          99.034          2.356
１２         -26.459          0.9            1.91082      35.25
１３         103.605         13.893
１４          86.322          3.188          1.75500      52.315
１５         -30.901          3.420
１６         -23.024          0.9            1.84666      23.78
１７         -36.344          8.358
１８          21.926          3.720          1.6779       50.71
１９         -70.409          1
２０（絞り）    ∞            0.8
２１          28.117          3.517          1.49700      81.61
２２         -23.612          0.9            1.84666     237.85
２３          57.188          4.470
２４         -63.992          2.910          1.84666      23.78
２５         -13.583          0.9            1.72341      37.99
２６          20.324          1.788
２７          28.403          2.689          1.72685      30.64
２８         -57.906          7.587
２９         -12.917          0.95            1.91082      35.25
３０         -39.277          0.193
３１          42.772          3.316          1.71039      35.10
３２         -45.068         11.000
３３              ∞          4.2            1.51680      64.17
３４              ∞          1
像面              ∞
各種データ
ズームレンズ群データ
群      始面      終面      焦点距離
１      １        ５        53.01
２      ６      １３       -14.27
３    １４      １５        30.50
４    １６      １７       -76.57
５    １８      ３２        37.60
Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ
無限遠物体（被写体距離；無限大）
広角端      中間点      望遠端
被写体との距離              ∞          ∞          ∞
第５面と第６面間          1.160       11.068       16.603
第１３面と第１４面間     13.893        8.913        1.500
第１５面と第１６面間      3.420        5.652        7.526
第１７面と第１８面間      8.358        1.202        1.200
近距離物体（被写体距離；最近接）
広角端      中間点      望遠端
被写体との距離          591          891          891
第５面と第６面間          1.160       11.068       16.603
第１３面と第１４面間     15.382       11.497        7.162
第１５面と第１６面間      1.936        3.067        1.868
第１７面と第１８面間      8.358        1.202        1.200
ズームデータ
ズーム比ｆｔ／ｆｗ  2.73    
広角      中間      望遠
焦点距離        35.81      61.74      97.70
画角（２ω）    33.57      19.85      12.62
ＢＦ             1.00       1.00       1.00
レンズ全長     108.00    108.000     108.00
Ｆナンバ         2.85      2.85       2.85
上記の面データにおいて、面番号は、図５に示した各レンズ面に付した符号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）の番号ｉが対応する。
【０１１８】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例２の撮像レンズ１Ｂにおける各収差を図１４ないし図１７に示す。
【実施例３】
【０１１９】
図６は、実施例３における大口径変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図１８ないし図２１は、実施例３における変倍光学系の収差図である。図１４は、無限遠端の場合における縦収差図であり、図１５は、無限遠端の場合における横収差図であり、図１６は、最近接端の場合における縦収差図であり、図１７は、最近接端の場合における横収差図である。
【０１２０】
実施例３の変倍光学系１Ｃは、図６に示すように、各レンズ群Ｇｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３、Ｇｒ４、Ｇｒ５が物体側から像側へ順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｒ２と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３と、全体として負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｒ４と、全体として正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇｒ５とからなる正・負・正・負・正の５成分ズーム構成であり、変倍時（ズーミングの際）には、図６に示すように、最物体側に配置される第１レンズ群Ｇｒ１および最像側に配置される第５レンズ群Ｇｒ５は、固定され、第２ないし第４レンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ４は、移動する。光学絞りＳＴは、第５レンズ群Ｇｒ５に含まれている。より具体的には、最物体側に配置されるレンズにおける像側に配置される。
【０１２１】
より詳しくは、実施例３の変倍光学系１Ｃは、各レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１２２】
第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第２レンズＬ２）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）とから構成されてなる。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは、接合レンズである。
【０１２３】
第２レンズ群Ｇｒ２は、両凹の負レンズ（第４レンズＬ４）と、両凹の負レンズ（第５レンズＬ５）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第６レンズＬ６）と、両凹の負レンズ（第７レンズＬ７）とから構成されてなる。第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは、接合レンズである。
【０１２４】
第３レンズ群Ｇｒ３は、両凸の正レンズ（第８レンズＬ８）で構成されてなる。すなわち、第３レンズ群Ｇｒ３は、第８レンズＬ８の単レンズで構成されてなる。
【０１２５】
第４レンズ群Ｇｒ４は、像側に凸の正メニスカスレンズ（第９レンズＬ９）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１０レンズＬ１０）とから構成されてなる。第９レンズＬ９と第１０レンズＬ１０とは、接合レンズである。
【０１２６】
第５レンズ群Ｇｒ５は、両凸の正レンズ(第１１レンズＬ１１)と、光学絞りＳＴと、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第１２レンズＬ１２）と、両凹の負レンズ（第１３レンズＬ１３）と、両凸の正レンズ（第１４レンズＬ１４）と、両凸の正レンズ（第１５レンズ１５）と、両凹の負レンズ（第１６レンズＬ１６）と、両凸の正レンズ（第１７レンズＬ１７）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１８レンズＬ１８）と、両凸の正レンズ（第１９レンズＬ１９）とから構成されてなる。第１３レンズＬ１３と第１４レンズＬ１４とは、接合レンズであり、第１５レンズＬ１５と第１６レンズＬ１６とは、接合レンズである。
【０１２７】
そして、第５レンズ群Ｇｒ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。
【０１２８】
このような構成の下で、物体側から入射した光線は、光軸ＡＸに沿って、順に第１レンズ群Ｇｒ１、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３、第４レンズ群Ｇｒ４、第５レンズ群Ｇｒ５（光学絞りＳＴを含む）および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、上述のように処理される。
【０１２９】
この実施例３の変倍光学系１Ｃでは、広角端（ＷＩＤＥ）から中間点（ＭＩＤＤＬＥ）を経て望遠端（ＴＥＬＥ）への変倍時に、図６に示すように、第１レンズ群Ｇｒ１は、固定され、第２レンズ群Ｇｒ２は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、第３レンズ群Ｇｒ３は、像側に凸となる曲線を描くように移動され、第４ンズ群Ｇｒ４は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、そして、第５レンズ群Ｇｒ５（光学絞りＳＴを含む）は、固定される。
【０１３０】
そして、合焦は、第３レンズ群Ｇｒ３を光軸方向に沿って移動させることによって行われる。より具体的には、第３レンズ群Ｇｒ３を構成する単レンズの第８レンズＬ８が、無限遠物体から近距離物体への合焦時に像側に移動し、これによって合焦が行われる。
【０１３１】
また、本実施例では、第５レンズ群Ｇｒ５は、手振れ補正を行うためのレンズ群を含んでいる。より具体的には、この第５レンズ群Ｇｒ５において、第１１ないし第１４レンズＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４は、全体として正の屈折力を有する第５ａレンズ群を構成し、第１５および第１６レンズＬ１５、Ｌ１６は、全体として負の屈折力を有する第５ｂレンズ群を構成し、第１７ないし第２０レンズＬ１７、Ｌ１８、Ｌ１９、Ｌ２０は、全体として正の屈折力を有する第５ｃレンズ群を構成し、前記第５ｂレンズ群を光軸ＡＸに対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正が行われる。
【０１３２】
実施例３の変倍光学系１Ｃにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
【０１３３】
数値実施例３
単位  ｍｍ
面データ
面番号            ｒ          ｄ            ｎｄ          νｄ
物面              ∞          ∞
１            54.903          0.95          1.846663      23.78
２            36.373          6.5           1.496997      81.61
３           739.117          0.1
４            32.765          5.8           1.496997      81.61
５           621.077          1.121
６         -1670.819          0.95          1.754999      52.32
７            27.281          3.147
８           -66.471          0.95          1.754999      52.32
９            20.989          3.434         1.846663      23.78
１０        -142.615          1.612
１１         -31.514          0.95          1.754999      52.32
１２         110.057         13.822
１３          95.239          3.424          1.754999      52.32
１４         -32.232          2.549
１５         -25.925          1.129         1.496997      81.61
１６         -24.123          0.95          1.797532      27.66
１７         -46.445          8.741
１８          20.305          3.723          1.754999      52.32
１９        -456.964          1
２０（絞り）    ∞            1
２１           2.10E+01       1.943           1.82114       42.56
２２          39.376          1.105
２３        -214.977          0.95            1.871764       2.98
２４          11.166          4.480           1.496997      81.61
２５         -70.261          4.450
２６         126.819          3.644           1.84666       23.78
２７         -12.499          0.95            1.846104      38.78
２８          15.757          1.473
２９          25.101          2.605           1.700277      38.69
３０         -59.927          1.891
３１         -15.917          0.95            1.90265      35.70
３２         -68.716          0.1
３３          26.115          2.867          1.681089      48.50
３４          -2.16E+02      14.741
３５              ∞        4.2              1.5168       64.17
３６              ∞        1
像面              ∞
各種データ
ズームレンズ群データ
群      始面      終面      焦点距離
１      １        ５        52.15
２      ６      １２       -15.02
３    １３      １４        32.27
４    １５      １７       -70.92
５    １８      ３４        37.32
Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ
無限遠物体（被写体距離；無限大）
広角端      中間点      望遠端
被写体との距離              ∞          ∞          ∞
第５面と第６面間          1.121       11.260       17.065
第１２面と第１３面間     13.822        8.817        1.000
第１４面と第１５面間      2.549        5.153        7.167
第１７面と第１８面間      8.741        1.000        1.000
近距離物体（被写体距離；最近接）
広角端      中間点      望遠端
被写体との距離          585          880         1080
第５面と第６面間          1.121       11.260       17.065
第１２面と第１３面間     15.375       11.442        5.855
第１４面と第１５面間      1.000        2.529        2.316
第１７面と第１８面間      8.741        1.000        1.000
ズームデータ
ズーム比ｆｔ／ｆｗ  2.73    
広角      中間      望遠
焦点距離        35.81      61.74      97.70
画角（２ω）    33.57      19.85      12.62
ＢＦ             1.00       1.00       1.00
レンズ全長     108.00    108.000     108.00
Ｆナンバ         2.85      2.85       2.85
上記の面データにおいて、面番号は、図６に示した各レンズ面に付した符号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）の番号ｉが対応する。
【０１３４】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例３の撮像レンズ１Ｃにおける各収差を図１８ないし図２１に示す。
【実施例４】
【０１３５】
図７は、実施例４における大口径変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図２２ないし図２５は、実施例４における変倍光学系の収差図である。図２２は、無限遠端の場合における縦収差図であり、図２３は、無限遠端の場合における横収差図であり、図２４は、最近接端の場合における縦収差図であり、図２５は、最近接端の場合における横収差図である。
【０１３６】
実施例４の変倍光学系１Ｄは、図７に示すように、各レンズ群Ｇｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３、Ｇｒ４、Ｇｒ５が物体側から像側へ順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｒ２と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３と、全体として負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｒ４と、全体として正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇｒ５とからなる正・負・正・負・正の５成分ズーム構成であり、変倍時（ズーミングの際）には、図７に示すように、最物体側に配置される第１レンズ群Ｇｒ１および最像側に配置される第５レンズ群Ｇｒ５は、固定され、第２ないし第４レンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ４は、移動する。光学絞りＳＴは、第５レンズ群Ｇｒ５に含まれている。より具体的には、最物体側に配置されるレンズにおける像側に配置される。
【０１３７】
より詳しくは、実施例４の変倍光学系１Ｄは、各レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１３８】
第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）と、両凸の正レンズ（第２レンズＬ２）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）とから構成されてなる。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは、接合レンズである。
【０１３９】
第２レンズ群Ｇｒ２は、両凹の負レンズ（第４レンズＬ４）と、両凸の正レンズ（第５レンズＬ５）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第６レンズＬ６）と、両凹の負レンズ（第７レンズＬ７）と、両凸の正レンズ（第８レンズＬ８）と、両凹の負レンズ（第９レンズＬ９）とから構成されてなる。第８レンズＬ８と第９レンズＬ９とは、接合レンズである。
【０１４０】
第３レンズ群Ｇｒ３は、両凸の正レンズ（第１０レンズＬ１０）で構成されてなる。すなわち、第３レンズ群Ｇｒ３は、第１０レンズＬ１０の単レンズで構成されてなる。
【０１４１】
第４レンズ群Ｇｒ４は、像側に凸の正メニスカスレンズ（第１１レンズＬ１１）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１２レンズＬ１２）とから構成されてなる。第１１レンズＬ１１と第１２レンズＬ１２とは、接合レンズである。
【０１４２】
第５レンズ群Ｇｒ５は、両凸の正レンズ(第１３レンズＬ１３)と、光学絞りＳＴと、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第１４レンズＬ１４）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１５レンズＬ１５）と、両凸の正レンズ（第１６レンズＬ１６）と、像側に凸の正メニスカスレンズ（第１７レンズ１７）と、両凹の負レンズ（第１８レンズＬ１８）と、両凸の正レンズ（第１９レンズＬ１９）と、両凸の正レンズ（第２０レンズＬ２０）と、両凹の負レンズ（第２１レンズＬ２１）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第２２レンズ２２)とから構成されてなる。第１５レンズＬ１５と第１６レンズＬ１６とは、接合レンズであり、第１７レンズＬ１７と第１８レンズＬ１８とは、接合レンズであり、第２０レンズＬ２０と第２１レンズＬ２１とは、接合レンズである。
【０１４３】
そして、第５レンズ群Ｇｒ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。
【０１４４】
このような構成の下で、物体側から入射した光線は、光軸ＡＸに沿って、順に第１レンズ群Ｇｒ１、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３、第４レンズ群Ｇｒ４、第５レンズ群Ｇｒ５（光学絞りＳＴを含む）および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、上述のように処理される。
【０１４５】
この実施例４の変倍光学系１Ｄでは、広角端（ＷＩＤＥ）から中間点（ＭＩＤＤＬＥ）を経て望遠端（ＴＥＬＥ）への変倍時に、図７に示すように、第１レンズ群Ｇｒ１は、固定され、第２レンズ群Ｇｒ２は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、第３レンズ群Ｇｒ３は、像側に凸となる曲線を描くように移動され、第４ンズ群Ｇｒ４は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、そして、第５レンズ群Ｇｒ５（光学絞りＳＴを含む）は、固定される。
【０１４６】
そして、合焦は、第３レンズ群Ｇｒ３を光軸方向に沿って移動させることによって行われる。より具体的には、第３レンズ群Ｇｒ３を構成する単レンズの第１０レンズＬ１０が、無限遠物体から近距離物体への合焦時に像側に移動し、これによって合焦が行われる。
【０１４７】
また、本実施例では、第５レンズ群Ｇｒ５は、手振れ補正を行うためのレンズ群を含んでいる。より具体的には、この第５レンズ群Ｇｒ５において、第１３ないし第１６レンズＬ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、Ｌ１６は、全体として正の屈折力を有する第５ａレンズ群を構成し、第１７および第１８レンズＬ１７、Ｌ１８は、全体として負の屈折力を有する第５ｂレンズ群を構成し、第１９ないし第２２レンズＬ１９、Ｌ２０、Ｌ２１、Ｌ２２は、全体として正の屈折力を有する第５ｃレンズ群を構成し、前記第５ｂレンズ群を光軸ＡＸに対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正が行われる。
【０１４８】
実施例４の変倍光学系１Ｄにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
【０１４９】
数値実施例４
単位  ｍｍ
面データ
面番号            ｒ          ｄ            ｎｄ          νｄ
物面              ∞          ∞
１            60.543          0.95          1.818        30.44
２            32.899          7.2           1.497        81.61
３         -2046.271          0.1
４            28.634          5.8           1.497        81.61
５           265.310          1.351
６         -1566.457          0.95          1.758        51.73
７            22.168          0.766
８            29.708          3.542         1.847        23.78
９           -93.220          0.6
１０         158.776          0.95          1.879        31.22
１１          30.611          2.677
１２         -66.017          0.95          1.752        5.23
１３          44.186          1.586         1.923       20.88
１４         227.007          2.292
１５         -20.738          0.95          1.755        52.31
１６         277.037         10.154
１７         133.150          3.354         1.757        51.87
１８         -24.693          2.080
１９         -22.255          1.180         1.497        81.61
２０         -20.328          0.95          1.862        86.23
２１         -34.809          9.663
２２          84.378          2.080         1.755        52.31
２３         -68.275          0.5
２４（絞り）    ∞            0.5
２５          17.576          2.619         1.761        51.08
２６          41.754          1.750
２７          62.758          1.017         1.803        26.50
２８          12.686          3.998         1.497        81.61
２９        -608.710          4.679
３０        -139.663          3.439         1.847        23.78
３１         -12.500          0.95          1.804        37.17
３２          18.860          1.735
３３          41.352          1.847         1.759        51.50
３４        -231.811          0.1
３５          60.553          4.673         1.704        37.20
３６         -11.909          1             1.903        35.70
３７          80.215          0.227
３８          26.710          1.950         1.847        23.78
３９          70.437         16.391
４０              ∞          4.2          1.517        64.17
４１              ∞          1
像面              ∞
各種データ
ズームレンズ群データ
群      始面      終面      焦点距離
１      １        ５        51.83
２      ６      １６       -12.58
３    １７      １８        27.76
４    １９      ２１       -67.13
５    ２２      ３９        33.98
Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ
無限遠物体（被写体距離；無限大）
広角端      中間点      望遠端
被写体との距離              ∞          ∞          ∞
第５面と第６面間          1.351       10.783       16.519
第１２面と第１３面間     10.154        6.882        1.000
第１４面と第１５面間      2.080        4.583        4.728
第１７面と第１８面間      9.663        1.000        1.000
近距離物体（被写体距離；最近接）
広角端      中間点      望遠端
被写体との距離          585          880         1080
第５面と第６面間          1.351       10.783       16.519
第１２面と第１３面間     11.234        8.672        4.520
第１４面と第１５面間      1.000        2.793        1.208
第１７面と第１８面間      9.663        1.000        1.000
ズームデータ
ズーム比ｆｔ／ｆｗ  2.73    
広角      中間      望遠
焦点距離        35.81      61.74      97.70
画角（２ω）    33.57      19.85      12.62
ＢＦ             1.00       1.00       1.00
レンズ全長     112.50     112.50     112.50
Ｆナンバ         2.85      2.85       2.85
上記の面データにおいて、面番号は、図７に示した各レンズ面に付した符号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）の番号ｉが対応する。
【０１５０】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例４の撮像レンズ１Ｄにおける各収差を図２２ないし図２５に示す。
【実施例５】
【０１５１】
図８は、実施例５における大口径変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図２６ないし図２９は、実施例５における変倍光学系の収差図である。図２６は、無限遠端の場合における縦収差図であり、図２７は、無限遠端の場合における横収差図であり、図２８は、最近接端の場合における縦収差図であり、図２９は、最近接端の場合における横収差図である。
【０１５２】
実施例５の変倍光学系１Ｅは、図８に示すように、各レンズ群Ｇｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３、Ｇｒ４、Ｇｒ５が物体側から像側へ順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｒ２と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３と、全体として負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｒ４と、全体として正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇｒ５とからなる正・負・正・負・正の５成分ズーム構成であり、変倍時（ズーミングの際）には、図８に示すように、最物体側に配置される第１レンズ群Ｇｒ１および最像側に配置される第５レンズ群Ｇｒ５は、固定され、第２ないし第４レンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ４は、移動する。光学絞りＳＴは、第５レンズ群Ｇｒ５の最物体側、すなわち、第４レンズ群Ｇｒ４と第５レンズ群Ｇｒ５との間に配置される。
【０１５３】
より詳しくは、実施例５の変倍光学系１Ｅは、各レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１５４】
第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）と、両凸の正レンズ（第２レンズＬ２）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第４レンズＬ４）とから構成されてなる。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは、接合レンズであり、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とは、接合レンズである。
【０１５５】
第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第５レンズＬ５）と、両凹の負レンズ（第６レンズＬ６）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第７レンズＬ７）と、両凹の負レンズ（第８レンズＬ８）とから構成されてなる。第６レンズＬ６と第７レンズＬ７とは、接合レンズである。
【０１５６】
第３レンズ群Ｇｒ３は、両凸の正レンズ（第９レンズＬ９）で構成されてなる。すなわち、第３レンズ群Ｇｒ３は、第９レンズＬ９の単レンズで構成されてなる。
【０１５７】
第４レンズ群Ｇｒ４は、両凸の正レンズ（第１０レンズＬ１０）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１１レンズＬ１１）とから構成されてなる。第１０レンズＬ１０と第１１レンズＬ１１とは、接合レンズである。
【０１５８】
第５レンズ群Ｇｒ５は、両凸の正レンズ(第１２レンズＬ１２)と、両凸の正レンズ(第１３レンズＬ１３)と、両凹の負レンズ（第１４レンズＬ１４）と、両凸の正レンズ（第１５レンズＬ１５）と、像側に凸の正メニスカスレンズ（第１６レンズＬ１６）と、両凹の負レンズ（第１７レンズＬ１７）と、両凸の正レンズ（第１８レンズＬ１８）とから構成されてなる。第１３レンズＬ１３と第１４レンズＬ１４とは、接合レンズであり、第１６レンズＬ１６と第１７レンズＬ１７とは、接合レンズである。
【０１５９】
そして、第５レンズ群Ｇｒ５の物体側には、光学絞りＳＴが配置される一方、第５レンズ群Ｇｒ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。
【０１６０】
このような構成の下で、物体側から入射した光線は、光軸ＡＸに沿って、順に第１レンズ群Ｇｒ１、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３、第４レンズ群Ｇｒ４、光学絞りＳＴと、第５レンズ群Ｇｒ５および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、上述のように処理される。
【０１６１】
この実施例５の変倍光学系１Ｅでは、広角端（ＷＩＤＥ）から中間点（ＭＩＤＤＬＥ）を経て望遠端（ＴＥＬＥ）への変倍時に、図８に示すように、第１レンズ群Ｇｒ１は、固定され、第２レンズ群Ｇｒ２は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、第３レンズ群Ｇｒ３は、像側に凸となる曲線を描くように移動され、第４ンズ群Ｇｒ４は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、そして、第５レンズ群Ｇｒ５（光学絞りＳＴを含む）は、固定される。
【０１６２】
そして、合焦は、第３レンズ群Ｇｒ３を光軸方向に沿って移動させることによって行われる。より具体的には、第３レンズ群Ｇｒ３を構成する単レンズの第９レンズＬ９が、無限遠物体から近距離物体への合焦時に像側に移動し、これによって合焦が行われる。
【０１６３】
また、本実施例では、第５レンズ群Ｇｒ５は、手振れ補正を行うためのレンズ群を含んでいる。より具体的には、この第５レンズ群Ｇｒ５において、第１２ないし第１５レンズＬ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５は、全体として正の屈折力を有する第５ａレンズ群を構成し、第１６および第１７レンズＬ１６、Ｌ１７は、全体として負の屈折力を有する第５ｂレンズ群を構成し、第１８レンズＬ１８は、全体として正の屈折力を有する第５ｃレンズ群を構成し、前記第５ｂレンズ群を光軸ＡＸに対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正が行われる。
【０１６４】
実施例５の変倍光学系１Ｅにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
【０１６５】
数値実施例５
単位  ｍｍ
面データ
面番号            ｒ          ｄ            ｎｄ          νｄ
物面              ∞          ∞
１            49.590          0.95            1.783        28.96
２            39.430          7.184           1.497        81.61
３          -324.098          0.6
４            27.195          0.95            1.840        25.28
５            22.607          6.284           1.489        81.41
６            61.075          1.260
７            75.333          0.95            1.721        3.85
８            15.076          4.914
９           -43.919          0.95            1.487        70.20
１０          17.675          3.288           1.847        23.78
１１        3763.055          2.202
１２         -25.417          0.95            1.766        50.23
１３         844.931         15.764
１４          76.327          2.863           1.802        44.89
１５         -45.452          2.042
１６         214.785          3.287           1.497        81.61
１７         -22.824          0.95            1.856        33.88
１８        -112.830          7.029
１９（絞り）    ∞            0.8
２０          62.841          2.403           1.828        41.84
２１         -52.051          0.1
２２          17.807          5.171           1.487        70.20
２３         -43.290          1.831           1.817        32.19
２４          17.954          4.329
２５          41.263          2.092           1.755        52.31
２６        -114.316          1.803
２７         -82.019          4.181           1.863        36.24
２８         -11.000          0.95            1.830         41.64
２９          21.395         11.445
３０          28.122          5.279           1.678        50.71
３１        -106.392         12.2
３２              ∞          4.2            1.517        64.17
３３              ∞          1
像面              ∞
各種データ
ズームレンズ群データ
群      始面      終面      焦点距離
１      １        ６        54.61
２      ７      １３       -14.76
３    １４      １５        35.91
４    １６      １８      -174.48
５    ２０      ３１        48.77
Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ
無限遠物体（被写体距離；無限大）
広角端      中間点      望遠端
被写体との距離              ∞          ∞          ∞
第５面と第６面間          1.260       11.399       16.498
第１３面と第１４面間     15.764        9.438        1.000
第１５面と第１６面間      2.042        4.357        7.696
第１８面と第１９面間      7.029        0.900        0.900
近距離物体（被写体距離；最近接）
広角端      中間点      望遠端
被写体との距離          873          873          873
第５面と第６面間          1.260       11.399       16.498
第１３面と第１４面間     17.007       12.630        7.898
第１５面と第１６面間      0.800        1.165        0.800
第１８面と第１９面間      7.029        0.900        0.900
ズームデータ
ズーム比ｆｔ／ｆｗ  2.73    
広角      中間      望遠
焦点距離        35.80      61.72      97.70
画角（２ω）    33.57      19.85      12.62
ＢＦ             1.00       1.00       1.00
レンズ全長     120.00    120.00     120.00
Ｆナンバ         2.85      2.85       2.85
上記の面データにおいて、面番号は、図８に示した各レンズ面に付した符号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）の番号ｉが対応する。
【０１６６】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例５の撮像レンズ１Ｅにおける各収差を図２６ないし図２９に示す。
【実施例６】
【０１６７】
図９は、実施例６における大口径変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図３０ないし図３３は、実施例６における変倍光学系の収差図である。図３０は、無限遠端の場合における縦収差図であり、図３１は、無限遠端の場合における横収差図であり、図３２は、最近接端の場合における縦収差図であり、図３３は、最近接端の場合における横収差図である。
【０１６８】
実施例６の変倍光学系１Ｆは、図９に示すように、各レンズ群Ｇｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３、Ｇｒ４、Ｇｒ５が物体側から像側へ順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｒ２と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３と、全体として負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｒ４と、全体として正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇｒ５とからなる正・負・正・負・正の５成分ズーム構成であり、変倍時（ズーミングの際）には、図９に示すように、最物体側に配置される第１レンズ群Ｇｒ１および最像側に配置される第５レンズ群Ｇｒ５は、固定され、第２ないし第４レンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ４は、移動する。光学絞りＳＴは、第５レンズ群Ｇｒ５の最物体側、すなわち、第４レンズ群Ｇｒ４と第５レンズ群Ｇｒ５との間に配置される。
【０１６９】
より詳しくは、実施例６の変倍光学系１Ｆは、各レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
【０１７０】
第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第２レンズＬ２）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）とから構成されてなる。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは、接合レンズである。
【０１７１】
第２レンズ群Ｇｒ２は、両凸の正レンズ（第４レンズＬ４）と、両凹の負レンズ（第５レンズＬ５）と、両凹の負レンズ（第６レンズＬ６）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第７レンズＬ７）と、両凹の負レンズ（第８レンズＬ８）とから構成されてなる。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とは、接合レンズであり、第６レンズＬ６と第７レンズＬ７とは、接合レンズである。
【０１７２】
第３レンズ群Ｇｒ３は、両凸の正レンズ（第９レンズＬ９）で構成されてなる。すなわち、第３レンズ群Ｇｒ３は、第９レンズＬ９の単レンズで構成されてなる。
【０１７３】
第４レンズ群Ｇｒ４は、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１０レンズＬ１０）で構成されてなる。すなわち、第４レンズ群Ｇｒ４は、第１０レンズＬ１０の単レンズで構成されてなる。
【０１７４】
第５レンズ群Ｇｒ５は、両凸の正レンズ(第１１レンズＬ１１)と、両凸の正レンズ(第１２レンズＬ１２)と、両凹の負レンズ（第１３レンズＬ１３）と、像側に凸の正メニスカスレンズ（第１４レンズＬ１４）と、両凹の負レンズ（第１５レンズＬ１５）と、両凸の正レンズ（第１６レンズＬ１６）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１７レンズＬ１７）と、両凸の正レンズ（第１８レンズＬ１８）とから構成されてなる。第１２レンズＬ１２と第１３レンズＬ１３とは、接合レンズであり、第１４レンズＬ１４と第１５レンズＬ１５とは、接合レンズである。
【０１７５】
そして、第５レンズ群Ｇｒ５の物体側には、光学絞りＳＴが配置される一方、第５レンズ群Ｇｒ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。
【０１７６】
このような構成の下で、物体側から入射した光線は、光軸ＡＸに沿って、順に第１レンズ群Ｇｒ１、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３、第４レンズ群Ｇｒ４、光学絞りＳＴと、第５レンズ群Ｇｒ５および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、上述のように処理される。
【０１７７】
この実施例６の変倍光学系１Ｆでは、広角端（ＷＩＤＥ）から中間点（ＭＩＤＤＬＥ）を経て望遠端（ＴＥＬＥ）への変倍時に、図９に示すように、第１レンズ群Ｇｒ１は、固定され、第２レンズ群Ｇｒ２は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、第３レンズ群Ｇｒ３は、像側に凸となる曲線を描くように移動され、第４ンズ群Ｇｒ４は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、そして、第５レンズ群Ｇｒ５（光学絞りＳＴを含む）は、固定される。
【０１７８】
そして、合焦は、第３レンズ群Ｇｒ３を光軸方向に沿って移動させることによって行われる。より具体的には、第３レンズ群Ｇｒ３を構成する単レンズの第９レンズＬ９が、無限遠物体から近距離物体への合焦時に像側に移動し、これによって合焦が行われる。
【０１７９】
また、本実施例では、第５レンズ群Ｇｒ５は、手振れ補正を行うためのレンズ群を含んでいる。より具体的には、この第５レンズ群Ｇｒ５において、第１１ないし第１３レンズＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３は、全体として正の屈折力を有する第５ａレンズ群を構成し、第１４および第１５レンズＬ１４、Ｌ１５は、全体として負の屈折力を有する第５ｂレンズ群を構成し、第１６ないし第１８レンズＬ１６、Ｌ１７、Ｌ１８は、全体として正の屈折力を有する第５ｃレンズ群を構成し、前記第５ｂレンズ群を光軸ＡＸに対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正が行われる。
【０１８０】
実施例６の変倍光学系１Ｆにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
【０１８１】
数値実施例６
単位  ｍｍ
面データ
面番号            ｒ          ｄ            ｎｄ          νｄ
物面              ∞          ∞
１            53.948          1.2          1.847          23.78
２            37.877          0.01         1.514          42.83
３            37.877          5.9          1.497          81.61
４           218.251          0.1
５            39.844          5            1.497          81.61
６           475.052          1.2
７            90.808          2.714        1.847          23.78
８           -40.508          0.01         1.514          42.83
９           -40.508          0.9          1.729          54.67
１０          43.336          2.570
１１        -136.619          0.9          1.881          40.14
１２          30.108          0.01         1.514          42.83
１３          30.108          1.484        1.946          17.98
１４          61.714          2.127
１５         -32.938          0.8          1.911          35.25
１６          86.936         11.463
１７          94.185          2.785        1.773          49.62
１８         -30.256          3.119
１９          -2.34E+01       1            1.847          23.78
２０         -34.562         15.771
２１（絞り）    ∞            1
２２          25.416          3.186        1.729          54.67
２３         -57.238          0.4
２４          28.808          3.157        1.497          81.61
２５         -24.620          0.01         1.514          42.83
２６         -24.620          1            1.847          23.78
２７          52.227          2.591
２８         -50.109          2.55         1.847          23.78
２９         -14.241          0.01         1.514          42.83
３０         -14.241          0.8          1.723          37.99
３１          30.305          3.110
３２           5.41E+01       2.164        1.762          26.61
３３          -5.30E+01      14.388
３４         -17.653          0.9          1.911          35.25
３５          -4.19E+01       0.3
３６           4.44E+01       2.172        1.904          31.32
３７      -13130.987         11
３８              ∞          4.2        1.517          64.20
３９              ∞          1
像面              ∞
各種データ
ズームレンズ群データ
群      始面      終面      焦点距離
１      １        ６        64.81
２      ７      １６       -15.55
３    １７      １８        29.94
４    １９      ２０       -89.68
５    ２１      ３７        38.57
Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ
無限遠物体（被写体距離；無限大）
広角端      中間点      望遠端
被写体との距離              ∞          ∞          ∞
第６面と第７面間          1.200       14.612       22.042
第１６面と第１７面間     11.463        7.448        1.500
第１８面と第１９面間      3.119        4.972        6.631
第２０面と第２１面間     15.771        4.522        1.379
近距離物体（被写体距離；最近接）
広角端      中間点      望遠端
被写体との距離          591          891          891
第６面と第７面間          1.260       14.612       22.042
第１６面と第１７面間     12.793        9.687        6.281
第１８面と第１９面間      1.790        2.733        1.850
第２０面と第２１面間     15.771        4.522        1.379
ズームデータ
ズーム比ｆｔ／ｆｗ  2.73    
広角      中間      望遠
焦点距離        35.90      61.88      97.15
画角（２ω）    33.49      19.80      12.69
ＢＦ             1.00      1.00       1.00
レンズ全長     113.00    113.00     113.00
Ｆナンバ         2.85      2.85       2.85
上記の面データにおいて、面番号は、図８に示した各レンズ面に付した符号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）の番号ｉが対応する。
【０１８２】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例６の撮像レンズ１Ｆにおける各収差を図３０ないし図３３に示す。
【０１８３】
上記に列挙した実施例１〜６の大口径変倍光学系１Ａ〜１Ｆに、上述した条件式（１）〜（６）を当てはめた場合のそれぞれの数値を、表１に示す。
【０１８４】
【表１】
0005659961.tif 000002
【０１８５】
以上、説明したように、上記実施例１〜６における変倍光学系１Ａ〜１Ｆは、上述の要件を満足している結果、小型化を図りつつ、合焦の際に移動する光学系のより軽量化を達成することができる。
【０１８６】
例えば、５Ｍピクセル、８Ｍピクセルおよび１０Ｍピクセル等のクラス（グレード）の高画素な撮像素子１８は、撮像素子１８のサイズが一定の場合には画素ピッチが短くなるため（画素面積が狭くなるため）、大口径変倍光学系１は、この画素ピッチに応じた解像度が必要となり、その所要の解像度で例えばＭＴＦで大口径変倍光学系１を評価した場合に例えば仕様等によって規定された所定の範囲内に諸収差を抑える必要があるが、上記実施例１〜６における大口径変倍光学系１Ａ〜１Ｆは、各収差図に示す通り、所定の範囲内で諸収差が抑えられている。
【０１８７】
なお、上記実施例１〜６では、連続的に変倍する変倍光学系１Ａ〜１Ｆを示しているが、よりコンパクト化するために、同一の光学構成での２焦点切り換えの大口径変倍光学系１であってもよい。
【０１８８】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【０１８９】
ＡＸ  光軸
１、１Ａ〜１Ｆ  大口径変倍光学系
１１、Ｇｒ１  第１レンズ群
１２、Ｇｒ２  第２レンズ群
１３、Ｇｒ３  第３レンズ群
１４、Ｇｒ４  第４レンズ群
１５、Ｇｒ５  第５レンズ群
１８、ＳＲ  撮像素子
３  撮像装置
【図１】
0005659961.tif 000003
【図２】
0005659961.tif 000004
【図３】
0005659961.tif 000005
【図４】
0005659961.tif 000006
【図５】
0005659961.tif 000007
【図６】
0005659961.tif 000008
【図７】
0005659961.tif 000009
【図８】
0005659961.tif 000010
【図９】
0005659961.tif 000011
【図１０】
0005659961.tif 000012
【図１１】
0005659961.tif 000013
【図１２】
0005659961.tif 000014
【図１３】
0005659961.tif 000015
【図１４】
0005659961.tif 000016
【図１５】
0005659961.tif 000017
【図１６】
0005659961.tif 000018
【図１７】
0005659961.tif 000019
【図１８】
0005659961.tif 000020
【図１９】
0005659961.tif 000021
【図２０】
0005659961.tif 000022
【図２１】
0005659961.tif 000023
【図２２】
0005659961.tif 000024
【図２３】
0005659961.tif 000025
【図２４】
0005659961.tif 000026
【図２５】
0005659961.tif 000027
【図２６】
0005659961.tif 000028
【図２７】
0005659961.tif 000029
【図２８】
0005659961.tif 000030
【図２９】
0005659961.tif 000031
【図３０】
0005659961.tif 000032
【図３１】
0005659961.tif 000033
【図３２】
0005659961.tif 000034
【図３３】
0005659961.tif 000035