(57)【要約】【課題】小型で広画角であり、変倍比が３倍程度のズームレンズであるとともに、収差が良好に補正された撮像光学系を提供する。【解決手段】被写体からの光を撮像素子上に結像させる撮像光学系において、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、負のパワーを有する第５レンズ群と、正のパワーを有する第６レンズ群と、を有し、変倍時に少なくとも第５レンズ群が移動するとともに、第５レンズ群の広角端から望遠端までの移動量を適切な範囲に設定することを特徴とする撮像光学系。【選択図】図３
2007193173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を撮像素子上に結像させる撮像光学系において、
物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、
正のパワーを有する第２レンズ群と、
負のパワーを有する第３レンズ群と、
正のパワーを有する第４レンズ群と、
負のパワーを有する第５レンズ群と、
正のパワーを有する第６レンズ群と、を有し、
変倍時に少なくとも前記第５レンズ群が移動するとともに、
前記第５レンズ群の広角端から望遠端までの移動量をＭＧ５、広角端での全系の焦点距離をｆｗ、望遠端での全系の焦点距離をｆｔで表すとき、
０．３５＜ＭＧ５／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＜１．５
の関係を満たすことを特徴とする撮像光学系。
【請求項２】
前記第１レンズ群と前記第３レンズ群は変倍時に像面に対して固定されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
【請求項３】
前記第２レンズ群と前記第４レンズ群は変倍時に一体に移動することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像光学系。
【請求項４】
前記第５レンズ群がフォーカシング時に移動するとともに、
全系の焦点距離が（ｆｗ×ｆｔ）1/2である時の前記第５レンズ群の倍率をβＧ５、前記第５レンズ群より像側に配置されたレンズ群の倍率をβＧＲで表すとき、
０．４＜｜（１−βＧ５2）×βＧＲ2｜＜３
の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像光学系。
【請求項５】
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群、または前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間には絞りが配置され、前記絞りは像面に対して固定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像光学系。
【請求項６】
ブレ補正を行う場合には、前記第３レンズ群は光軸と垂直な面で移動することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像光学系。
【請求項７】
前記第１レンズ群は光軸を略垂直に折り曲げる反射光学部材を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像光学系。
【請求項８】
前記第５レンズ群は少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像光学系。
【請求項９】
前記第１レンズ群がレンズを有し、前記レンズは一つの負レンズからなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像光学系。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像光学系と撮像素子とを備え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、撮像光学系および撮像装置に関し、特に、撮像倍率が可変である撮像光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータの普及に伴い、手軽にパーソナルコンピュータに画像を取り込めるデジタルカメラが普及している。また、モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の情報処理機器にデジタルカメラを組み込むことも一般化している。このようなデジタルカメラの普及にともない、より小型のデジタルカメラが要望されるようになり、撮像光学系も一層小型にする必要がある。
【０００３】
また、デジタルカメラの撮像光学系としては、ズーム光学系が要望され、中でも広角側が、より広画角であるものが求められている。そこで、ズーム光学系を広画角で小型にするために、特許文献１では、物体側から順に負正負正負正のパワー配列をした６群構成のズーム光学系が開示され、第２レンズ群を移動させて変倍に大きく寄与させる広画角ズームレンズが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−６１６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載されている光学系は、変倍時に第２レンズ群以外の他のレンズ群を移動させて変倍による収差変動を抑える構成であり、他のレンズ群による変倍への寄与が小さいために全系の変倍比が小さく、また、第１レンズ群の有効径が大きく、小型化を訴求するデジタルカメラに搭載するには光学系のサイズが大きくなっている。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、小型で広画角であり、変倍比が３倍程度のズームレンズであるとともに、収差が良好に補正された撮像光学系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】
上記の課題は次の構成により解決される。
【０００７】
１．  被写体からの光を撮像素子上に結像させる撮像光学系において、
物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、
正のパワーを有する第２レンズ群と、
負のパワーを有する第３レンズ群と、
正のパワーを有する第４レンズ群と、
負のパワーを有する第５レンズ群と、
正のパワーを有する第６レンズ群と、を有し、
変倍時に少なくとも前記第５レンズ群が移動するとともに、
前記第５レンズ群の広角端から望遠端までの移動量をＭＧ５、広角端での全系の焦点距離をｆｗ、望遠端での全系の焦点距離をｆｔで表すとき、
０．３５＜ＭＧ５／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＜１．５
の関係を満たすことを特徴とする撮像光学系。
【０００８】
２．  前記第１レンズ群と前記第３レンズ群は変倍時に像面に対して固定されていることを特徴とする１に記載の撮像光学系。
【０００９】
３．  前記第２レンズ群と前記第４レンズ群は変倍時に一体に移動することを特徴とする１または２に記載の撮像光学系。
【００１０】
４．  前記第５レンズ群がフォーカシング時に移動するとともに、
全系の焦点距離が（ｆｗ×ｆｔ）1/2である時の前記第５レンズ群の倍率をβＧ５、前記第５レンズ群より像側に配置されたレンズ群の倍率をβＧＲで表すとき、
０．４＜｜（１−βＧ５2）×βＧＲ2｜＜３
の関係を満たすことを特徴とする１乃至３のいずれか１項に記載の撮像光学系。
【００１１】
５．  前記第２レンズ群と前記第３レンズ群、または前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間には絞りが配置され、前記絞りは像面に対して固定されていることを特徴とする１乃至４のいずれか１項に記載の撮像光学系。
【００１２】
６．  ブレ補正を行う場合には、前記第３レンズ群は光軸と垂直な面で移動することを特徴とする１乃至５のいずれか１項に記載の撮像光学系。
【００１３】
７．  前記第１レンズ群は光軸を略垂直に折り曲げる反射光学部材を有することを特徴とする１乃至６のいずれか１項に記載の撮像光学系。
【００１４】
８．  前記第５レンズ群は少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする１乃至７のいずれか１項に記載の撮像光学系。
【００１５】
９．  前記第１レンズ群がレンズを有し、前記レンズは一つの負レンズからなることを特徴とする１乃至８のいずれか１項に記載の撮像光学系。
【００１６】
１０．  １乃至９のいずれか１項に記載の撮像光学系と撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、被写体からの光を撮像素子上に結像させる撮像光学系において、
物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、負のパワーを有する第５レンズ群と、正のパワーを有する第６レンズ群と、を有し、変倍時に少なくとも第５レンズ群が移動するとともに、第５レンズ群の広角端から望遠端までの移動量を適切な範囲に設定することにより、小型で広画角であり、変倍比が３倍程度のズームレンズであるとともに、収差が良好に補正された撮像光学系を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態であるデジタルカメラの外観を図１に模式的に示す。図１において、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。
【００１９】
デジタルカメラ１は、前面に撮像光学系１２、フラッシュ発光部１３、セルフタイマーランプ１４、背面に表示部１５、モード設定スイッチ１６、十字キー１７、複数の操作キー１８、上面にレリーズボタン１９、電源ボタン２０を備えている。
【００２０】
撮像光学系１２は、その一部が筐体１０の前面に配置され、後述する反射光学部材により光軸を略直角に折り曲げて、残りのレンズ部が図１（ａ）の点線で示すように筐体１０の内部に配置される。フラッシュ発光部１３は撮像対象を照明するフラッシュ光を発する。セルフタイマーランプ１４は、セルフタイマー撮像の準備が進行中であることを点灯により示す。
【００２１】
表示部１５は、液晶表示器から成り、撮像した画像のほか、デジタルカメラ１の設定状況、操作案内等の諸情報を表示する。モード設定スイッチ１６は、スライド式であり、デジタルカメラ１の動作モードの設定に用いられる。十字キー１７は、上下左右に４つの接点を有しており、表示部１５に表示されるカーソルの移動に用いられる。撮像光学系１２はズームレンズを備えており、十字キー１７はその焦点距離の調節にも使用される。操作キー１８は、表示部１５に表示される項目の切り換え、表示された項目の選択等、デジタルカメラ１の機能に関する設定に用いられる。レリーズボタン１９は２段階で動作し、記録する画像の撮像準備の指示と、記録する画像の撮像の指示に用いられる。
【００２２】
図２にデジタルカメラ１の構成を模式的に示す。デジタルカメラ１は、撮像光学系１２および表示部１５のほか、撮像素子２８、信号処理部２２、記録部２３、操作部２４、撮像光学系駆動部２５および制御部２６を有している。撮像素子２８はＣＣＤエリアセンサであり、画素ごとの受光量を表す信号を出力する。信号処理部２２は、撮像素子２６の出力信号を処理して、撮像した画像を表す画像データを生成する。記録部２３は、信号処理部２２が生成した画像データを着脱可能な記録媒体２３ａに記録し、また、画像の再生表示のために、記録媒体２３ａから画像データを読み出す。操作部２４は、モード設定スイッチ１６、十字キー１７、操作キー１８、レリーズボタン１９及び電源ボタン２０の総称であり、使用者の操作に関する信号を制御部２６に伝達する。
【００２３】
撮像光学系駆動部２５は、モータとその駆動力を撮像光学系１２のレンズ群に伝達する伝達機構を有しており、撮像光学系１２の焦点距離と焦点位置を設定する。制御部２６は操作部２４を介して与えられる指示に応じて各部を制御する。
【００２４】
次に、撮像光学系１２の構成について説明する。図３乃至図７は、本発明の第１乃至第５実施形態の撮像光学系の広角端焦点距離における無限遠合焦状態を示し、矢印はズーミングに際しての各レンズ群の位置を表している。矢印の基端が広角端（Ｗ）、先端が望遠端（Ｔ）に対応する。なお、図３乃至図７は、デジタルカメラ１に組み込まれた状態を平面に展開した図であり、プリズムを平行平板で表し光軸を直線上で表している。
【００２５】
第１実施形態を図３に示す。図３の撮像光学系は、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１、正のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２、負のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３、絞りＳ、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４、負のパワーを有する第５レンズ群及び正のパワーを有する第６レンズ群から構成される。ローパスフィルタ、カバーガラスと等価な平行平板Ｆが撮像光学系の像側にある。なお、「パワー」とは焦点距離の逆数で定義される量を表す。
【００２６】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凹形状で像側面が非球面である負レンズＬ１、図上平行平板で表わされる直角プリズムＬ２から構成される。
【００２７】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３、両凸形状の正レンズＬ４、レンズＬ４と接合された物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ５から構成される。
【００２８】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ６、レンズＬ６と接合された両凹形状の負レンズＬ７から構成される。
【００２９】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸形状で物体側面が非球面である正レンズＬ８、両凸形状の正レンズＬ９、レンズＬ９と接合された物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１０から構成される。
【００３０】
第５レンズ群Ｇ５は、両凹形状で両面が非球面である負レンズＬ１１から構成される。
【００３１】
第６レンズ群Ｇ６は、両凸形状で両面が非球面である正レンズＬ１２から構成される。
【００３２】
広角端から望遠端へのズーミングに際しては、第１レンズ群Ｇ１は像面に対して固定であり、第２レンズ群Ｇ２は物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面に対して固定であり、第４レンズ群Ｇ４は第２レンズ群Ｇ２と一体となり物体側に移動し、第５レンズＧ５は物体側に移動し、第６レンズＧ６は像面に対して固定される。
【００３３】
無限遠から近接距離へのフォーカシングに際しては、第５レンズ群Ｇ５が像側に移動し、他のレンズ群が像面に対して固定される。
【００３４】
第２実施形態を図４に示す。図４の撮像光学系は、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１、正のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２、負のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３、絞りＳ、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４、負のパワーを有する第５レンズ群及び正のパワーを有する第６レンズ群から構成される。ローパスフィルタ、カバーガラスと等価な平行平板Ｆが撮像光学系の像側にある。
【００３５】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で像側面が非球面である負レンズＬ１、図上平行平板で表わされる直角プリズムＬ２から構成される。
【００３６】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３、両凸形状の正レンズＬ４、レンズＬ４と接合された物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ５から構成される。
【００３７】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ６、両凹形状の負レンズＬ７、レンズＬ７と接合され物体側に凸面を向けた平凸形状の正レンズＬ８から構成される。
【００３８】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸形状である正レンズＬ９、両凸形状の正レンズＬ１０、レンズＬ１０と接合された物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１から構成される。
【００３９】
第５レンズ群Ｇ５は、両凹形状で両面が非球面である負レンズＬ１２から構成される。
【００４０】
第６レンズ群Ｇ６は、両凸形状で物体側面が非球面である正レンズＬ１３から構成される。
【００４１】
広角端から望遠端へのズーミングに際しては、第１レンズ群Ｇ１は像面に対して固定であり、第２レンズ群Ｇ２は物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面に対して固定であり、第４レンズ群Ｇ４は第２レンズ群Ｇ２と一体となり物体側に移動し、第５レンズＧ５は物体側に移動し、第６レンズＧ６は像面に対して固定される。
【００４２】
無限遠から近接距離へのフォーカシングに際しては、第５レンズ群Ｇ５が像側に移動し、他のレンズ群が像面に対して固定される。
【００４３】
第３実施形態を図５に示す。図５の撮像光学系は、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１、正のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２、負のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３、絞りＳ、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４、負のパワーを有する第５レンズ群及び正のパワーを有する第６レンズ群から構成される。ローパスフィルタ、カバーガラスと等価な平行平板Ｆが撮像光学系の像側にある。
【００４４】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹形状で像側面が非球面である負レンズＬ１、図上平行平板で表わされる直角プリズムＬ２から構成される。
【００４５】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３、両凸形状の正レンズＬ４、レンズＬ４と接合された物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ５から構成される。
【００４６】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ６、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ７、レンズＬ７と接合され物体側に凹面を向けた平凸形状の負レンズＬ８から構成される。
【００４７】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸形状である正レンズＬ９、両凸形状の正レンズＬ１０、レンズＬ１０と接合された物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１から構成される。
【００４８】
第５レンズ群Ｇ５は、両凹形状で両面が非球面である負レンズＬ１２から構成される。
【００４９】
第６レンズ群Ｇ６は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状で物体側の面が非球面である正レンズＬ１３から構成される。
【００５０】
広角端から望遠端へのズーミングに際しては、第１レンズ群Ｇ１は像面に対して固定であり、第２レンズ群Ｇ２は物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面に対して固定であり、第４レンズ群Ｇ４は第２レンズ群Ｇ２と一体となり物体側に移動し、第５レンズＧ５は物体側に移動し、第６レンズＧ６は像面に対して固定される。
【００５１】
無限遠から近接距離へのフォーカシングに際しては、第５レンズ群Ｇ５が像側に移動し、他のレンズ群が像面に対して固定される。
【００５２】
第４実施形態を図６に示す。図６の撮像光学系は、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１、正のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２、負のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３、絞りＳ、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４、負のパワーを有する第５レンズ群及び正のパワーを有する第６レンズ群から構成される。ローパスフィルタ、カバーガラスと等価な平行平板Ｆが撮像光学系の像側にある。
【００５３】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凹形状で像側面が非球面である負レンズＬ１、図上平行平板で表わされる直角プリズムＬ２から構成される。
【００５４】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３、両凸形状の正レンズＬ４、レンズＬ４と接合された物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ５から構成される。
【００５５】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ６、レンズＬ６と接合された両凹形状の負レンズＬ７から構成される。
【００５６】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸形状で物体側面が非球面である正レンズＬ８、両凸形状の正レンズＬ９、レンズＬ９と接合された物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１０から構成される。
【００５７】
第５レンズ群Ｇ５は、両凹形状で両面が非球面である負レンズＬ１１から構成される。
【００５８】
第６レンズ群Ｇ６は、両凸形状で両面が非球面である正レンズＬ１２から構成される。
【００５９】
広角端から望遠端へのズーミングに際しては、第１レンズ群Ｇ１は像面に対して固定であり、第２レンズ群Ｇ２は物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面に対して固定であり、第４レンズ群Ｇ４は第２レンズ群Ｇ２と一体となり物体側に移動し、第５レンズＧ５は物体側に移動し、第６レンズＧ６は像面に対して固定される。
【００６０】
無限遠から近接距離へのフォーカシングに際しては、第５レンズ群Ｇ５が像側に移動し、他のレンズ群が像面に対して固定される。
【００６１】
第５実施形態を図７に示す。図７の撮像光学系は、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１、正のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２、負のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３、絞りＳ、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４、負のパワーを有する第５レンジ群及び正のパワーを有する第６レンズ群から構成される。ローパスフィルタ、カバーガラスと等価な平行平板Ｆが撮像光学系の像側にある。
【００６２】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で像側面が非球面である負レンズＬ１、図上平行平板で表わされる直角プリズムＬ２から構成される。
【００６３】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ４、レンズＬ４と接合された両凸形状の正レンズＬ５から構成される。
【００６４】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ６、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ７、レンズＬ７と接合され物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ８から構成される。
【００６５】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸形状で物体側面が非球面である正レンズＬ９、両凸形状の正レンズＬ１０、レンズＬ１０と接合された物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１から構成される。
【００６６】
第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で両面が非球面である負レンズＬ１２から構成される。
【００６７】
第６レンズ群Ｇ６は、両凸形状で物体側の面が非球面である正レンズＬ１３から構成される。
【００６８】
広角端から望遠端へのズーミングに際しては、第１レンズ群Ｇ１は像面に対して固定であり、第２レンズ群Ｇ２は物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面に対して固定であり、第４レンズ群Ｇ４は第２レンズ群Ｇ２と一体となり物体側に移動し、第５レンズＧ５は物体側に移動し、第６レンズＧ６は像面に対して固定される。
【００６９】
無限遠から近接距離へのフォーカシングに際しては、第５レンズ群Ｇ５が像側に移動し、他のレンズ群が像面に対して固定される。
【００７０】
ここまで説明した各実施形態の撮像光学系は、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、負のパワーを有する第５レンズ群と、正のパワーを有する第６レンズ群と、を有し、変倍時に少なくとも前記第５レンズ群が移動する構成である。
【００７１】
この構成にすることにより、変倍時に移動する第５レンズ群の移動量を確保することができ、撮像光学系が広画角で大きい変倍比になり、また、広角端から望遠端において良好な収差性能が得られるとともに、広角端から望遠端において全系の光軸方向のサイズが小さくなる。
【００７２】
また、次の関係を満たす構成である。
０．３５＜ＭＧ５／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＜１．５    ・・・式１
ただし、ＭＧ５は第５レンズ群の広角端から望遠端までの移動量、ｆｗは広角端での全系の焦点距離、ｆｔは望遠端での全系の焦点距離である。
【００７３】
式１は、全系の広角端と望遠端の中間焦点距離に対する変倍時に移動する第５レンズ群の移動量を適切な範囲に規定し、変倍比を確保するとともに収差を良好に補正するものである。ＭＧ５／（ｆｗ×ｆｔ）1/2の値が式１の下限を下回ると、変倍時の第５レンズ群の移動量が小さくなりすぎ、十分な変倍比を確保できなくなり、また、変倍時に他のレンズ群の移動量が大きくなり、光軸方向に全長を長くせざるを得なくなる。逆に、ＭＧ５／（ｆｗ×ｆｔ）1/2の値が式１の上限を上回ると、変倍時の第５レンズ群の移動量が大きくなりすぎ、コマ収差や非点収差などの軸外収差が大きくなり、画面周辺の性能が劣化する。
【００７４】
式１に代えて、式１’の関係を満たすようにすると好ましい。
０．５＜ＭＧＢ／（ｆｗ×ｆｔ）1/2＜１    ・・・式１’
また、第１レンズ群と第３レンズ群は変倍時に像面に対して固定されている構成により、変倍におけるレンズ群の駆動機構を簡素にすることができ、小型の撮像装置になる。
【００７５】
さらに、変倍時に第２レンズ群と第４レンズ群が一体に移動する構成により、レンズ群の駆動機構を簡素にすることができ、小型の撮像装置になる。
【００７６】
また、第５レンズ群がフォーカシング時に移動するとともに、次の式２の関係を満たすことが好ましい。
０．４＜｜（１−βＧ５2）×βＧＲ2｜＜３    ・・・式２
ただし、βＧ５は全系の焦点距離が（ｆｗ×ｆｔ）1/2である時の第５レンズ群の倍率、βＧＲは全系の焦点距離が（ｆｗ×ｆｔ）1/2である時の第５レンズ群より像側に配置されたレンズ群の倍率である。なお、第５レンズ群より像側にレンズ群が配置されていない場合にはβＧＲを１とする。
【００７７】
第５群レンズ群がフォーカシング時に移動する構成により、フォーカシングに伴う収差変動、特に像面湾曲収差の変動を小さくすることができる。また、式２は、第５レンズ群とその像面側のレンズ群の結像倍率を適正な範囲に規定し、フォーカシング時の像面におけるピントズレ量と収差補正をバランスさせることができる。｜（１−βＧ５2）×βＧＲ2｜の値が式２の下限を下回ると、フォーカシング時に必要となる第５レンズ群の移動量が大きくなりすぎ、収差補正が困難となる。逆に、｜（１−βＧ５2）×βＧＲ2｜の値が式２の上限を上回ると、フォーカシング時の移動レンズの単位移動量に対する像面のピントズレ量が大きくなりすぎ、第５レンズ群の駆動機構を構成することが難しくなる。
【００７８】
式２に代えて、式２’の関係を満たすようにすると一層好ましい。
１＜｜（１−βＧ５2）×βＧＲ2｜＜２．２    ・・・式２’
また、第２レンズ群と第３レンズ群、または第３レンズ群と第４レンズ群との間には絞りが配置され、絞りは像面に対して固定されている構成とすることにより、軸外収差を良好に補正することができるとともに全系を小さくすることができる。
【００７９】
また、第３レンズ群が光軸と垂直な面で移動する構成とすることにより、第３レンズ群は、レンズの光軸の垂直ズレに対する像面での光軸垂直ズレ感度が大きく、また軸外性能の劣化感度が小さいため、第３レンズ群でブレ補正をしても、軸外収差の劣化が小さく良好な描写性能が得られ、また、第３レンズ群の有効径が小さいため、第３レンズ群の周囲にブレ補正機構を配置しても大型化せず、さらにブレ補正機構の駆動出力が小さく消費電力を抑えることができる。
【００８０】
また、第１レンズ群は光軸を略垂直に折り曲げる反射光学部材を有する構成とすることにより、撮像装置を被写体方向に小さくすることができる。
【００８１】
また、第５レンズ群は少なくとも１面の非球面を有する構成とすることにより、変倍、またはフォーカシングに伴う収差変動を小さく抑えることができる。
【００８２】
また、第１レンズ群がレンズを有し、そのレンズは一つの負レンズからなる構成とすることにより、収差性能を良好に維持しながら製造コストを安くすることができる。
【００８３】
また、次の式３の関係を満たすことが好ましい。
１．１＜βＧ５Ｔ／βＧ５Ｗ＜２    ・・・式３
ただし、βＧ５Ｔは第５レンズ群の望遠端での倍率、βＧ５Ｗは第５レンズ群の広角端での倍率である。
【００８４】
式３は、第５レンズ群の広角端と望遠端の倍率比を適切な範囲に規定し、変倍比を確保するとともに収差を良好に補正するものである。βＧ５Ｔ／βＧ５Ｗの値が式３の下限を下回ると、変倍時の第５レンズ群の変倍への寄与が小さくなりすぎ、十分な変倍比を確保できなくなる。逆に、βＧ５Ｔ／βＧ５Ｗの値が式３の上限を上回ると、変倍時における第５レンズ群の変倍の負担が大きくなりすぎ、全ズーム域で良好な収差性能を確保することが難しくなる。
【００８５】
式３に代えて、式３’の関係を満たすようにすると一層好ましい。
１．１＜βＧ５Ｔ／βＧ５Ｗ＜１．５    ・・・式３’
なお、撮像光学系１２は、デジタルカメラ１の筐体１０に対して、左右方向に配置しても、また、上下方向に配置しても良い。撮像光学系１２が上下方向に配置されると、プリズムの光軸方向長さが小さくなり、撮像光学系１２を小型にすることができる。
【００８６】
なお、上記の各実施形態ではスチル画像を撮像するデジタルカメラの例を掲げたが、本発明の撮像光学系は、動画を撮像するデジタルビデオカメラや、モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末等の情報処理機器に組み込まれるカメラに採用することも可能である。
【実施例】
【００８７】
本発明を実施した撮像装置に含まれる撮像光学系の構成を、コンストラクションデータ、収差図を挙げて、更に具体的に説明する。ここで実施例として説明する実施例１乃至５は、前述した第１乃至第５の実施形態にそれぞれ対応している。第１乃至第５の実施形態を表すレンズ構成図（図３乃至７）は、対応する実施例１乃至５のレンズ構成をそれぞれ示している。
【００８８】
表１乃至１０のコンストラクションデータにおいて、曲率半径をｒで示し、物体側から順に番号を付し、軸上間隔をｄで示し、物体側からの軸上間隔を表の上から順に表している。ズーミングにより変化する軸上間隔については、広角端と中間の焦点距離と望遠端での値を、左から順に表している。屈折率、アッベ数をＮ、νで示し、物体側からの屈折率、アッベ数を表の上から順に表している。また、屈折率およびアッベ数はｄ線に対するものであり、屈折率およびアッベ数は空気については省略してある。なお、非球面については面番号の前にアスタリスク（＊印）を付している。撮像素子が最終面の後ろに配置されている。全系の焦点距離距離（ｆ）を広角端と中間の焦点距離と望遠端で、各焦点距離におけるＦナンバー（Ｆｎｏ）を他のデータとともに示す。焦点距離、曲率半径、軸上間隔の単位はｍｍである。
【００８９】
非球面は次の式４で定義している。
Ｘ（Ｈ）＝Ｃ・Ｈ2／｛１＋（１−ε・Ｃ2・Ｈ2）1/2｝＋ΣＡｋ・Ｈｋ  ・・・式４
ここで、Ｈは光軸に対して垂直な方向の高さ、Ｘ（Ｈ）は高さＨの位置での光軸方向の変位量（面頂点基準）、Ｃは近軸曲率、εは２次曲面パラメータ、ｋは非球面の次数、Ａｋはｋ次の非球面係数、ＨｋはＨのｋ乗である。非球面に関するデータを示す表２、４、６、８、１０に付された文字Ｅは、該当する数値の指数部分を表し、例えば、１．０Ｅ−０２であれば１．０×１０-2を示す。
【００９０】
図８乃至１２の収差図について、広角端（ａ）と中間の焦点距離（ｂ）と望遠端（ｃ）の各収差を示す。球面収差の線ｄはｄ線の収差、線ｇはｇ線の収差、線ＳＣは正弦条件不満足量を表している。また、非点収差の線ＤＭおよび線ＤＳはそれぞれメリジオナル面およびサジタル面での収差である。単位は、歪曲の横軸のみ百分率であり、他の軸については全てｍｍである。
【００９１】
図１３、図１４は、第５実施例の広角端と望遠端に対応する横収差図であり、手ぶれ補正レンズ群の偏心前（図１３（ａ）、図１４（ａ））と偏心後（図１３（ｂ）、図１４（ｂ））のメリディオナル面の光束についての横収差を示している。偏心後の収差図は、広角端では手ぶれ補正レンズ群の手ぶれ補正角θ＝０．５度の補正状態で、望遠端では補正角θ＝０．２度の補正状態での収差を示している。
【００９２】
条件式に対応する各実施例の値を表１１に示し、各実施例はすべて条件式を満たしている。
＜実施例１＞
【００９３】
【表１】
2007193173.tif 000003
【００９４】
［非球面データ］
【００９５】
【表２】
2007193173.tif 000004
【００９６】
＜実施例２＞
【００９７】
【表３】
2007193173.tif 000005
【００９８】
［非球面データ］
【００９９】
【表４】
2007193173.tif 000006
【０１００】
＜実施例３＞
【０１０１】
【表５】
2007193173.tif 000007
【０１０２】
［非球面データ］
【０１０３】
【表６】
2007193173.tif 000008
【０１０４】
＜実施例４＞
【０１０５】
【表７】
2007193173.tif 000009
【０１０６】
［非球面データ］
【０１０７】
【表８】
2007193173.tif 000010
【０１０８】
＜実施例５＞
【０１０９】
【表９】
2007193173.tif 000011
【０１１０】
［非球面データ］
【０１１１】
【表１０】
2007193173.tif 000012
【０１１２】
［条件式対応値］
【０１１３】
【表１１】
2007193173.tif 000013
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】各実施形態のデジタルカメラの外観を模式的に示す正面図（ａ）および背面図（ｂ）。
【図２】各実施形態のデジタルカメラの構成を模式的に示す図。
【図３】第１実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の構成を示す図。
【図４】第２実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の構成を示す図。
【図５】第３実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の構成を示す図。
【図６】第４実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の構成を示す図。
【図７】第５実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の構成を示す図。
【図８】第１実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）での収差を示す図。
【図９】第２実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）での収差を示す図。
【図１０】第３実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）での収差を示す図。
【図１１】第４実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）での収差を示す図。
【図１２】第５実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）での収差を示す図。
【図１３】第５実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の広角端における偏心前（ａ）、偏心後（ｂ）でのメリディオナル横収差を示す図。
【図１４】第５実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の望遠端における偏心前（ａ）、偏心後（ｂ）でのメリディオナル横収差を示す図。
【符号の説明】
【０１１５】
１  デジタルカメラ
１２  撮像光学系
２８  撮像素子
Ｇ１〜Ｇ６  レンズ群
Ｌ１〜Ｌ１３  レンズ
Ｓ  絞り
Ｆ  ローパスフィルタ
ｒ１〜ｒ２６  面
【図１】
2007193173.tif 000014
【図２】
2007193173.tif 000015
【図３】
2007193173.tif 000016
【図４】
2007193173.tif 000017
【図５】
2007193173.tif 000018
【図６】
2007193173.tif 000019
【図７】
2007193173.tif 000020
【図８】
2007193173.tif 000021
【図９】
2007193173.tif 000022
【図１０】
2007193173.tif 000023
【図１１】
2007193173.tif 000024
【図１２】
2007193173.tif 000025
【図１３】
2007193173.tif 000026
【図１４】
2007193173.tif 000027