JP2018097321A - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広角でありながらもＦナンバーの明るさを維持し、さらに諸収差が良好に補正されたズームレンズ及びかかるズームレンズを搭載した撮像装置を提供すること。【解決手段】ズームレンズ１０は、物体側より順に、正の第１レンズ群Ｇｒ１、負の第２レンズ群Ｇｒ２、正の第３レンズ群Ｇｒ３、正の第４レンズ群Ｇｒ４、及び第５レンズ群Ｇｒ５から実質的になり、広角端から望遠端への変倍時に、第１レンズ群Ｇｒ１及び第５レンズ群Ｇｒ５は固定であり、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３、及び第４レンズ群Ｇｒ４は移動し、条件式（１）、（２）を満足する。【選択図】図１

Description

本発明は、ズームレンズ及び撮像装置に関するものであり、例えば被写体の画像や映像を撮像素子で取り込むためのオプティカルユニット等に用いられ、小型化、薄型化、及び広角化に優れたズームレンズと、当該ズームレンズを備えた撮像装置とに関する。

近年、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)型あるいはＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型のイメージセンサーである固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラやビデオカメラにおいては、小型化や薄型化といったコンパクト性と、明るいことや広画角といった高性能（大口径）とを両立したズームレンズの需要が高まっている。

一方で、ズームレンズ系としては、従来より、広角端から望遠端まで高い光学性能を有するものが求められており、例えば、比較的広角のズームレンズに対応したいくつかの光学系が特許公報に開示されている(例えば、特許文献１，２，３参照)。

しかし、特許文献１においては、４群構成で焦点距離が比較的広角に設定されているが、Ｆナンバーが比較的暗く、また、特許文献２、３においては、５群構成で焦点距離が比較的広角に設定されているが、こちらもＦナンバーが暗かったりするなど、焦点距離の広角化と明るさとを同時に満たすことが困難であった。

特開２０１３−２５７４９７号公報 特開２０１３−２３１８２７号公報 特開２００５−５５６２５号公報

本発明は、上記した問題に鑑み、広角でありながらもＦナンバーの明るさを維持し、さらに諸収差が良好に補正されたズームレンズ及びかかるズームレンズを搭載した撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るズームレンズは、物体側より順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、及び第５レンズ群からなるズームレンズであって、広角端から望遠端への変倍時に、第１レンズ群及び第５レンズ群は固定であり、第２レンズ群、第３レンズ群、及び第４レンズ群は移動し、下記の条件式を満足することを特徴とする。
６．０＜ｆ１／ｆｗ＜１１．０ … （１）
１．８０＜ｆ３／ｆｗ＜３．１０ … （２）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離（ｍｍ）
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離（ｍｍ）
ｆｗ：広角端での全系の焦点距離（ｍｍ）

本発明のズームレンズは、基本構成として、物体側から順に、正の第１レンズ群と、負の第２レンズ群と、正の第３レンズ群と、正の第４レンズ群と、第５レンズ群とを備える。また、広角端から望遠端に至る変倍で第２レンズ群、第３レンズ群、及び第４レンズ群を移動させることにより、３つのレンズ群に変倍機能を分担できるので、単一レンズ群のみ若しくは２つのレンズ群で変倍を行うよりも、群パワーや変倍移動量を抑え、コンパクト性と良好な光学性能とを両立することができる。一方で、第１レンズ群及び第５レンズ群は、変倍若しくは合焦時に固定となる。第１レンズ群を固定することで、撮影時にレンズが飛び出さないので被撮影者に圧迫感を与えることがない。また、衝撃による影響もレンズが飛び出していないほうが大きくなくて好ましい。第５レンズ群を固定することで、撮像素子へのゴミの進入を防ぐことができる。

本発明のズームレンズにおいて、条件式（１）は、第１レンズ群の焦点距離と広角端におけるレンズ全系の焦点距離との関係を規定したものである。条件式(１)の下限を下回らないようにすることで、広角端におけるレンズ全系の屈折力に対し、第１レンズ群の屈折力が強くなってしまうことを防止でき、広角端での収差が大きくなり過ぎることを回避でき、良好な光学性能の確保にとって有利となる。一方、条件式(１)の上限を上回らないようにすることで、広角端におけるレンズ全系の屈折力に対し、第１レンズ群の屈折力が弱くなってしまうことを防止でき、第１レンズ群のレンズ総厚が多くなり過ぎることを回避でき、コンパクト性を確保しやすくなる点で有利である。条件式（２）は、第３レンズ群の屈折力を規定した式である。条件式（２）の下限を下回らないようにすることで、第３レンズ群の屈折力が比較的強くなってしまうことを防止でき、望遠端における球面収差及びコマ収差の補正が比較的容易である。一方、条件式（２）の上限を上回らないようにすることで、第３レンズ群の屈折力が比較的弱くなってしまうことを防止でき、変倍比を確保するために第２レンズ群の屈折力が強くなり過ぎることを回避でき、望遠端における球面収差の補正が比較的容易である。

本発明の具体的な側面では、ズームレンズにおいて、第３レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズと、負の屈折力を有する第３ｂレンズと、正の屈折力を有する第３ｃレンズと、負の屈折力を有する第３ｄレンズとからなる。第３レンズ群をこのように構成することにより、球面収差と色収差とを適切に補正することが可能となる。本ズームレンズのような５群構成では、第３レンズ群に入射する光束を収束させるように強いパワーを持った面が必要であるが、強いパワーを持たせると特に球面収差が発生しやすくなるため好ましくない。また、収差補正上、光線高さの変動を抑えることが一般的には有利である。第３レンズ群内を正、負、正、及び負のレンズ構成とすることで、光線高さの変動を抑えることが可能になるとともに、正レンズと負レンズとの組み合わせによる色収差補正を効率よく行うことが可能になる。

本発明の別の側面では、第３ｂレンズと第３ｃレンズとは、接合レンズである。この場合、各々が単品レンズの時よりも組み立てを比較的容易に行うことができる。

本発明のさらに別の側面では、第３ａレンズは、物体側に凸面を向けており、かつ第３レンズ群は、少なくとも１面以上の非球面を有する。第３ａレンズが物体側に凸面を向けているため、球面収差を良好に補正することができる。第３レンズ群に少なくとも１面以上の非球面を設けることにより、球面収差やコマ収差を良好に補正することができる。

本発明のさらに別の側面では、第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１ａレンズと、正の屈折力を有する第１ｂレンズとで構成される。第１レンズ群をこのように構成することにより、望遠端における色収差や球面収差を良好に補正しつつ、レンズ全長の短縮を図ることができる。

本発明のさらに別の側面では、第１ａレンズと第１ｂレンズとは、接合レンズである。第１ａレンズと第１ｂレンズとを接合レンズにすることで、各々が単品レンズの時よりも組み立てを比較的容易に行える。

本発明のさらに別の側面では、第２レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第２ａレンズと、負の屈折力を有する第２ｂレンズと、正の屈折力を有する第２ｃレンズとを有する。物体側に負の屈折力を有する第２ａレンズと負の屈折力を有する第２ｂレンズとの２枚の負レンズを配置することによって、径の大きな第１レンズ群から大きな角度で入射する光線の光軸に対する傾斜角度をいち早く緩めるとともに、像面湾曲と歪曲とを効果的に補正することができる。さらに、正の屈折力を有する第２ｃレンズを像側に配置することで、広角端での倍率色収差と望遠端での軸上色収差とを効果的に補正することができる。

本発明のさらに別の側面では、第２レンズ群は、少なくとも１面以上の非球面を有する。このように、少なくとも１面以上の非球面を設けることにより、諸収差の補正を行うことができる。第２レンズ群の非球面は、主に軸外主光線の屈折によって生じる軸外収差の補正を行っている。

本発明のさらに別の側面では、以下の条件式を満足する。
−２．００＜ｆ２／ｆｗ＜−１．３０ … （３）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離（ｍｍ）
ｆｗ：広角端での全系の焦点距離（ｍｍ）

条件式（３）は、第２レンズ群の屈折力を規定したものである。条件式（３）の上限を上回らないようにすることで、ペッツバール和が負の方向に大きく補正過剰となってしまうことを防止でき、条件式（３）の下限を下回らないようにすることで、変倍に寄与する第２レンズ群の移動量が大きくなることを防止して、レンズユニットのコンパクト化を容易にしている。

本発明のさらに別の側面では、以下の条件式を満足する。
０．１０＜｜β２Ｔ／β２Ｗ｜/｜β３Ｔ／β３Ｗ｜＜０．８０ … （４）
ただし、
β２Ｗ：第２レンズ群の広角端の横倍率
β２Ｔ：第２レンズ群の望遠端の横倍率
β３Ｗ：第３レンズ群の広角端の横倍率
β３Ｔ：第３レンズ群の望遠端の横倍率

条件式（４）は第２レンズ群と第３レンズ群の変倍負担を規定した式である。条件式（４）の上限を上回らないようにすることで、第２レンズ群の変倍負担が大きくならないようにでき、第２レンズ群において画面周辺の光束全体がレンズ面に入射するときの入射角度の差が広角端と望遠端とにおいて大きくなり過ぎることを防止できる。結果的に、変倍又はズーミングによる像面湾曲の変化が大きくなることを抑制して、ズームの全域にわたって像面湾曲を良好に補正することができる。一方、条件式（４）の下限を下回らないようにすることで、第３レンズ群の変倍負担が大きくならないようにでき、第３レンズ群の屈折力を大きく設定する必要がなくなる。つまり、第３レンズ群内の各レンズ面の曲率半径を小さくする必要がなくなり、ズームの全域にわたって球面収差、コマ収差等を良好に補正することができる。

本発明のさらに別の側面では、第４レンズ群は、正の屈折力を有する単レンズで構成される。第４レンズ群を１枚の単レンズで構成することで、第４レンズ群の厚みを薄くすることができるため、レンズ全長を短縮することができる。

本発明のさらに別の側面では、以下の条件式を満足する。
３．００＜ｆ４／ｆｗ＜８．００ … （５）
ただし、
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離（ｍｍ）
ｆｗ：広角端での全系の焦点距離（ｍｍ）

上記条件式（５）は、第４レンズ群の屈折力と、レンズ全系における広角端の焦点距離との関係を規定する式である。条件式(５)の上限を上回らないようにすることで、第４レンズ群の屈折力が弱くなって変倍に必要な移動量を確保するために光学系が大型化してしまうことを回避できる。一方、条件式(５)の下限を下回らないようにすることで、第４レンズ群の屈折力が強くなることを回避でき、ここで発生する収差が大きくなり過ぎたり、この群における製造誤差による光学性能変化が大きくなり過ぎたりすることを回避できる。

本発明のさらに別の側面では、第３レンズ群の物体側に開口絞りを配置し、開口絞りは、広角端から望遠端への変倍時に像面位置に対して固定である。開口絞りをズームレンズのほぼ中央部にあたる第３レンズ群の近辺に設けることによって、軸外収差をバランスよく補正できる。また、撮像時の広角端から望遠端への変倍又はズーミングの際に第３レンズ群が移動する場合では、広角端における周辺光量の確保が困難になるため、開口絞りは像面に対して固定されていることが好ましい。

本発明のさらに別の側面では、第５レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第５ａレンズと、負の屈折力を有する第５ｂレンズとで構成され、第５ａレンズは、光軸と垂直な方向にシフトさせることで像ブレを補正することが可能であり、以下条件式を満足する。
０．１＜（１−βｓ）×βｐ＜０．５ … （６）
ただし、
βｓ：第５レンズ群の第５ａレンズの望遠端における横倍率
βｐ：第５レンズ群の第５ｂレンズの望遠端における横倍率

第５レンズ群が物体側から順に正の屈折力を有する第５ａレンズと負の屈折力を有する第５ｂレンズとで構成される場合、像面湾曲及び色収差を効果的に補正することが可能になる。また、第５レンズ群の正の屈折力を有する第５ａレンズを光軸と垂直な方向にシフトさせることで、像ブレを補正することができる。変倍や合焦時に固定の第５レンズ群の第５ａレンズをシフトさせることで、手ブレ補正の駆動機構と他の駆動機構との干渉をなくすことができるので、ズームレンズをより一層小型化することができる。さらに、第５ａレンズは正レンズなので、倍率色収差を抑制できるため、高い光学性能を確保することができる。

条件式（６）は、手ブレ補正時にシフトする第５レンズ群の正の屈折力を有する第５ａレンズの単位移動量に対して、像がどれだけシフトするかという割合を規定する条件式である。条件式（６）の上限を上回らないようにすることで、ある所定量だけ像をシフトさせるために必要なレンズシフト量が小さくなり過ぎることを回避できるので、駆動装置の制御に要求される精度が高くなり過ぎることを防止でき、撮像装置が高価になることを防止できる。一方、条件式（６）の下限を下回らないようにすることで、ある所定量だけ像をシフトさせるために必要なレンズシフト量が大きくなり過ぎることを回避できるので、シフト方向が入射光軸に対して垂直な方向であるため第５レンズ群の周辺空間が大きくなってしまうことを回避できる。

本発明のさらに別の側面では、第５レンズ群は、少なくとも１面以上の非球面を有する単レンズで構成される。第５レンズ群を単レンズで構成した場合は、低コスト化や光学系の小型化を達成することが可能になる。また、第５レンズ群においては、撮像面の各像高に入射する光線がレンズ中の異なる位置を通過するため、非球面を有することにより、特に、周辺像高の像面湾曲を良好に補正することができる。

本発明のさらに別の側面では、第４レンズ群を光軸方向に移動させることにより、無限遠物体から近距離物体までにおけるフォーカシングを行う。このように、第４レンズ群でフォーカシングを行うことにより、繰り出しによる光学全長の増加や前玉レンズ径の増大を招くことなく、近距離物体まで鮮明な画像を得ることができる。

上記目的を達成するため、本発明に係る撮像装置は、上述したズームレンズを搭載している。上述のズームレンズを組み込むことにより、より薄型で、撮影画質の良好な撮像装置を提供することができる。

本発明の一実施形態のズームレンズを備える撮像装置を説明する図である。 実施例１のズームレンズ等の断面図である。 （Ａ）は、実施例１の広角端における断面図であり、（Ｂ）は、中間における断面図であり、（Ｃ）は、望遠端における断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、実施例１のズームレンズの広角端における縦収差図であり、（Ｄ）〜（Ｆ）は、実施例１のズームレンズの中間における縦収差図であり、（Ｇ）〜（Ｉ）は、実施例１のズームレンズの望遠端における縦収差図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２のズームレンズ等の断面図であり、広角端、中間、及び望遠端をそれぞれ示す。 （Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２のズームレンズの広角端における縦収差図であり、（Ｄ）〜（Ｆ）は、実施例２のズームレンズの中間における縦収差図であり、（Ｇ）〜（Ｉ）は、実施例２のズームレンズの望遠端における縦収差図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、実施例３のズームレンズ等の断面図であり、広角端、中間、及び望遠端をそれぞれ示す。 （Ａ）〜（Ｃ）は、実施例３のズームレンズの広角端における縦収差図であり、（Ｄ）〜（Ｆ）は、実施例３のズームレンズの中間における縦収差図であり、（Ｇ）〜（Ｉ）は、実施例３のズームレンズの望遠端における縦収差図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、実施例４のズームレンズ等の断面図であり、広角端、中間、及び望遠端をそれぞれ示す。 （Ａ）〜（Ｃ）は、実施例４のズームレンズの広角端における縦収差図であり、（Ｄ）〜（Ｆ）は、実施例４のズームレンズの中間における縦収差図であり、（Ｇ）〜（Ｉ）は、実施例４のズームレンズの望遠端における縦収差図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置１００を示す断面図である。撮像装置１００は、画像信号を形成するためのカメラモジュール３０と、カメラモジュール３０を動作させることにより撮像装置１００としての機能を発揮させる処理部６０とを備える。

カメラモジュール３０は、ズームレンズ１０を内蔵するレンズユニット４０と、ズームレンズ１０によって形成された被写体像を画像信号に変換するセンサー部５０とを備える。カメラモジュール３０は、以下に詳述するズームレンズ１０を組み込んでおり、より薄型で、撮影画質の良好な撮像装置１００を提供することができる。

レンズユニット４０は、ズームレンズ１０と、ズームレンズ１０を組み込んだレンズホルダー４１と、光学系駆動部４５とを備える。ズームレンズ１０は、後に詳述するが、物体側より順に配置された第１〜第５レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５で構成される。レンズホルダー４１は、樹脂等で形成され、レンズ等を内部に収納し保持している。レンズホルダー４１は、物体側からの光線束を入射させる開口ＯＰを有する。光学系駆動部４５は、鏡筒であるレンズホルダー４１に付随して設けられている。光学系駆動部４５は、第２〜第４レンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ４を光軸ＡＸ方向に滑らかに移動させることを可能にする機械的な機構を有し、変倍や合焦を可能にする。ここで、変倍や合焦は、ユーザーが機械機構を動作させる手動とできるが、モーター等を介しての電動とすることもできる。なお、光学系駆動部４５は、第５レンズ群Ｇｒ５を構成するレンズを光軸ＡＸに垂直な方向にシフトさせるシフト機構４５ａを有していてもよく、この場合、第５レンズ群Ｇｒ５を構成するレンズのシフトによって手ブレ補正が可能になる。

センサー部５０は、ズームレンズ１０によって形成された被写体像を光電変換する固体撮像素子５１（例えば、ＣＭＯＳ型のイメージセンサー）と、この固体撮像素子５１を背後から支持するとともに配線、周辺回路等を設けた基板５３とを備える。センサー部５０は、レンズホルダー４１内に保持されている。

固体撮像素子（撮像素子）５１は、撮像面Ｉを有する光電変換部５１ａを備え、その周囲には、不図示の信号処理回路が形成されている。なお、固体撮像素子５１は、上述のＣＭＯＳ型のイメージセンサーに限るものでなく、ＣＣＤその他を適用したものであってもよい。

処理部６０は、駆動部６１と、入力部６２と、記憶部６３と、表示部６４と、制御部６８とを備える。駆動部６１は、ＹＵＶその他のデジタル画素信号を外部回路へ出力したり、制御部６８から固体撮像素子５１を駆動するための電圧やクロック信号の供給を受けることによって固体撮像素子５１を動作させている。また、駆動部６１は、不図示のジャイロセンサー等の出力に基づいて光学系駆動部４５に制御信号を出力することによってシフト機構４５ａを動作させ、第５レンズ群Ｇｒ５を構成するレンズを光軸ＡＸに垂直な方向に変位させることで手ブレ補正を行うことができる。なお、駆動部６１は、光学系駆動部４５を動作させてズームレンズ１０の変倍や合焦を行うこともできる。入力部６２は、ユーザーの操作或いは外部装置からのコマンドを受け付ける部分であり、記憶部６３は、撮像装置１００の動作に必要な情報、カメラモジュール３０によって取得した画像データ等を保管する部分であり、表示部６４は、ユーザーに提示すべき情報、撮影した画像等を表示する部分である。制御部６８は、駆動部６１、入力部６２、記憶部６３等の動作を統括的に制御しており、例えばカメラモジュール３０によって得た画像データに対して種々の画像処理を行うことができる。

以下、図１を参照して、実施形態のズームレンズ１０の詳細について説明する。なお、図１で例示したズームレンズ１０は、後述する実施例１のズームレンズ１１と同一の構成となっている。

図示のズームレンズ１０は、固体撮像素子５１の撮像面Ｉに被写体像を結像させる撮像レンズであって、物体側より順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇｒ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｒ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｒ４、及び第５レンズ群Ｇｒ５からなる。第５レンズ群Ｇｒ５については、屈折力を正、負、又はゼロとできる。

上記ズームレンズ１０の広角端から望遠端への変倍時又はズーミング時には、第１レンズ群Ｇｒ１及び第５レンズ群Ｇｒ５が固定され、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３、第４レンズ群Ｇｒ４が個別に光軸ＡＸ方向に移動する。また、上記ズームレンズ１０の合焦又はフォーカシング時には、第４レンズ群Ｇｒ４が光軸ＡＸ方向に個別に移動する。

広角端から望遠端に至る変倍で、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３、及び第４レンズ群Ｇｒ４を移動させることにより、３つのレンズ群に変倍機能を分担できるので、単一レンズ群のみ若しくは２つのレンズ群で変倍を行うよりも、群パワーや変倍移動量を抑え、コンパクト性と良好な光学性能とを両立することができる。一方で、第１及び第５レンズ群Ｇｒ１，Ｇｒ５は、変倍若しくは合焦時に固定となる。第１レンズ群Ｇｒ１を固定することで、撮影時にレンズが飛び出さないので被撮影者に圧迫感を与えることがない。また、衝撃による影響もレンズが飛び出していないほうが大きくなく好ましい。さらに、第５レンズ群Ｇｒ５を固定することで、撮像素子である固体撮像素子５１へのゴミの進入を防ぐことができる。

上記ズームレンズ１０において、第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１ａレンズＬ１ａと、正の屈折力を有する第１ｂレンズＬ１ｂとで構成される。第１レンズ群Ｇｒ１をこのように構成することにより、望遠端における色収差や球面収差を良好に補正しつつ、レンズ全長の短縮を図ることができる。また、第１ａレンズＬ１ａと第１ｂレンズＬ１ｂとは、接合レンズである。第１ａレンズＬ１ａと第１ｂレンズＬ１ｂとを接合レンズにすることで、各々が単品レンズの時よりも組み立てを比較的容易に行える。

第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側から順に、負の屈折力を有する第２ａレンズＬ２ａと、負の屈折力を有する第２ｂレンズＬ２ｂと、正の屈折力を有する第２ｃレンズＬ２ｃとを有する。物体側に負の屈折力を有する第２ａレンズＬ２ａと負の屈折力を有する第２ｂレンズＬ２ｂとの２枚の負レンズを配置することによって、径の大きな第１レンズ群Ｇｒ１から大きな角度で入射する光線の光軸に対する傾斜角度をいち早く緩めるとともに、像面湾曲と歪曲とを効果的に補正することができる。さらに、正の屈折力を有する第２ｃレンズＬ２ｃを像側に配置することで、広角端での倍率色収差と望遠端での軸上色収差とを効果的に補正することができる。第２レンズ群Ｇｒ２は、少なくとも１面以上の非球面を有する。このように、第２レンズ群Ｇｒ２に少なくとも１面以上の非球面を設けることにより、諸収差の補正を行うことができる。第２レンズ群Ｇｒ２の非球面は、主に軸外主光線の屈折によって生じる軸外収差の補正を行っている。

第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズＬ３ａと、負の屈折力を有する第３ｂレンズＬ３ｂと、正の屈折力を有する第３ｃレンズＬ３ｃと、負の屈折力を有する第３ｄレンズＬ３ｄとからなる。第３レンズ群Ｇｒ３をこのように構成することにより、球面収差と色収差とを適切に補正することが可能となる。本ズームレンズ１０のような５群構成では、第３レンズ群Ｇｒ３に入射する光束を収束させるように強いパワーを持った面が必要であるが、強いパワーを持たせると特に球面収差が発生しやすくなるため好ましくない。また、収差補正上、光線高さの変動を抑えることが一般的には有利である。第３レンズ群Ｇｒ３内を正、負、正、及び負のレンズ構成とすることで、光線高さの変動を抑えることが可能になるとともに、正レンズと負レンズとの組み合わせによる色収差補正を効率よく行うことが可能になる。また、第３レンズ群Ｇｒ３において、第３ｂレンズＬ３ｂと第３ｃレンズＬ３ｃとは、接合レンズである。この場合、各々が単品レンズの時よりも組み立てを比較的容易に行うことができる。さらに、第３ａレンズＬ３ａは、物体側に凸面を向けており、かつ第３レンズ群は、少なくとも１面以上の非球面を有する。第３ａレンズが物体側に凸面を向けているため、球面収差を良好に補正することができる。また、少なくとも１面以上の非球面を設けることにより、球面収差やコマ収差を良好に補正することができる。

開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇｒ３の物体側に配置され、広角端から望遠端への変倍時に像面位置に対して固定されている。開口絞りＳをズームレンズ１０のほぼ中央部にあたる第３レンズ群Ｇｒ３の近辺に設けることによって、軸外収差をバランスよく補正できる。また、撮像時の広角端から望遠端への変倍の際に第３レンズ群Ｇｒ３が移動する場合では、広角端における周辺光量の確保が困難になるため、開口絞りＳは像面に対して固定されていることが好ましい。

第４レンズ群Ｇｒ４は、正の屈折力を有する単レンズＬ４ａで構成される。第４レンズ群Ｇｒ４を１枚の単レンズＬ４ａで構成することで、第４レンズ群Ｇｒ４の厚みを薄くすることができるため、レンズ全長を短縮することができる。第４レンズ群Ｇｒ４を光軸ＡＸ方向に移動させることにより、無限遠物体から近距離物体までの合焦又はフォーカシングを行う。このように、第４レンズ群Ｇｒ４で合焦を行うことにより、繰り出しによる光学全長の増加や前玉レンズ径の増大を招くことなく、近距離物体まで鮮明な画像を得ることができる。

第５レンズ群Ｇｒ５は、例えば少なくとも１面以上の非球面を有する単レンズＬ５ａで構成される。第５レンズ群Ｇｒ５を単レンズＬ５ａで構成した場合は、低コスト化や光学系の小型化を達成することが可能になる。また、第５レンズ群Ｇｒ５においては、撮像面の各像高に入射する光線がレンズ中の異なる位置を通過するため、非球面を有することにより、特に、周辺像高の像面湾曲を良好に補正することができる。

なお、第５レンズ群Ｇｒ５は、物体側から順に、正の屈折力を有する第５ａレンズＬ５ａと、負の屈折力を有する第５ｂレンズＬ５ｂとすることもできる（後述する図９（Ａ）等参照）。第５レンズ群Ｇｒ５が物体側から順に正の屈折力を有する第５ａレンズＬ５ａと負の屈折力を有する第５ｂレンズＬ５ｂとで構成される場合、像面湾曲及び色収差を効果的に補正することが可能になる。また、第５レンズ群Ｇｒ５の正の屈折力を有する第５ａレンズＬ５ａを光軸ＡＸと垂直な方向にシフトさせることで、像ブレを補正することができる。変倍や合焦時に固定の第５レンズ群Ｇｒ５の第５ａレンズＬ５ａをシフトさせることで、手ブレ補正用のシフト機構４５ａと他の駆動機構との干渉をなくすことができるので、ズームレンズ１０をより一層小型化することができる。さらに、第５ａレンズＬ５ａは正レンズなので、倍率色収差を抑制できるため、高い光学性能を確保することができる。第５レンズ群Ｇｒ５は、少なくとも１面以上の非球面を有する単レンズで構成される。

以上で説明した第１〜第５レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５の間又は像側若しくは物体側には、実質的に屈折力を有しないレンズを追加することができる。

また、ズームレンズ１０は、以下の条件式（１）及び（２）を満足する。
６．０＜ｆ１／ｆｗ＜１１．０ … （１）
１．８０＜ｆ３／ｆｗ＜３．１０ … （２）
ただし、値ｆ１は第１レンズ群Ｇｒ１の焦点距離（ｍｍ）であり、値ｆ３は第３レンズ群Ｇｒ３の焦点距離（ｍｍ）であり、値ｆｗは広角端での全系の焦点距離（ｍｍ）である。

上記条件式（１）は、第１レンズ群Ｇｒ１の焦点距離と広角端におけるレンズ全系の焦点距離との関係を規定したものである。条件式(１)の下限を下回らないようにすることで、広角端におけるレンズ全系の屈折力に対し、第１レンズ群Ｇｒ１の屈折力が強くなってしまうことを防止でき、広角端での収差が大きくなり過ぎることを回避でき、良好な光学性能の確保にとって有利となる。一方、条件式(１)の上限を上回らないようにすることで、広角端におけるレンズ全系の屈折力に対し、第１レンズ群Ｇｒ１の屈折力が弱くなってしまうことを防止でき、第１レンズ群Ｇｒ１のレンズ総厚が多くなり過ぎることを回避でき、コンパクト性を確保しやすくなる点で有利である。条件式（２）は、第３レンズ群Ｇｒ３の屈折力を規定した式である。条件式（２）の下限を下回らないようにすることで、第３レンズ群Ｇｒ３の屈折力が比較的強くなってしまうことを防止でき、望遠端における球面収差及びコマ収差の補正が比較的容易である。一方、条件式（２）の上限を上回らないようにすることで、第３レンズ群Ｇｒ３の屈折力が比較的弱くなってしまうことを防止でき、変倍比を確保するために第２レンズ群Ｇｒ２の屈折力が強くなり過ぎることを回避でき、望遠端における球面収差の補正が比較的容易である。

ズームレンズ１０は、以下の条件式（３）を満足する。
−２．００＜ｆ２／ｆｗ＜−１．３０ … （３）
ただし、値ｆ２は第２レンズ群Ｇｒ２の焦点距離（ｍｍ）であり、値ｆｗは広角端での全系の焦点距離（ｍｍ）である。

上記条件式（３）は、第２レンズ群Ｇｒ２の屈折力を規定したものである。条件式（３）の上限を上回らないようにすることで、ペッツバール和が負の方向に大きく補正過剰となってしまうことを防止でき、条件式（３）の下限を下回らないようにすることで、変倍に寄与する第２レンズ群Ｇｒ２の移動量が大きくなることを防止して、レンズユニット４０のコンパクト化を容易にしている。

ズームレンズ１０は、以下の条件式（４）を満足する。
０．１０＜｜β２Ｔ／β２Ｗ｜/｜β３Ｔ／β３Ｗ｜＜０．８０ … （４）
ただし、値β２Ｗは第２レンズ群Ｇｒ２の広角端の横倍率であり、値β２Ｔは第２レンズ群Ｇｒ２の望遠端の横倍率であり、値β３Ｗは第３レンズ群Ｇｒ３の広角端の横倍率であり、値β３Ｔは第３レンズ群Ｇｒ３の望遠端の横倍率である。

上記条件式（４）は第２レンズ群Ｇｒ２と第３レンズ群Ｇｒ３の変倍負担を規定した式である。条件式（４）の上限を上回らないようにすることで、第２レンズ群Ｇｒ２の変倍負担が大きくならないようにでき、第２レンズ群Ｇｒ２において画面周辺の光束全体がレンズ面に入射するときの入射角度の差が広角端と望遠端とにおいて大きくなり過ぎることを防止できる。結果的に、変倍による像面湾曲の変化が大きくなることを抑制して、変倍の全域にわたって像面湾曲を良好に補正することができる。一方、条件式（４）の下限を下回らないようにすることで、第３レンズ群Ｇｒ３の変倍負担が大きくならないようにでき、第３レンズ群Ｇｒ３の屈折力を大きく設定する必要がなくなる。つまり、第３レンズ群Ｇｒ３内の各レンズ面の曲率半径を小さくする必要がなくなり、変倍の全域にわたって球面収差、コマ収差等を良好に補正することができる。

ズームレンズ１０は、以下の条件式（５）を満足する。
３．００＜ｆ４／ｆｗ＜８．００ … （５）
ただし、値ｆ４は第４レンズ群Ｇｒ４の焦点距離（ｍｍ）であり、値ｆｗは広角端での全系の焦点距離（ｍｍ）である。

上記条件式（５）は、第４レンズ群Ｇｒ４の屈折力と、レンズ全系における広角端の焦点距離との関係を規定する式である。条件式(５)の上限を上回らないようにすることで、第４レンズ群Ｇｒ４の屈折力が弱くなって変倍に必要な移動量を確保するために光学系が大型化してしまうことを回避できる。一方、条件式(５)の下限を下回らないようにすることで、第４レンズ群Ｇｒ４の屈折力が強くなることを回避でき、ここで発生する収差が大きくなり過ぎたり、この群における製造誤差による光学性能変化が大きくなり過ぎたりすることを回避できる。

ズームレンズ１０は、第５レンズ群Ｇｒ５が正の第５ａレンズＬ５ａと負の第５ｂレンズＬ５ｂとで構成される場合、以下の条件式（６）を満足する。
０．１＜（１−βｓ）×βｐ＜０．５ … （６）
ただし、値βｓは第５レンズ群Ｇｒ５の第５ａレンズＬ５ａの望遠端における横倍率であり、値βｐは第５レンズ群Ｇｒ５の第５ｂレンズＬ５ｂの望遠端における横倍率である。

条件式（６）は、手ブレ補正時にシフトする第５レンズ群Ｇｒ５の正の屈折力を有する第５ａレンズＬ５ａの単位移動量に対して、像がどれだけシフトするかという割合を規定する条件式である。条件式（６）の上限を上回らないようにすることで、ある所定量だけ像をシフトさせるために必要なレンズシフト量が小さくなり過ぎることを回避できるので、駆動装置であるシフト機構４５ａの制御に要求される精度が高くなり過ぎることを防止でき、撮像装置１００が高価になることを防止できる。一方、条件式（６）の下限を下回らないようにすることで、ある所定量だけ像をシフトさせるために必要なレンズシフト量が大きくなり過ぎることを回避できるので、シフト方向が光軸ＡＸに対して垂直な方向であるため第５レンズ群Ｇｒ５の周辺空間が大きくなってしまうことを回避できる。

なお、レンズユニット４０とセンサー部５０との間には、平行平板であるフィルターＦ１，Ｆ２を配置することができる。フィルターＦ１，Ｆ２は、波長選択フィルター、シールガラス等である。

〔実施例〕
以下、本発明のズームレンズの実施例を示す。各実施例に使用する記号は下記の通りである。なお、長さに関するものの単位は原則としてｍｍであり、角度の単位は°（度）である。
Ｒ ：曲率半径
Ｄ ：軸上面間隔
ｎｄ：レンズ材料のｄ線に対する屈折率
νｄ：レンズ材料のアッベ数
ＥＲ：有効半径

各実施例において、各面番号の後に「＊」が記載されている面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の「数１」で表す。

ただし、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
Ｒ ：曲率半径
Ｋ ：円錐定数

〔実施例１〕
実施例１のズームレンズを構成するレンズ面のデータを以下の表１に示す。なお、以下の表１等において、面番号を「S-N」で表し、開口絞りを「S」で表し、無限大を「infinity」で表している。また、間隔が可変であるものについては、「dn」（ｎは自然数）で表している。面番号に付した「＊」は非球面を表す。
〔表１〕
S-N R(mm) D(mm) Nd νd ER(mm)
1 29.008 1.000 1.80518 25.5 14.81
2 17.960 0.010 1.51410 42.6 13.00
3 17.960 6.107 1.72342 38.0 12.97
4 76.662 d1 11.88
5* 1327.539 1.312 1.80139 45.5 10.40
6* 10.646 6.905 7.36
7 -9.917 0.800 1.77250 49.6 6.20
8 -15.895 0.150 6.37
9 654.404 1.471 1.94595 18.0 6.14
10 -53.268 d2 6.08
11 S infinity d3 4.07
12* 13.800 2.850 1.82080 42.7 6.46
13* 80.769 0.754 6.18
14* 23.045 0.900 1.82115 24.1 6.27
15 11.597 0.010 1.51410 42.6 6.18
16 11.597 5.048 1.49700 81.6 6.18
17 -14.416 0.150 6.31
18 17.089 0.600 1.69895 30.1 5.94
19 9.273 d4 5.61
20 45.834 2.945 1.49700 81.6 6.10
21 -114.779 d5 6.26
22* -79.334 3.040 1.53048 55.7 6.65
23* infinity 2.940 7.14
24 infinity 0.500 1.51680 64.2 7.31
25 infinity 0.500 7.33
26 infinity 0.500 1.51680 64.2 7.35
27 infinity 1.000 7.37

実施例１のレンズ面の非球面係数を以下の表２に示す。なお、これ以降（表のレンズデータを含む）において、１０のべき乗数（例えば２．５×１０^−０２）をＥ（例えば２．５Ｅ−０２）を用いて表すものとする。
〔表２〕
第5面
K=0.00000E+00, A4=-0.12446E-04, A6=0.13671E-05,
A8=-0.11269E-07, A10=0.37237E-10, A12=0.46734E-14
第6面
K=-0.22368E+01, A4=0.14014E-03, A6=0.87243E-06,
A8=0.23388E-07, A10=-0.13967E-10, A12=-0.84269E-12
第12面
K=0.19597E+00, A4=0.32377E-04, A6=0.16868E-05,
A8=0.24332E-07, A10=-0.48235E-09, A12=0.40295E-11
第13面
K=0.40060E+02, A4=0.16688E-03, A6=0.46919E-05,
A8=0.25739E-08, A10=0.10557E-09, A12=-0.58813E-11
第14面
K=-0.18950E+01, A4=-0.15401E-04, A6=0.27551E-05,
A8=-0.49448E-07, A10=0.80347E-09, A12=-0.10522E-10
第22面
K=0.00000E+00, A4=0.43715E-04, A6=-0.27242E-05,
A8=-0.22939E-07, A10=0.10303E-08, A12=-0.17298E-10
第23面
K=0.00000E+00, A4=0.12676E-03, A6=-0.83953E-05,
A8=0.75832E-07, A10=-0.67301E-09, A12=0.12033E-11

実施例１のズームレンズのポジション（広角端（Ｗｉｄｅ）、中間（Ｍｉｄｄｌｅ）、及び望遠端（Ｔｅｌｅ））のうち、各ポジションにおける全系の焦点距離（ｆ）、Ｆ値（Ｆｎｏ）、半画角（Ｗ）、最大像高（Ｙ）、及び間隔（ｄｎ、ｎ＝１〜５）を以下の表３に示す。
〔表３〕
Wide Middle Tele
f 9.00 15.17 25.69
Fno 2.06 2.55 2.87
W 41.4 27.6 17.2
2Y 12.876 14.257 14.829

d1 1.143 7.007 8.332
d2 8.501 2.637 1.312
d3 11.916 7.803 0.500
d4 4.791 6.926 6.932
d5 3.28 5.255 12.551

実施例１の単レンズ群データを以下の表４に示す。
〔表４〕
レンズ群 始面 焦点距離(mm)
1 1 67.74
2 5 -12.17
3 12 16.32
4 20 66.31
5 22 -149.55

図２、図３（Ａ）〜３（Ｃ）は、実施例１のズームレンズ１１の断面図である。図２では、ズームレンズ１１の中間における断面図を示している。なお、これ以降の断面図は全て被写体距離が無限遠のときの断面図である。実施例１のズームレンズ１１は、物体側より順に、第１〜第５レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５からなり、正、負、正、正、及び負の構成となっている。ここで、第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸で負メニスカスの第１ａレンズＬ１ａと、物体側に凸で正メニスカスの第１ｂレンズＬ１ｂとを含む。第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側に凸で負メニスカスの第２ａレンズＬ２ａと、像側に凸で負メニスカスの第２ｂレンズＬ２ｂと、両凸で正の第２ｃレンズＬ２ｃとを含む。第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側に凸で正メニスカスの第３ａレンズＬ３ａと、物体側に凸で負メニスカスの第３ｂレンズＬ３ｂと、両凸で正の第３ｃレンズＬ３ｃと、物体側に凸で負メニスカスの第３ｄレンズＬ３ｄとを含む。第４レンズ群Ｇｒ４は、両凸で正の第４レンズＬ４ａを含む。第５レンズ群Ｇｒ５は、凹平で負の第５レンズＬ５ａを含む。なお、第１ａレンズＬ１ａと第１ｂレンズＬ１ｂとは接合レンズであり、第３ｂレンズＬ３ｂと第３ｃレンズＬ３ｃとは接合レンズである。第２ａレンズＬ２ａと第３ａレンズＬ３ａと第３ｂレンズＬ３ｂと第５レンズＬ５ａとは非球面レンズである。第５レンズＬ５ａと撮像素子５１との間には、適当な厚さのフィルターＦ１，Ｆ２が配置されている。フィルターＦ１，Ｆ２は、ＩＲカットフィルター、光学的ローパスフィルター、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板である。符号Ｉは、撮像素子５１の被投影面である撮像面を示す（以降の実施例でも同様）。

図３（Ａ）〜３（Ｃ）は、実施例１のズームレンズ１１のズーム動作の際のポジションをそれぞれ示している。すなわち、図３（Ａ）は、ズームレンズ１１の広角端における断面図である。図３（Ｂ）は、中間における断面図である。図３（Ｃ）は、望遠端における断面図である。第２レンズ群Ｇｒ２は、広角端から望遠端に向けて像側に移動し、第３及び第４レンズ群Ｇｒ３，Ｇｒ４は、広角端から望遠端に向けて物体側に移動する。

図４（Ａ）〜４（Ｃ）は、ズームレンズ１１の広角端における無限遠合焦時の収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図４（Ｄ）〜４（Ｆ）は、中間における無限遠合焦時の収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図４（Ｇ）〜４（Ｉ）は、望遠端における無限遠合焦時の収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。なお、上記収差図及び以後の収差図において、非点収差図では、実線がサジタル像面を表し、一点鎖線がメリジオナル像面を表すものとする。

実施例１のズームレンズ１１は、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群Ｇｒ２は、光軸ＡＸ方向に沿って像側に移動し、第３及び第４レンズ群Ｇｒ３，Ｇｒ４は、光軸ＡＸ方向に沿って物体側に移動する。開口絞りＳは、変倍時において像面又は撮像面Ｉに対して固定されている。

〔実施例２〕
実施例２のズームレンズを構成するレンズ面のデータを以下の表５に示す。
〔表５〕
S-N R(mm) D(mm) Nd νd ER(mm)
1 22.053 1.050 1.84666 23.7 11.20
2 14.445 0.010 1.51410 42.6 10.06
3 14.445 4.987 1.80420 46.5 10.06
4 87.677 d1 9.30
5* 55829.220 0.800 1.82080 42.7 6.72
6* 6.393 4.066 4.69
7 -7.000 0.600 1.69350 50.8 4.38
8 -14.364 0.150 4.52
9 364.616 1.458 1.94595 18.0 4.47
10 -26.775 d2 4.44
11 S infinity d3 2.62
12* 9.474 1.520 1.83441 37.2 3.71
13* 98.311 0.548 3.55
14* 15.935 0.700 1.82115 24.0 3.66
15 7.242 0.010 1.51410 42.6 3.60
16 7.242 3.223 1.49700 81.6 3.61
17 -8.906 0.150 3.70
18 20.415 0.605 1.80610 33.2 3.70
19 6.871 d4 3.35
20 20.378 1.974 1.49700 81.6 3.95
21 -24.821 d5 4.00
22* -65.295 2.000 1.53048 55.7 4.21
23* infinity 0.978 4.40
24 infinity 0.500 1.51680 64.2 4.43
25 infinity 0.500 4.44
26 infinity 0.500 1.51680 64.2 4.46
27 infinity 1.000 4.47

実施例２のレンズ面の非球面係数を以下の表６に示す。
〔表６〕
第5面
K=0.00000E+00, A4=-0.23310E-03, A6=0.16311E-04,
A8=-0.34818E-06, A10=0.41226E-08, A12=-0.21398E-10
第6面
K=-0.23969E+01, A4=0.58727E-03, A6=0.16811E-06,
A8=0.12950E-05, A10=-0.54726E-07, A12=0.15063E-08
第12面
K=0.14509E+00, A4=0.19895E-03, A6=0.22269E-04,
A8=0.96743E-06, A10=-0.47256E-07, A12=0.10478E-08
第13面
K=-0.28528E+00, A4=0.71103E-03, A6=0.59298E-04,
A8=-0.18374E-06, A10=0.91071E-08, A12=-0.67919E-09
第14面
K=-0.16796E+01, A4=-0.44957E-04, A6=0.38567E-04,
A8=-0.21349E-05, A10=0.78269E-07, A12=-0.19355E-08
第22面
K=0.00000E+00, A4=0.43694E-03, A6=-0.31610E-04,
A8=-0.22817E-07, A10=0.10276E-07, A12=-0.41755E-09
第23面
K=0.00000E+00, A4=0.86243E-03, A6=-0.80660E-04,
A8=0.95397E-06, A10=-0.15346E-07, A12=0.38165E-09

実施例２のズームレンズのポジション（広角端、中間、及び望遠端）のうち、各ポジションにおける全系の焦点距離（ｆ）、Ｆ値（Ｆｎｏ）、半画角（Ｗ）、最大像高（Ｙ）、及び間隔（ｄｎ、ｎ＝１〜５）を以下の表７に示す。
〔表７〕
Wide Middle Tele
f 5.43 9.15 15.51
Fno 2.06 2.47 2.87
W 41.0 27.3 16.9
2Y 7.630 8.656 8.993

d1 0.807 4.719 7.179
d2 7.072 3.160 0.700
d3 8.510 5.872 2.324
d4 2.405 3.852 4.161
d5 3.11 4.296 7.535

実施例２の単レンズ群データを以下の表８に示す。
〔表８〕
レンズ群 始面 焦点距離(mm)
1 1 36.44
2 5 -7.51
3 12 12.27
4 20 22.85
5 22 -123.09

図５（Ａ）〜５（Ｃ）は、実施例２のズームレンズ１２の断面図であり、ズームレンズ１２のズーム動作の際のポジションをそれぞれ示している。すなわち、図５（Ａ）は、ズームレンズ１２の広角端における断面図である。図５（Ｂ）は、中間における断面図である。図５（Ｃ）は、望遠端における断面図である。

実施例２のズームレンズ１２は、物体側より順に、第１〜第５レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５からなり、正、負、正、正、及び負の構成となっている。ここで、第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸で負メニスカスの第１ａレンズＬ１ａと、物体側に凸で正メニスカスの第１ｂレンズＬ１ｂとを含む。第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側に凸で負メニスカスの第２ａレンズＬ２ａと、像側に凸で負メニスカスの第２ｂレンズＬ２ｂと、両凸で正の第２ｃレンズＬ２ｃとを含む。第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側に凸で正メニスカスの第３ａレンズＬ３ａと、物体側に凸で負メニスカスの第３ｂレンズＬ３ｂと、両凸で正の第３ｃレンズＬ３ｃと、物体側に凸で負メニスカスの第３ｄレンズＬ３ｄとを含む。第４レンズ群Ｇｒ４は、両凸で正の第４レンズＬ４ａを含む。第５レンズ群Ｇｒ５は、凹平で負の第５レンズＬ５ａを含む。なお、第１ａレンズＬ１ａと第１ｂレンズＬ１ｂとは接合レンズであり、第３ｂレンズＬ３ｂと第３ｃレンズＬ３ｃとは接合レンズである。第２ａレンズＬ２ａと第３ａレンズＬ３ａと第３ｂレンズＬ３ｂと第５レンズＬ５ａとは非球面レンズである。第５レンズＬ５ａと撮像素子５１との間には、適当な厚さのフィルターＦ１，Ｆ２が配置されている。

図６（Ａ）〜６（Ｃ）は、ズームレンズ１２の広角端における無限遠合焦時の収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図６（Ｄ）〜６（Ｆ）は、中間における無限遠合焦時の収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図６（Ｇ）〜６（Ｉ）は、望遠端における無限遠合焦時の収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。

実施例２のズームレンズ１２は、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群Ｇｒ２は、光軸ＡＸ方向に沿って像側に移動し、第３及び第４レンズ群Ｇｒ３，Ｇｒ４は、光軸ＡＸ方向に沿って物体側に移動する。開口絞りＳは、変倍時において像面又は撮像面Ｉに対して固定されている。

〔実施例３〕
実施例３のズームレンズを構成するレンズ面のデータを以下の表９に示す。
〔表９〕
S-N R(mm) D(mm) Nd νd ER(mm)
1 21.306 0.900 1.80518 25.4 11.50
2 16.259 0.010 1.51410 42.6 10.68
3 16.259 3.837 1.77250 49.6 10.68
4 38.476 d1 10.14
5* 1000.017 0.833 1.77250 49.4 7.40
6* 6.619 5.170 5.31
7 -7.102 0.600 1.64831 33.7 4.79
8 -12.061 0.100 4.98
9 2053.875 1.521 1.94595 18.0 4.91
10 -28.676 d2 4.86
11 S infinity d3 3.25
12* 12.322 1.689 1.80139 45.4 4.21
13* 103.848 0.468 4.03
14* 13.752 0.800 1.68893 31.1 4.21
15 7.575 0.010 1.51410 42.6 4.13
16 7.575 3.766 1.49700 81.6 4.13
17 -9.762 0.150 4.15
18 17.657 0.600 1.75520 27.5 3.80
19 6.634 d4 3.58
20 23.696 1.440 1.49700 81.6 3.98
21 -40.005 d5 4.00
22* 117.891 2.000 1.53048 55.7 4.39
23* infinity 1.500 4.60
24 infinity 0.500 1.51680 64.2 4.53
25 infinity 0.500 4.52
26 infinity 0.500 1.51680 64.2 4.50
27 infinity 1.000 4.49

実施例３のレンズ面の非球面係数を以下の表１０に示す。
〔表１０〕
第5面
K=0.00000E+00, A4=-0.17935E-03, A6=0.12316E-04,
A8=-0.26493E-06, A10=0.29737E-08, A12=-0.12695E-10
第6面
K=-0.22327E+01, A4=0.39646E-03, A6=0.20318E-05,
A8=0.51209E-06, A10=-0.19299E-07, A12=0.31064E-09
第12面
K=0.91230E-01, A4=0.41195E-04, A6=0.15309E-04,
A8=0.45009E-06, A10=-0.35413E-07, A12=0.27102E-09
第13面
K=-0.18792E+03, A4=0.44804E-03, A6=0.50434E-04,
A8=-0.67498E-06, A10=-0.15747E-07, A12=-0.16892E-09
第14面
K=-0.23777E+01, A4=0.98001E-04, A6=0.41911E-04,
A8=-0.20121E-05, A10=0.42749E-07, A12=-0.40585E-09
第22面
K=0.00000E+00, A4=0.20959E-03, A6=-0.37518E-04,
A8=-0.13079E-06, A10=0.55583E-07, A12=-0.20007E-08
第23面
K=0.00000E+00, A4=0.52769E-03, A6=-0.80842E-04,
A8=0.13756E-05, A10=-0.19456E-08, A12=-0.45391E-09

実施例３のズームレンズのポジション（広角端、中間、及び望遠端）のうち、各ポジションにおける全系の焦点距離（ｆ）、Ｆ値（Ｆｎｏ）、半画角（Ｗ）、最大像高（Ｙ）、及び間隔（ｄｎ、ｎ＝１〜５）を以下の表１１に示す。
〔表１１〕
Wide Middle Tele
f 5.24 9.00 14.97
Fno 1.87 2.18 2.88
W 42.0 27.7 17.5
2Y 7.660 8.497 8.898

d1 1.290 7.506 9.574
d2 10.284 4.068 2.000
d3 7.718 5.230 0.500
d4 2.834 3.465 4.677
d5 3.22 5.074 8.592

実施例３の単レンズ群データを以下の表１２に示す。
〔表１２〕
レンズ群 始面 焦点距離(mm)
1 1 56.57
2 5 -9.16
3 12 13.31
4 20 30.17
5 22 222.23

図７（Ａ）〜７（Ｃ）は、実施例３のズームレンズ１３の断面図であり、ズームレンズ１３のズーム動作の際のポジションをそれぞれ示している。すなわち、図７（Ａ）は、ズームレンズ１３の広角端における断面図である。図７（Ｂ）は、中間における断面図である。図７（Ｃ）は、望遠端における断面図である。

実施例３のズームレンズ１３は、物体側より順に、第１〜第５レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５からなり、正、負、正、正、及び正の構成となっている。ここで、第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸で負メニスカスの第１ａレンズＬ１ａと、物体側に凸で正メニスカスの第１ｂレンズＬ１ｂとを含む。第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側に凸で負メニスカスの第２ａレンズＬ２ａと、像側に凸で負メニスカスの第２ｂレンズＬ２ｂと、両凸で正の第２ｃレンズＬ２ｃとを含む。第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側に凸で正メニスカスの第３ａレンズＬ３ａと、物体側に凸で負メニスカスの第３ｂレンズＬ３ｂと、両凸で正の第３ｃレンズＬ３ｃと、物体側に凸で負メニスカスの第３ｄレンズＬ３ｄとを含む。第４レンズ群Ｇｒ４は、両凸で正の第４レンズＬ４ａを含む。第５レンズ群Ｇｒ５は、凸平で正の第５レンズＬ５ａを含む。なお、第１ａレンズＬ１ａと第１ｂレンズＬ１ｂとは接合レンズであり、第３ｂレンズＬ３ｂと第３ｃレンズＬ３ｃとは接合レンズである。第２ａレンズＬ２ａと第３ａレンズＬ３ａと第３ｂレンズＬ３ｂと第５レンズＬ５ａとは非球面レンズである。第５レンズＬ５ａと撮像素子５１との間には、適当な厚さのフィルターＦ１，Ｆ２が配置されている。

図８（Ａ）〜８（Ｃ）は、ズームレンズ１３の広角端における無限遠合焦時の収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図８（Ｄ）〜８（Ｆ）は、中間における無限遠合焦時の収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図８（Ｇ）〜８（Ｉ）は、望遠端における無限遠合焦時の収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。

実施例３のズームレンズ１３は、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群Ｇｒ２は、光軸ＡＸ方向に沿って像側に移動し、第３及び第４レンズ群Ｇｒ３，Ｇｒ４は、光軸ＡＸ方向に沿って物体側に移動する。開口絞りＳは、変倍時において像面又は撮像面Ｉに対して固定されている。

〔実施例４〕
実施例４のズームレンズを構成するレンズ面のデータを以下の表１３に示す。
〔表１３〕
S-N R(mm) D(mm) Nd νd ER(mm)
1 18.837 1.260 1.80518 25.4 12.00
2 14.674 0.010 1.51410 42.6 10.56
3 14.674 4.190 1.73400 51.4 10.56
4 34.230 d1 10.30
5* 872.881 1.286 1.80139 45.4 7.52
6* 6.570 5.316 5.27
7 -7.434 0.650 1.83481 42.7 4.59
8 -11.422 0.150 4.77
9 3710.155 1.569 1.94595 18.0 4.66
10 -30.926 d2 4.60
11 S infinity d3 3.27
12* 13.561 1.666 1.80139 45.4 4.37
13* 3803.986 0.200 4.25
14* 15.490 0.879 1.75501 51.1 4.40
15 8.721 0.010 1.51410 42.6 4.32
16 8.721 3.887 1.49700 81.6 4.32
17 -11.244 0.150 4.32
18 59.415 1.115 1.78472 25.6 4.20
19 8.418 d4 3.93
20 36.903 1.597 1.49700 81.6 4.35
21 -16.843 d5 4.40
22 26.652 2.234 1.49700 81.6 4.60
23 -32.621 1.425 4.55
24* -17.057 2.267 1.53048 55.7 4.40
25* -103.310 0.500 4.50
26 infinity 0.500 1.51680 64.2 4.50
27 infinity 1.329 4.50
28 infinity 0.500 1.51680 64.2 4.50
29 infinity 1.000 4.49

実施例４のレンズ面の非球面係数を以下の表１４に示す。
〔表１４〕
第5面
K=0.00000E+00, A4=-0.15236E-03, A6=0.10346E-04,
A8=-0.22107E-06, A10=0.23641E-08, A12=-0.98379E-11
第6面
K=-0.21864E+01, A4=0.41224E-03, A6=0.24314E-06,
A8=0.63054E-06, A10=-0.22307E-07, A12=0.26591E-09
第12面
K=0.52170E-01, A4=-0.27592E-05, A6=0.12876E-04,
A8=0.41680E-06, A10=-0.25439E-07, A12=0.24263E-09
第13面
K=0.00000E+00, A4=0.32293E-03, A6=0.47513E-04,
A8=-0.78634E-06, A10=-0.11284E-07, A12=0.16793E-09
第14面
K=-0.21361E+01, A4=0.92149E-04, A6=0.42345E-04,
A8=-0.20336E-05, A10=0.39889E-07, A12=-0.30220E-09
第24面
K=0.00000E+00, A4=0.27018E-03, A6=-0.97607E-05,
A8=-0.60445E-07, A10=0.12107E-07, A12=-0.27572E-09
第25面
K=0.00000E+00, A4=0.43505E-03, A6=-0.34311E-04,
A8=0.59244E-06, A10=-0.24476E-08, A12=-0.64554E-10

実施例４のズームレンズのポジション（広角端、中間、及び望遠端）のうち、各ポジションにおける全系の焦点距離（ｆ）、Ｆ値（Ｆｎｏ）、半画角（Ｗ）、最大像高（Ｙ）、及び間隔（ｄｎ、ｎ＝１〜５）を以下の表１５に示す。
〔表１５〕
Wide Middle Tele
f 5.36 9.34 15.33
Fno 1.88 2.20 2.87
W 41.4 26.8 17.1
2Y 7.671 8.511 8.977

d1 1.440 7.342 8.653
d2 9.943 4.041 2.730
d3 8.598 5.838 0.500
d4 2.901 2.754 2.913
d5 1.48 4.383 9.563

実施例４の単レンズ群データを以下の表１６に示す。
〔表１６〕
レンズ群 始面 焦点距離(mm)
1 1 52.07
2 5 -8.45
3 12 16.08
4 20 23.50
5 22 106.19

図９（Ａ）〜９（Ｃ）は、実施例４のズームレンズ１４の断面図であり、ズームレンズ１４のズーム動作の際のポジションをそれぞれ示している。すなわち、図９（Ａ）は、ズームレンズ１４の広角端における断面図である。図９（Ｂ）は、中間における断面図である。図９（Ｃ）は、望遠端における断面図である。

実施例４のズームレンズ１４は、物体側より順に、第１〜第５レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５からなり、正、負、正、正、及び正の構成となっている。ここで、第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸で負メニスカスの第１ａレンズＬ１ａと、物体側に凸で正メニスカスの第１ｂレンズＬ１ｂとを含む。第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側に凸で負メニスカスの第２ａレンズＬ１ａと、像側に凸で負メニスカスの第２ｂレンズＬ２ｂと、両凸で正の第２ｃレンズＬ２ｃとを含む。第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側に凸で正メニスカスの第３ａレンズＬ３ａと、物体側に凸で負メニスカスの第３ｂレンズＬ３ｂと、両凸で正の第３ｃレンズＬ３ｃと、物体側に凸で負メニスカスの第３ｄレンズＬ３ｄとを含む。第４レンズ群Ｇｒ４は、両凸で正の第４レンズＬ４ａを含む。第５レンズ群Ｇｒ５は、両凸で正の第５ａレンズＬ５ａと、像側に凸で負メニスカスの第５ｂレンズＬ５ｂを含む。なお、第１ａレンズＬ１ａと第１ｂレンズＬ１ｂとは接合レンズであり、第３ｂレンズＬ３ｂと第３ｃレンズＬ３ｃとは接合レンズである。第２ａレンズＬ２ａと第３ａレンズＬ３ａと第３ｂレンズＬ３ｂと第５ｂレンズＬ５ｂとは非球面レンズである。第５ｂレンズＬ５ｂと撮像素子５１との間には、適当な厚さのフィルターＦ１，Ｆ２が配置されている。第５レンズ群Ｇｒ５のうち第５ａレンズＬ５ａは、手ブレ補正用のレンズとなっている。

図１０（Ａ）〜１０（Ｃ）は、ズームレンズ１４の広角端における無限遠合焦時の収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図１０（Ｄ）〜１０（Ｆ）は、中間における無限遠合焦時の収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図１０（Ｇ）〜１０（Ｉ）は、望遠端における無限遠合焦時の収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。

実施例４のズームレンズ１４は、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群Ｇｒ２は、光軸ＡＸ方向に沿って像側に移動し、第３及び第４レンズ群Ｇｒ３，Ｇｒ４は、光軸ＡＸ方向に沿って物体側に移動する。開口絞りＳは、変倍時において像面又は撮像面Ｉに対して固定されている。

以下の表１７は、参考のため、各条件式（１）〜（６）に対応する各実施例１〜４の値をまとめたものである。
〔表１７〕

以上、実施形態に係るズームレンズについて説明したが、本発明に係る撮像レンズは上記実施形態に限るものではない。例えば、ズームレンズ１０は、実質的にパワーを持たないレンズ群をさらに有するものであってもよい。また、ズームレンズ１０を構成する各レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５は、実質的にパワーを持たないその他の光学素子（例えばレンズ）をさらに有するものであってもよい。

また、上記実施例において、各レンズの材料は例示であり、これに限定されるものではなく、適宜変更することができる。

ＡＸ…光軸、 Ｆ１，Ｆ２…フィルター、 Ｇｒ１〜Ｇｒ５…第１〜第５群、 Ｉ…撮像面、 Ｌ１ａ〜Ｌ５ａ…レンズ、 ＯＰ…開口、 １０，１１〜１４…ズームレンズ、 ３０…カメラモジュール、 ４０…レンズユニット、 ４１…レンズホルダー、 ４５…光学系駆動部、 ４５ａ…シフト機構、 ５０…センサー部、 ５１…撮像素子、 ６０…処理部、 ６１…駆動部、 ６２…入力部、 ６３…記憶部、 ６４…表示部、 ６８…制御部、 １００…撮像装置

Claims (17)

1. 物体側より順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、及び第５レンズ群からなるズームレンズであって、
   広角端から望遠端への変倍時に、前記第１レンズ群及び第５レンズ群は固定であり、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、及び前記第４レンズ群は移動し、下記の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
   ６．０＜ｆ１／ｆｗ＜１１．０ … （１）
   １．８０＜ｆ３／ｆｗ＜３．１０ … （２）
   ただし、
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離（ｍｍ）
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離（ｍｍ）
   ｆｗ：広角端での全系の焦点距離（ｍｍ）
2. 前記第３レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズと、負の屈折力を有する第３ｂレンズと、正の屈折力を有する第３ｃレンズと、負の屈折力を有する第３ｄレンズとからなることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 前記第３ｂレンズと前記第３ｃレンズとは、接合レンズであることを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ。
4. 前記第３ａレンズは、物体側に凸面を向けており、かつ
   前記第３レンズ群は、少なくとも１面以上の非球面を有することを特徴とする請求項２及び３の何れか１項に記載のズームレンズ。
5. 前記第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１ａレンズと、正の屈折力を有する第１ｂレンズとで構成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のズームレンズ。
6. 前記第１ａレンズと前記第１ｂレンズとは、接合レンズであることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のズームレンズ。
7. 前記第２レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第２ａレンズと、負の屈折力を有する第２ｂレンズと、正の屈折力を有する第２ｃレンズとを有することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のズームレンズ。
8. 前記第２レンズ群は、少なくとも１面以上の非球面を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のズームレンズ。
9. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のズームレンズ。
   −２．００＜ｆ２／ｆｗ＜−１．３０ … （３）
   ただし、
   ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離（ｍｍ）
   ｆｗ：広角端での全系の焦点距離（ｍｍ）
10. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のズームレンズ。
    ０．１０＜｜β２Ｔ／β２Ｗ｜/｜β３Ｔ／β３Ｗ｜＜０．８０ … （４）
    ただし、
    β２Ｗ：前記第２レンズ群の広角端の横倍率
    β２Ｔ：前記第２レンズ群の望遠端の横倍率
    β３Ｗ：前記第３レンズ群の広角端の横倍率
    β３Ｔ：前記第３レンズ群の望遠端の横倍率
11. 前記第４レンズ群は、正の屈折力を有する単レンズで構成されることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のズームレンズ。
12. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載のズームレンズ。
    ３．００＜ｆ４／ｆｗ＜８．００ … （５）
    ただし、
    ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離（ｍｍ）
    ｆｗ：広角端での全系の焦点距離（ｍｍ）
13. 前記第３レンズ群の物体側に開口絞りを配置し、
    前記開口絞りは、広角端から望遠端への変倍時に像面位置に対して固定であることを特徴する請求項１〜１２の何れか１項に記載のズームレンズ。
14. 前記第５レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第５ａレンズと、負の屈折力を有する第５ｂレンズとで構成され、
    前記第５ａレンズは、光軸と垂直な方向にシフトさせることで像ブレを補正することが可能であり、以下条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載のズームレンズ。
    ０．１＜（１−βｓ）×βｐ＜０．５ … （６）
    ただし、
    βｓ：前記第５レンズ群の第５ａレンズの望遠端における横倍率
    βｐ：前記第５レンズ群の第５ｂレンズの望遠端における横倍率
15. 前記第５レンズ群は、少なくとも１面以上の非球面を有する単レンズで構成されることを特徴とする請求項１〜１４の何れか１項に記載のズームレンズ。
16. 前記第４レンズ群を光軸方向に移動させることにより、無限遠物体から近距離物体までにおけるフォーカシングを行うことを特徴とする請求項１〜１５の何れか１項に記載のズームレンズ。
17. 請求項１〜１６の何れか１項に記載のズームレンズを搭載していることを特徴とする撮像装置。

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