JP2006323212A - レンズユニット、およびそれを備えた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズ群におけるレンズの径（レンズ径）をコンパクトにしたレンズユニット、およびこのレンズユニットを備えた撮像装置を提供する。
【解決手段】 ズーミングの場合、複数のレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ４）で、第４レンズ群ＧＲ４以外のレンズ群の少なくとも１つが不動になっている一方、像側に最も近い第４レンズ群ＧＲ４と撮像素子ＳＲとが、光軸ＡＸに沿って移動するようになったレンズユニット１にする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば変倍光学系を含むレンズユニット、およびこのレンズユニットを含む撮像装置に関するものである。

近年、光学像を電気信号に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子を用いたデジタルカメラが普及しつつある。そして、このようなデジタルカメラも、銀塩フィルムを用いたカメラ（銀塩カメラ）同様に、小型化（コンパクト化）・構成の簡素化が求められている。

デジタルカメラ等に用いられる変倍可能な光学系（変倍光学系）は、正・負・正・正のパワー（屈折力）を備えたレンズ群を有したものが多い。そして、このような変倍光学系では、構成の簡素化を図るため、変倍（ズーミング）等のときに、物体側に最も近い第１レンズ群を不動にしている場合がある（例えば特許文献１）。

しかし、特許文献１の変倍光学系（ズームレンズ）のように、第１レンズ群を不動にしてしまうと、ズームレンズの全長やレンズ径（例えば前玉レンズの径）が大きくなりやすい。このような傾向を抑制させるために、第１レンズ群を移動させる変倍方式も存在する。しかし、この方式は、ズームレンズの全長やレンズ径を小さくするものの、構成の複雑化を招いてしまう。

そこで、特許文献１のズームレンズは、第１レンズ群を不動にする一方、像側に最も近い第４レンズ群を可動にする方式を採用することで、レンズ径等のコンパクト化を図っている。
特開平２００２−１０７６２２号公報（請求項１、図１等参照）

しかしながら、第１レンズ群を不動にする一方、像側に最も近い第４レンズ群を可動にする変倍方式だけでは、レンズ径等のコンパクト化に限界がある。

本発明は、このような現状を鑑みてなされてものであって、その目的は、レンズ群におけるレンズの径（レンズ径）をコンパクトにしたレンズユニット、およびこのレンズユニットを備えたコンパクトな撮像装置を提供することを目的とする。

本発明のレンズユニットは、複数のレンズ群から成る変倍光学系と、この変倍光学系を経た光を受光する撮像素子と、を含んでいる。さらに、複数のレンズ群は、物体側に最も近い物体側レンズ群および像側に最も近い像側レンズ群を少なくとも有している。そして、このレンズユニットでは、変倍の場合、複数のレンズ群で、像側レンズ群以外のレンズ群の少なくとも１つが不動である一方、像側レンズ群および撮像素子は光軸に沿って移動することを特徴としている。

このように撮像素子が移動する一方、レンズ群が不動な変倍は、撮像素子が不動な一方、レンズ群が可動する変倍と同様な構成になる。なぜなら、撮像素子が不動な一方でレンズ群が移動することと、撮像素子が移動する一方でレンズ群が不動であることとは、相対的には、同義（等価）といえるためである。

すると、本発明のレンズユニットは、撮像素子を移動させることで変倍する。そのため、例えば物体側レンズ群が、撮影対象（物体側）に向かって繰り出す必要は低くなる。その結果、比較的広い画角の光を受光する必要がなくなり、例えば物体側レンズ群を構成するレンズの径（前玉径等）が比較的縮小する。

その上、本発明のレンズユニットでは、撮像素子とともに、像側レンズ群も移動する。つまり、本発明のレンズユニットは、２つの可動体（像側レンズ群・撮像素子）で、収差を補正できる。したがって、撮像素子のみによる収差補正に比べて、設計自由度が高まり、さらに十分な収差補正ができる。

特に、本発明のレンズユニットは、像側レンズ群を移動させている。そのため、像側レンズ群以外のレンズ群〔物体側レンズ群およびその他のレンズ群（中間レンズ群；像側レンズ群と物体側レンズ群との間に位置するレンズ群）〕に起因する収差を、可動な像側レンズ群で効率的に補正できる（収差補正の自由度が増す）。すると、本発明のレンズユニットでは、像側レンズ群以外のレンズ群の設計自由度が高まる。

なお、収差補正の観点から、像側レンズ群は、非球面を有するレンズを含んでいてもよい。このような構成であれば、レンズユニットは、効率よく収差補正できる。

以上のように、本発明は、レンズの径（前玉径等）を比較的コンパクトにした上、十分な収差補正もできるレンズユニットになっている。

なお、像側レンズ群と撮像素子とが、一体で移動してもよい。このような構成にするため、例えば像側レンズ群と撮像素子とを一体化させると、像側レンズ群専用の移動用駆動源や、撮像素子専用の移動用駆動源が不要になる。また、像側レンズ群と撮像素子とが密着して一体化していれば、像側レンズ群と撮像素子との間隔が比較的に狭くなる。したがって、レンズユニットが一層コンパクトになる。また、比較的に狭くなった間隔には、異物（ゴミ）等が混入しづらくもなる。

また、本発明のレンズユニットは、合焦の場合、複数のレンズ群で、像側レンズ群以外のレンズ群の少なくとも１つを不動にする一方、像側レンズ群および撮像素子を光軸に沿って一体で移動させる。

本発明のレンズユニットでは、合焦の場合、上記同様、撮像素子が移動する一方、像側レンズ群以外のレンズ群における少なくとも１つのレンズ群（例えば物体側レンズ群）が不動になっている。

このように撮像素子が移動する一方、レンズ群が不動な合焦は、撮像素子が不動な一方、レンズ群が可動する合焦と同様な構成になる。そのため、上記同様、物体側に近いレンズ群（例えば物体側レンズ群）を移動させる必要が低くなる。そのため、本発明は、撮像素子を不動にして行われるフォーカシングの場合と同程度の収差補正を行える。

さらに、本発明のレンズユニットは、例えば移動する撮像素子と像側レンズ群とを一体化してコンパクトにした上、像側レンズ群以外のレンズ群（物体側レンズ群・中間レンズ群）に起因する収差を、可動な像側レンズ群によって効率的に補正もできる。すると、本発明のレンズユニットでは、像側レンズ群以外のレンズ群の設計自由度が高まる。

なお、不動のレンズ群には、光学絞り、または、シャッターが含まれていることが好ましい。このような構成であれば、光学絞りやシャッターを移動させるための駆動源や移動機構が不要となり、レンズユニットがコンパクトになるためである。

また、本発明のレンズユニットでは、複数のレンズ群は、少なくとも、物体側から順に、正のパワーを有する第１番目のレンズ群と、負のパワーを有する第２番目のレンズ群と、正のパワーを有する第３番目のレンズ群と、正のパワーを有する第４番目のレンズ群と、を含んでいてもよい。

そして、このようなレンズユニットは、広角端状態から望遠端状態までの変倍の場合、第１番目のレンズ群と第２番目のレンズ群との間隔を増大させ、第２番目のレンズ群と第３番目のレンズ群との間隔を減少させ、第３番目のレンズ群と第４番目のレンズ群との間隔を増加させている。

このようなレンズユニットでは、物体側レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大している。すると、像側レンズ群の焦点距離が、変倍光学系の焦点距離（全系の焦点距離）よりも短くなる。さらに、第２レンズ群が、この物体側レンズ群を通過した光の結像する手前で、光の収斂性を抑制させる。したがって、結像点が後方へずれる。すると、予め規定されるレンズユニットの全長において、焦点距離が比較的長くなる。したがって、本発明のレンズユニットは、比較的高倍率（比較的高い変倍比）を有する。

また、本発明のレンズユニットでは、複数のレンズ群は、少なくとも、物体側から順に、負のパワーを有する第１番目のレンズ群と、正のパワーを有する第２番目のレンズ群と、正のパワーを有する第３番目のレンズ群と、を含んでいてもよい。

そして、このようなレンズユニットは、広角端状態から望遠端状態までの変倍の場合、第１番目のレンズ群と第２レンズ群との間隔を減少させ、第２番目のレンズ群と第３番目のレンズ群との間隔を増大または減少させている。

このようなレンズユニットでは、物体側レンズ群が負のパワーを有し、その次のレンズ群（第２レンズ群）が正のパワーを有している。すると、まず、撮像対象からの光は、物体側レンズ群によって発散される。その後、この発散された光は、第２レンズ群によって収斂される。

かかる場合、物体側レンズ群と第２レンズ群との間隔が減少している。すると、レンズユニットでは、変倍光学系の主点（後側主点）が第２レンズ群よりも後方に位置する。そのため、予め規定されるレンズユニットの全長において、焦点距離が比較的短くなる。したがって、本発明は、広い画角の光を受光できる広角化されたレンズユニットになる。

なお、上記したようなレンズユニットを含む本発明の撮像装置は、コンパクトでありながら、十分な収差補正を行える。また、高倍率化や広角化を図った撮像装置にもなりうる。

本発明のレンズユニットは、撮像素子・像側レンズ群を移動させることで変倍する。つまり、このレンズユニットは、例えば物体側レンズ群を移動させることなく変倍できる。したがって、本発明のレンズユニットは、例えば物体側レンズ群を構成するレンズの径（前玉径等）を比較的コンパクトにできる。その上、レンズユニットは、像側レンズ群も移動させているため、収差補正を効率的に行える。その結果、本発明のレンズユニットおよびこのレンズユニットを備えた撮像装置は、レンズの径を比較的コンパクトにした上、十分な収差補正もできる。

［実施の形態１］
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。

〔１．デジタルカメラについて〕
図２・図３は、本発明の撮像装置の一例であるデジタルカメラ２９の概略構成図である。図２は、各部の構成を示すとともに、デジタルカメラ２９に内蔵されたレンズユニット１を示している。一方、図３は、デジタルカメラ２９の側面を示している。特に、この図３は、レンズユニット１を構成する変倍光学系１１を示している。

図２に示すように、デジタルカメラ２９は、変倍光学系１１、光学系駆動部１３、撮像素子ＳＲ、信号処理部１４、表示部１５、記録部１６、記録媒体１７、操作部１８、および制御部１９を含むように構成されている。なお、変倍光学系１１と撮像素子ＳＲとを含む構成をレンズユニット１と表現する。

変倍光学系１１は、撮影対象からの光を撮像素子ＳＲに導くとともに、撮像素子ＳＲの受光面（撮像面）上に結像させる光学系である。したがって、この変倍光学系１１は、結像光学系や撮像光学系（撮影光学系）と表現してもよい。なお、変倍光学系１１の詳細については後述する。

光学系駆動部１３は、いくつかの駆動モータ（光学系用駆動モータ）と、その駆動力を変倍光学系１１を構成するレンズ群に伝達する伝達機構（光学系用伝達機構）とを有している（なお、駆動モータ・伝達機構は不図示）。そして、光学系駆動部１３は、駆動モータ・伝達機構を用いて、変倍光学系１１の焦点距離・焦点位置を設定する。具体的には、光学系駆動部１３は、制御部１９からの指示に応じて、焦点距離・焦点位置を設定する。

撮像素子ＳＲは、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）のエリアセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等であり、変倍光学系１１を経た光線を受光し、電気的信号（撮像データ）に変換する。そして、撮像素子ＳＲは、この撮像データを信号処理部１４へと出力する。

信号処理部１４は、撮像素子ＳＲからの電子データ（撮像データ）を処理することで、撮像データに基づいた撮像画像データを生成する。なお、この信号処理部１４は、制御部１９の指示に応じて処理動作のＯＮまたはＯＦＦを行う。また、制御部１９の指示に応じて、信号処理部１４は、撮像画像データを信号処理部１４や記録部１６に出力する。

表示部１５は、例えば液晶パネルから構成されており、信号処理部１４からの撮像画像データ等や、デジタルカメラ２９の使用状況等を表示する。

記録部１６は、制御部１９の指示に応じて、記録媒体１７に、信号処理部１４の生成した撮像画像データを記録する。また、記録部１６は、操作部１８等による操作に応じた制御部１９の指示に従い、記録媒体１７から撮像画像データを読み出す。

記録媒体１７は、例えばデジタルカメラ２９の内部に組み込まれるようになったものでもよいし、フラッシュメモリ等のように着脱可能なものであってもよい。要は、撮像画像データ等を記録できるような媒体（光ディスクや半導体メモリ等）であればよい。

操作部１８は、ユーザー等による各種操作指示を制御部１９に出力するものであり、例えばシャッターレリーズボタンや操作ダイヤル等から構成されている。

制御部１９は、監視カメラ装置全体の動作制御等を行う中枢部分となっており、デジタルカメラ２９の各部材の駆動を有機的に制御して、動作を統括制御する。

〔２．レンズユニットについて〕
ここで、変倍光学系１１と撮像素子ＳＲとから成る本発明のレンズユニット１について、図１〜図３を用いて説明する。図２・図３に示すように、レンズユニット１は、デジタルカメラ２９の内部に収容されている。そして、レンズユニット１は、プリズムＰＲやミラーＭＲを用いて光線を折り曲げるようになっている。なお、このレンズユニット１における光軸をＡＸ（ＡＸ１〜ＡＸ３）と表記する。

また、図１は、図２・図３に示すレンズユニット１を便宜上、一列状に展開した展開状態を示すレンズ構成図である。そして、図１に示すように、レンズユニット１は、変倍光学系１１と撮像素子ＳＲとを含むように構成されている。

なお、この図１での「ＧＲｉ」はレンズ群を示し、「Ｌｉ」はレンズを示す。さらに、「ｓｉ」は面（透過面等）を示している。そして、「ＧＲｉ」・「Ｌｉ」・「ｓｉ」に付される数字（ｉ）は、物体側から像側に至るまでの順番を示している。また、非球面の面には、「＊」（アスタリスク）が付されている。そして、この図１に示される変倍光学系１１は実施例１とする。

〈２−１．レンズユニットの構成について〉
レンズユニット１の変倍光学系１１は、撮影対象（物体側）から順に、第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、第３レンズ群ＧＲ３、および第４レンズ群ＧＲ４を有している。

《２−１−１．第１レンズ群について》
第１レンズ群（物体側レンズ群、第１番目のレンズ群）ＧＲ１は、第１レンズＬ１、光学プリズムＰＲ、第２レンズＬ２、および第３レンズＬ３から構成されている。そして、この第１レンズ群ＧＲ１は、全体として「正」の光学的パワー（屈折力）を有している。なお、パワーは、焦点距離の逆数で定義されている。

第１レンズ（前玉レンズ）Ｌ１は、物体側に凸の負メニスカスレンズである。

光学プリズムＰＲは、物体側からの光線を直角に折り曲げることのできるプリズムである（例えば直角プリズムである）。なお、光学プリズムＰＲにおけるｓ３は光線の入射面、ｓ４は光線の射出面になっている。

第２レンズＬ２は、両側凸の正レンズ（両凸レンズ）である。第３レンズＬ３は、物体側に凸の正メニスカスレンズである。

《２−１−２．第２レンズ群について》
第２レンズ群（中間レンズ群、第２番目のレンズ群）ＧＲ２は、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、および第６レンズＬ６から構成されている。そして、この第２レンズ群ＧＲ２は、全体として「負」の光学的パワーを有している。

第４レンズＬ４は、物体側に凸の負メニスカスレンズである。なお、ｓ１０は非球面（非球面形状の屈折光学面、非球面と等価な屈折作用を有する面等）になっている。

第５レンズＬ５は、両側凹の負レンズ（両凹レンズ）である。第６レンズＬ６は、両側凸の正レンズである。なお、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは、ｓ１３・ｓ１４を接合することで接合レンズを構成している。また、接合方法として、例えば接着剤による接合が挙げられる（なお、後述の接合レンズの接合方法としても、同様に接着剤等の接合が挙げられる）。

《２−１−３．第３レンズ群について》
第３レンズ群（中間レンズ群、第３番目のレンズ群）ＧＲ３は、光学絞りＳＴ、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、反射ミラーＭＲ、第９レンズＬ９、第１０レンズＬ１０、および第１１レンズＬ１１から構成されている。そして、この第３レンズ群ＧＲ３は、全体として「正」の光学的パワーを有している。

光学絞りＳＴは、開口径を可変できる絞りである。そして、この光学絞りＳＴは、第３レンズ群ＧＲ３と一体的に構成されている。なお、図１は、この光学絞りＳＴ自体を、便宜上、ｓ１５と表記している。また、この光学絞りＳＴの配設箇所に、シャッターが設けられていてもよい。このような構成であれば、光学絞りＳＴやシャッターを移動させるための駆動源や移動機構が不要となり、レンズユニット１がコンパクトになるためである。

第７レンズＬ７は、両側凸の正レンズである。なお、ｓ１６は非球面になっている。第８レンズＬ８は、物体側に凹の負メニスカスレンズである。なお、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８とは、ｓ１７・ｓ１８を接合することで接合レンズを構成している。

反射ミラーＭＲは、第８レンズＬ８から射出してきた光線を反射させることで、第９レンズＬ９へと導くものである。なお、この反射ミラーＭＲは、第８レンズＬ８と第９レンズＬ９との間に位置するようになっている。

第９レンズＬ９は、両側凸の正レンズである。第１０レンズＬ１０は、両側凹の負レンズである。

第１１レンズＬ１１は、物体側に凸の正メニスカスレンズである。なお、ｓ２７は非球面になっている。

《２−１−４．第４レンズ群について》
第４レンズ群（像側レンズ群、第４番目のレンズ群）ＧＲ４は、第１２レンズＬ１２、ローパスフィルターＬＦ、およびカバーガラスＣＧから構成されている。そして、この第４レンズ群ＧＲ４は、全体として「正」の光学的パワーを有している。

第１２レンズＬ１２は、両側凸の正レンズである。なお、ｓ２８・ｓ２９は非球面になっている。

ローパスフィルターＬＦは、２面（ｓ３０・ｓ３１）構成のフィルターであり、撮像素子ＳＲの画素ピッチにより決定される所定の遮断周波数特性を有する光学的フィルター（例えば赤外線カットフィルター）である。

カバーガラスＣＧは、撮像素子ＳＲの受光面を保護する２面（ｓ３２・ｓ３３）構成のガラスである。したがって、カバーガラスＣＧのｓ３３と撮像素子ＳＲの受光面とは、極めて近づくように配設されている（例えば、ｓ３３と受光面との間隔が０．５ｍｍ程度）。

《２−１−５．撮像素子について》
なお、本発明のレンズユニット１における撮像素子ＳＲは可動になっている。例えば、駆動モータ（撮像素子用駆動モータ）と、その駆動力を撮像素子ＳＲに伝達する伝達機構（撮像素子用伝達機構）とを含む撮像素子駆動部（不図示）が、撮像素子ＳＲを移動させる。

ただし、撮像素子ＳＲの移動源は、この撮像素子駆動部の駆動力のみに限定されるものではない。例えば、撮像素子ＳＲと第４レンズ群ＧＲ４とが連係（連結）して、光学系駆動部１３の駆動力で、同時に（一体で）移動してもよい。このような構成であれば、例えば、撮像素子ＳＲ専用の移動用駆動源や、第４レンズ群ＧＲ４専用の移動用駆動源が不要になる。また、撮像素子ＳＲと第４レンズ群ＧＲ４とが密着して一体化していれば、両者（撮像素子ＳＲ・第４レンズ群ＧＲ４）の間隔が比較的に狭くなる。したがって、レンズユニット１がコンパクトになる。

したがって、実施例１や、後述する実施例２では、撮像素子ＳＲと第４レンズ群ＧＲ４とが一体的に移動するレンズユニット１を例に挙げている。なお、撮像素子ＳＲのハウジングと第４レンズ群ＧＲ４とが接着等されることで、撮像素子ＳＲと第４レンズ群ＧＲ４との連係（一体化）は実現できる。

〈２−２．変倍光学系（実施例１）のコンストラクションデータについて〉
次に、上記してきたレンズユニット１に含まれる実施例１の変倍光学系１１のコンストラクションデータについて、表１・表２を用いて説明する。

この表１での「ｒｉ」は、各面（ｓｉ）における曲率半径［単位；ｍｍ］を示している。なお、非球面の面には、アスタリスク（＊）が付されている。「ｄｉ」は、ｉ番目の面（ｓｉ）と、ｉ＋１番目の面（ｓｉ＋１）との間における軸上面間隔［単位；ｍｍ］を示している。なお、ズーミングにより軸上面間隔が変化（変動）する場合、広角端状態（Ｗ）でのｄｉ・中間焦点距離状態（Ｍ）でのｄｉ・望遠端状態（Ｔ）でのｄｉが、この順で表記されている。

また、「Ｎｉ」・「υｉ」は、軸上面間隔（ｄｉ）での媒質の有する屈折率（Ｎｄ）・アッベ数（νｄ）を示している。なお、屈折率（Ｎｄ）・アッベ数（νｄ）は、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対するものである。

また、「焦点距離状態」は、広角端状態（Ｗ；最短焦点距離状態）〜中間焦点距離状態（Ｍ）〜望遠端状態（Ｔ；最長焦点距離状態）を意味している。そして、「ｆ」・「ＦＮＯ」は、各焦点状態（Ｗ）・（Ｍ）・（Ｔ）に対応する全系の焦点距離［単位；ｍｍ］・Ｆナンバーを示している。

ところで、上記の非球面は、下記の式（定義式１）で定義される。
Ｘ（Ｈ）＝Ｃ₀・Ｈ²／｛１＋√（１−ε・Ｃ₀ ²・Ｈ²）｝＋ΣＡｊ・Ｈ^j…（定義式
１）
但し、定義式１中、
Ｈ；光軸ＡＸに対しての垂直な方向の高さ、
Ｘ（Ｈ）；高さＨの位置での光軸ＡＸ方向（サグ）の変位量、
Ｃ₀；近軸曲率（＝１／ｒｉ）、
ε；２次曲面パラメータ、
ｊ；非球面の次数、
Ａｊ；ｊ次の非球面係数、
である。

そこで、非球面に関するデータ（非球面データ）を下記の表２に示す。ただし、表記されていない項の係数は「０」（ゼロ）であり、すべてのデータに関して、「Ｅ−ｎ」＝「×１０^-n」になっている。

〈２−３．レンズユニットにおける各レンズ群の移動について〉
《２−３−１．ズーミングについて》
ここで、各レンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ４）の移動について、図１を用いて説明する。レンズユニット１における変倍（ズーミング）は、各レンズ群の間隔を光軸ＡＸに沿って変化させることで行われる。例えば図１のレンズユニット１は、ズーミングの場合、各レンズ群における一部のレンズ群（第２レンズ群ＧＲ２等）を移動させている。

なお、便宜上、図１は、ズーミングに伴う間隔変動の生じる軸上面間隔（ｄｉ）のみに番号を付している。具体的には、ｄ８・ｄ１４・ｄ２７が図示されている。

この図１のレンズ構成図は、広角端状態（Ｗ）でのレンズ配置を光学断面で示している。そして、図における矢印「ＭＭｉ」は、望遠端状態（Ｗ）から中間焦点状態（Ｍ）、さらには、中間焦点状態（Ｍ）から望遠端状態（Ｔ）に至るまでの各レンズ群の移動を模式的に表記している。なお、ＭＭｉのｉは物体側から像側に至るまでの順番を示している。したがって、各レンズ群の順番に対応する。

すると、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）へのズーミングが行われる場合、図１のレンズユニット１では、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間隔は増大、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間隔は減少、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４（撮像素子と一体構造の第４レンズ群ＧＲ４；以下、「ＧＲ４＋ＳＲ」表記する場合あり）との間隔は増大する。

具体的には、レンズユニット１は、第２レンズ群ＧＲ２を像側に移動させ、第４レンズ群ＧＲ４（ＧＲ４＋ＳＲ）を像側へ移動させている一方、第１レンズ群ＧＲ１および第３レンズ群ＧＲ３を不動（位置固定）にして、ズーミングを行っている。

このような各レンズ群〔ＧＲ１〜ＧＲ４（ＧＲ４＋ＳＲ）〕におけるズーミングの移動量を示した表３を下記に示す。

なお、この表では、広角端状態（Ｗ）が基準になっている。そのため、広角端状態（Ｗ）の移動量［単位；ｍｍ］が、「０．００００」になっている。そして、この基準〔広角端状態（Ｗ）〕からの移動方向が、物体側から像側の場合「＋」と表記し、像側から物体側の場合「−」と表記する。また、この表でのＴＬ［単位；ｍｍ］は、第１レンズＬ１におけるｒ１の面頂点から撮像素子ＳＲの受光面までの距離を表している。

この表３および図１からわかるように、実施例１の変倍光学系１１を備えたレンズユニット１において、可動なレンズ群は、第２レンズ群ＧＲ２・第４レンズ群ＧＲ４（ＧＲ４＋ＳＲ）になっている。そして、第２レンズ群ＧＲ２が、焦点距離を変えるためのバリエータとして機能し、第４レンズ群ＧＲ４（ＧＲ４＋ＳＲ）が、ズーミングによって生じた像点移動を補正するコンペンセータとして機能している。

なお、図４〜図６は、ズーミングにおける変倍光学系１１の収差を示している。具体的には、図４（図４Ａ〜図４Ｃ）は広角端状態（Ｗ）での収差、図５（図５Ａ〜図５Ｃ）は中間焦点距離状態（Ｍ）での収差、図６（図６Ａ〜図６Ｃ）は望遠端状態（Ｔ）での収差を示している。

そして、図４Ａ・図５Ａ・図６Ａは球面収差（spherical aberration；Ｓ．Ａ．）・正弦条件（sine condition；Ｓ．Ｃ．）を示している。そして、図における線ｄはｄ線に対する球面収差［単位；ｍｍ］、破線ＳＣは正弦条件不満足量［単位；ｍｍ］を示している。なお、これらの図には、ＦＮＯ（Ｆナンバー）も表記されている。

図４Ｂ・図５Ｂ・図６Ｂは非点収差（astigmatism）を示している。そして、図における破線ＤＭは、メリジオナル面でのｄ線に対する非点収差［単位；ｍｍ］を示している。また、線ＤＳは、サジタル面でのｄ線に対する非点収差［単位；ｍｍ］を示している。なお、これらの図には、撮像素子ＳＲの受光面上での最大像高（光軸ＡＸからの距離）である「Ｙ’」［単位；ｍｍ］も表記されている。

図４Ｃ・図５Ｃ・図６Ｃは歪曲収差（distortion）を示している。そして、図における実線は、ｄ線に対する歪曲［単位；％］を示している。なお、これらの図にも、「Ｙ’」が表記されている。

《２−３−２．フォーカシングについて》
続いて、レンズユニット１における合焦（フォーカシング）について、下記の表４を用いて説明する。この表４は、上記のようにズーミングされた後、レンズユニット１で撮影対象（被写体）を撮影する場合（最短撮影距離の被写体を撮影する場合）のレンズ群の移動量を示している。

なお、この表４では、表３での各焦点距離状態〔（Ｗ）・（Ｍ）・（Ｔ）〕でのレンズ群の位置関係が基準になっている。また、表４での最短撮影距離［単位；ｍｍ］は、被写体の面（被写体面）から第１レンズＬ１におけるｒ１の面頂点までの距離になっている。

この表４に示すように、いずれの焦点距離状態でのフォーカシングの場合、図１のレンズユニット１では、第４レンズ群ＧＲ４（ＧＲ４＋ＳＲ）が像側へ移動する一方、第１レンズ群ＧＲ１〜第３レンズ群ＧＲ３は不動になっている。

なお、図７〜図９は、フォーカシングにおける変倍光学系１１の収差を示している。具体的には、図７（図７Ａ〜図７Ｃ）は広角端状態（Ｗ）で最短撮影距離０．２［ｍ］の場合の収差、図８（図８Ａ〜図８Ｃ）は中間焦点距離状態（Ｍ）で最短撮影距離０．９［ｍ］の場合の収差、図９（図９Ａ〜図９Ｃ）は望遠端状態（Ｔ）で最短撮影距離０．９［ｍ］の場合の収差を示している。また、図７Ａ・図８Ａ・図９Ａは球面収差図、図７Ｂ・図８Ｂ・図９Ｂは非点収差図、図７Ｃ・図８Ｃ・図９Ｃは歪曲収差図になっている。そのため、各線の説明は、上記の図４〜図６を参照するものとする。

〔３．本発明の種々の特徴の一例について〕
以上のように、本発明のレンズユニット１（実施例１の変倍光学系１１を備えたレンズユニット１）は、第１レンズ群ＧＲ１〜第４レンズ群ＧＲ４（複数のレンズ群）から成る変倍光学系１１を備えるとともに、この変倍光学系１１を経た撮像対象からの光を受光する撮像素子ＳＲを備えている。

そして、このレンズユニット１では、ズーミングの場合、第１レンズ群ＧＲ１・第３レンズ群ＧＲ３が不動になっている。すなわち、複数のレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ４）において、像側に最も近い第４レンズ群ＧＲ４以外のレンズ群のうち、少なくとも１つ（実施例１の場合、第１レンズ群ＧＲ１・第３レンズ群ＧＲ３）が、不動になっている。一方、像側に最も近い第４レンズ群ＧＲ４と撮像素子ＳＲとは、光軸ＡＸに沿って移動するようになっている。

一般的に、撮像素子ＳＲが不動（固定状態）である一方、この撮像素子ＳＲよりも撮像対象（物体側）に近いレンズ群（例えば第１レンズ群ＧＲ１）が可動である場合、撮像素子ＳＲと第１レンズ群ＧＲ１との間隔が長いほど（すなわちレンズユニット１の全長が長いほど）、第１レンズ群ＧＲ１を構成するレンズの径（例えば第１レンズＬ１の径；前玉レンズ径）は大きくなる傾向がある。なぜなら、その第１レンズＬ１が、撮影対象に近づくために、比較的広い画角の光を受光する必要があるためである。したがって、この傾向は、広角撮影（広角端状態）の場合に顕著に現れる。

しかしながら、本発明のレンズユニットでは、ズーミングの場合、撮像素子ＳＲが移動する（可動になっている）。一方、第４レンズ群ＧＲ４以外のレンズ群において、少なくとも１つのレンズ群（例えば第１レンズ群ＧＲ１）は、ズーミングの場合であっても、不動になっている。

このように撮像素子ＳＲが移動する一方、第１レンズ群ＧＲ１が不動なズーミングは、撮像素子ＳＲが不動な一方、第１レンズ群ＧＲ１が可動するズーミングと同様な構成になる。なぜなら、撮像素子ＳＲが不動な一方で第１レンズ群ＧＲ１が移動することと、撮像素子ＳＲが移動する一方で第１レンズ群ＧＲ１が不動であることとは、相対的には、同義（等価）といえるためである。

すると、本発明のレンズユニット１は、撮像素子ＳＲを移動させることで、ズーミング（特に広角端撮影）できる。そのため、例えば第１レンズ群ＧＲ１が、撮影対象（物体側）に向かって繰り出す必要はなくなる。その結果、例えば第１レンズ群ＧＲ１を構成する第１レンズＬ１等の径（例えば前玉径）が、比較的縮小する（コンパクトになる）。

ところで、通常、レンズユニット１がズーミングを行うと、上記したような、各種収差が発生する。この収差を補正するために、本発明のレンズユニット１は、撮像素子ＳＲのみを動かすこともできる。しかし、撮像素子ＳＲのみの移動だけでは、十分な補正を行うことは難しい。

そこで、本発明のレンズユニット１では、撮像素子ＳＲとともに、第４レンズ群ＧＲ４も移動する。つまり、本発明のレンズユニット１は、２つの可動体（第４レンズ群ＧＲ４等・撮像素子ＳＲ）で、収差を補正できる。したがって、撮像素子ＳＲのみによる収差補正に比べて、十分な収差補正ができる。

なお、収差補正の点から、第４レンズ群ＧＲ４は、非球面（ｓ２８・ｓ２９）を有するレンズを含んでいてもよい。このような構成であれば、レンズユニット１は、効果的に収差補正できる。

また、本発明のレンズユニット１は、第４レンズ群ＧＲ４を移動させている。そのため、第４レンズ群ＧＲ４以外のレンズ群（第１レンズ群ＧＲ１〜第３レンズ群ＧＲ３）に起因する収差を、可動な第４レンズ群ＧＲ４で効果的に補正できる。すると、本発明のレンズユニット１では、第１レンズ群ＧＲ１〜第３レンズ群ＧＲ３の設計自由度（例えば曲率等の設計自由度）が高まる。

したがって、本発明は、レンズの径（前玉径等）を比較的コンパクトにした上、十分な収差補正もできるレンズユニット１になっている。

また、本発明のレンズユニット１は、第４レンズ群ＧＲ４と撮像素子ＳＲとを一体化しており、フォーカシングの場合、複数のレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ４）で、第４レンズ群ＧＲ４以外のレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ３）の少なくとも１つを不動にする一方、光軸ＡＸに沿って第４レンズ群ＧＲ４および撮像素子ＳＲを同時に（一体で）移動させる。

一般的に、変倍光学系１１において、ズーミングが行われ、さらにフォーカシングが行われようとする場合、複数のレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ４）のいずれかのレンズ群が移動する。そのため、種々の収差が発生しやすい。特に、近距離撮影（例えば、最短撮影距離での撮影）が行われる場合、比較的にフォーカシングに要するレンズ群の移動量が大きくなる。そのため、収差は顕著に現れやすい。

そこで、本発明のレンズユニット１では、フォーカシングの場合、撮像素子ＳＲが移動する一方、第４レンズ群ＧＲ４以外のレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ３）における少なくとも１つのレンズ群（例えば第１レンズ群ＧＲ１）が不動になっている。

このように撮像素子ＳＲが移動する一方、第１レンズ群ＧＲ１が不動なフォーカシングは、撮像素子ＳＲが不動な一方、第１レンズ群ＧＲ１が可動するフォーカシングと同様な構成になる。そのため、本発明のレンズユニット１は、撮像素子を不動にして行われるフォーカシングの場合と同程度の収差補正を行える。

その上、本発明のレンズユニット１は、移動する撮像素子ＳＲと第４レンズ群ＧＲ４とが一体化している。すると、上記したように、レンズユニット１がコンパクトになる。その上、第４レンズ群ＧＲ４以外のレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ３）に起因する収差は、可動な第４レンズ群ＧＲ４によって効果的に補正される。すると、本発明のレンズユニット１では、第１レンズ群ＧＲ１〜第３レンズ群ＧＲ３の設計自由度が高まる。

また、上記したように、レンズ群の移動に起因する収差の発生が抑制される。そのため、収差補正のための第４レンズ群ＧＲ４の設計が簡単になる。したがって、この第４レンズ群ＧＲ４の設計自由度も高まる。

また、本発明のレンズユニット１では、複数のレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ４）は、物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群ＧＲ１と、負のパワーを有する第２レンズ群ＧＲ２と、正のパワーを有する第３レンズ群ＧＲ３と、正のパワーを有する第４レンズ群ＧＲ４と、を少なくとも含んでいる。

そして、このようなレンズユニット１は、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）までのズーミングの場合、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間隔を増大させ、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間隔を減少させ、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間隔を増加させている。

このようなレンズユニット１では、第１レンズ群ＧＲ１が正のパワーを有し、その次の第２レンズ群ＧＲ２が負のパワーを有している。すると、まず、撮像対象からの光は、第１レンズ群ＧＲ１によって収斂される。その後、この収斂された光は、第２レンズ群ＧＲ２によって発散される。

かかる場合、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間隔が増大している。すると、第１レンズ群ＧＲ１の焦点距離が、変倍光学系１１の焦点距離（全系の焦点距離）よりも短くなる。さらに、第２レンズ群ＧＲ２が、この第１レンズ群ＧＲ１を通過した光の結像する手前で、光の収斂性を抑制させる。したがって、結像点が後方へずれる。すると、予め規定されるレンズユニット１の全長において、焦点距離が比較的長くなる。したがって、本発明のレンズユニット１は、比較的高倍率（比較的高い変倍比）を有する。

その上、本発明のレンズユニット１は、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間隔を増大させ、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間隔を減少させ、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間隔を増加させている。このような間隔でのズーミングは、１つのレンズ群（例えば第２レンズ群ＧＲ２）と第４レンズ群ＧＲ４との移動でもよい。また、第４レンズ群ＧＲ４以外の複数のレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ３）と第４レンズ群ＧＲ４との移動でもよい。

すると、ズーミングのためのレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ４）の移動が種々想定できる。したがって、比較的少ないレンズ群（例えばＧＲ２・ＧＲ４）に、ズーミングを負担（変倍負担）させてもよいし、比較的多くのレンズ群（例えばＧＲ１・ＧＲ２・ＧＲ４）にズーミングを負担させてもよい。したがって、本発明は、レンズ群の移動の自由度を高めたレンズユニット１になる。

［実施の形態２］
本発明の実施の形態２について説明する。なお、実施の形態１で用いた部材と同様の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、その説明を省略する。

実施の形態１のレンズユニット１では、複数のレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ４）において〔具体的には、第４レンズＬ４以外のレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ３）において〕、第１レンズ群ＧＲ１・第３レンズ群ＧＲ３が不動になっていた。しかし、本発明での不動になるレンズ群は、２つである必要はない。つまり、第４レンズＬ４以外のレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ３）で、少なくとも１つのレンズ群が不動になっていてもよい。そこで、第１レンズ群ＧＲ１のみが不動になった変倍光学系１１を備えたレンズユニット１について説明する。

〔１．レンズユニットについて〕
以下に、ズーミングの場合、第２レンズ群ＧＲ２・第３レンズ群ＧＲ３・第４レンズ群ＧＲ４（ＧＲ４＋ＳＲ）が可動になったレンズユニット１について図１０を用いて説明していく。なお、この実施の形態２のレンズユニット１が有する変倍光学系１１を実施例２とする。そして、この実施例２は、一列に並ぶような変倍光学系１１になっている。

〈１−１．レンズユニットの構成について〉
レンズユニット１の変倍光学系１１（実施例２）は、実施例１同様、撮影対象（物体側）から順に、第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、第３レンズ群ＧＲ３、および第４レンズ群ＧＲ４を有している。

《１−１−１．第１レンズ群について》
第１レンズ群（物体側レンズ群、第１番目のレンズ群）ＧＲ１は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、および第３レンズＬ３から構成されている。そして、この第１レンズ群ＧＲ１は、全体として「正」の光学的パワーを有している。

第１レンズ（前玉レンズ）Ｌ１は、物体側に凸の負メニスカスレンズレンズである。

第２レンズＬ２は、物体側に凸の正メニスカスレンズである。なお、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは、ｓ２・ｓ３を接合することで接合レンズを構成している。

第３レンズＬ３は、物体側に凸の正メニスカスレンズである。

《１−１−２．第２レンズ群について》
第２レンズ群（中間レンズ群、第２番目のレンズ群）ＧＲ２は、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、および第８レンズＬ８から構成されている。そして、この第２レンズ群ＧＲ２は、全体として「負」の光学的パワーを有している。

第４レンズＬ４は、物体側に凸の負メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、物体側に凹の正メニスカスレンズである。第６レンズＬ６は、両側凹の負レンズである。なお、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは、ｓ１０・ｓ１１を接合することで接合レンズを構成している。

第７レンズＬ７は、物体側に凸の正メニスカスレンズである。第８レンズＬ８は、両側凹の負レンズである。

《１−１−３．第３レンズ群について》
第３レンズ群（中間レンズ群、第３番目のレンズ群）ＧＲ３は、光学絞りＳＴ、第９レンズＬ９、第１０レンズＬ１０、第１１レンズＬ１１、および第１２レンズＬ１２から構成されている。そして、この第３レンズ群ＧＲ３は、全体として「正」の光学的パワーを有している。

光学絞りＳＴは、上記同様、開口径を可変できる絞りである。そして、この光学絞りＳＴは、第３レンズ群ＧＲ３と一体的に構成されている。なお、図１０は、この光学絞りＳＴ自体を、便宜上、ｓ１７と表記している。

第９レンズＬ９は、両側凸の正レンズである。第１０レンズＬ１０は、物体側に凸の正メニスカスレンズである。第１１レンズＬ１１は、物体側に凸の負メニスカスレンズある。なお、第１０レンズＬ１０と第１１レンズＬ１１とは、ｓ２１・ｓ２２を接合することで接合レンズを構成している。

第１２レンズＬ１２は、物体側に凸の正メニスカスレンズである。なお、ｓ２５は非球面になっている。

《１−１−４．第４レンズ群について》
第４レンズ群（像側レンズ群、第４番目のレンズ群）ＧＲ４は、第１３レンズＬ１３、第１４レンズＬ１４、平行平面板ＰＴ、およびカバーガラスＣＧから構成されている。そして、この第４レンズ群ＧＲ４は、全体として「正」の光学的パワーを有している。

第１３レンズＬ１３は、物体側に凹の負メニスカスレンズである。第１４レンズＬ１４は、物体側に凹の正メニスカスレンズである。なお、ｓ２８・ｓ２９は非球面になっている。

平行平面板ＰＴは、２面（ｓ３０・ｓ３１）構成になっている。なお、この平行平面板ＰＴは、ローパスフィルターとしての機能を有している。

カバーガラスＣＧは、撮像素子ＳＲの受光面を保護する２面（ｓ３２・ｓ３３）構成のガラスである。したがって、カバーガラスＣＧのｓ３３と撮像素子ＳＲの受光面とは、極めて近づくように配設されている。

〈１−２．変倍光学系（実施例２）のコンストラクションデータについて〉
次に、上記した実施例２の変倍光学系１１のコンストラクションデータについて、表５・表６を用いて説明する。なお、この表５・表６は、上記の表１・表２と同様の表現になっている。

〈１−３．レンズユニットにおける各レンズ群の移動について〉
《１−３−１．ズーミングについて》
ここで、各レンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ４）の移動について、図１０を用いて説明する。なお、便宜上、図１０は、ズーミングに伴う間隔変動の生じる軸上面間隔（ｄｉ）のみに番号を付している。具体的には、ｄ６・ｄ１６・ｄ２５が図示されている。

広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）へのズーミングが行われる場合、図１０のレンズユニット１では、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間隔は増大、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間隔は減少、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４（ＧＲ４＋ＳＲ）との間隔は増大する。

具体的には、レンズユニット１は、第２レンズ群ＧＲ２を像側に移動させ、第３レンズ群ＧＲ３・第４レンズ群ＧＲ４（ＧＲ４＋ＳＲ）を像側へ移動させている。一方、レンズユニット１は、第１レンズ群ＧＲ１を不動（位置固定）にして、ズーミングを行っている。

このような各レンズ群〔ＧＲ１〜ＧＲ４（ＧＲ４＋ＳＲ）〕におけるズーミングの移動量を示した表７を下記に示す。なお、この表７は、上記の表３と同様の表現になっている。

この表７および図１０からわかるように、実施例２の変倍光学系１１を備えたレンズユニット１において、可動なレンズ群は、第２レンズ群ＧＲ２・第３レンズ群ＧＲ３・第４レンズ群ＧＲ４（ＧＲ４＋ＳＲ）になっている。

なお、図１１〜図１３は、ズーミングにおける変倍光学系１１の収差を示している。そして、この図１１〜図１３は、図４〜図６と同様の表現になっている。

《１−３−２．フォーカシングについて》
続いて、レンズユニット１における合焦（フォーカシング）について、下記の表８を用いて説明する。なお、この表８は、上記の表４と同様の表現になっている。

この表８に示すように、いずれの焦点距離状態でのフォーカシングの場合、図１０のレンズユニット１では、第４レンズ群ＧＲ４（ＧＲ４＋ＳＲ）が像側へ移動する一方、第１レンズ群ＧＲ１〜第３レンズ群ＧＲ３は不動になっている。

なお、図１４〜図１６は、フォーカシングにおける変倍光学系１１の収差を示している。そして、この図１４〜図１６は、図７〜図９と同様の表現になっている。

〔２．本発明の種々の特徴の一例について〕
以上のように、実施の形態２におけるレンズユニット１は、実施の形態１同様に、第１レンズ群ＧＲ１〜第４レンズ群ＧＲ４（複数のレンズ群）から成る変倍光学系１１を備えるとともに、この変倍光学系１１を経た撮像対象からの光を受光する撮像素子ＳＲを備えている。

そして、このレンズユニット１では、ズーミングの場合、第１レンズ群ＧＲ１が不動になっている。すなわち、複数のレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ４）において、像側に最も近い第４レンズ群ＧＲ４以外のレンズ群のうち、少なくとも１つのレンズ群である第１レンズ群ＧＲ１が、不動になっている。一方、像側に最も近い第４レンズ群ＧＲ４と撮像素子ＳＲとは、光軸ＡＸに沿って移動するようになっている。

つまり、実施の形態２のレンズユニット１（図１０参照）は、不動となるレンズ群が第１レンズ群ＧＲ１のみである点以外、実施の形態１に類似して、第４レンズ群ＧＲ４・撮像素子ＳＲの移動するレンズユニット１になっている（例えば光学的パワーの配置順は同一になっている）。そのため、実施の形態２のレンズユニット１は、実施の形態１で説明した本発明の効果を奏じることになる。

［実施の形態３］
本発明の実施の形態３について説明する。なお、実施の形態１・２で用いた部材と同様の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、その説明を省略する。

実施の形態１・２は、物体側から順に、正・負・正・正の順で並ぶレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ４）を備えたレンズユニット１を説明してきた。しかし、本発明は、このような配置に限定されるものではない。

〔１．レンズユニットについて〕
そこで、以下に、異なる配置のレンズユニット１について図１７を用いて説明していく。なお、この実施の形態３のレンズユニット１が有する変倍光学系１１を実施例３とする。そして、この実施例３は、一列に並ぶような変倍光学系１１になっている。

〈１−１．レンズユニットの構成について〉
レンズユニット１の変倍光学系１１（実施例３）は、実施例１・２同様、撮影対象（物体側）から順に、第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、第３レンズ群ＧＲ３、およびフィルタユニットＦＵを有している。なお、このフィルタユニットＦＵは、物体側から順番で４番目の位置になっていることから、ＦＵ４と表記する場合がある。

《１−１−１．第１レンズ群について》
第１レンズ群（物体側レンズ群、第１番目のレンズ群）ＧＲ１は、第１レンズＬ１、および第２レンズＬ２から構成されている。そして、この第１レンズ群ＧＲ１は、全体として「負」の光学的パワーを有している。

第１レンズ（前玉レンズ）Ｌ１は、両側凹の負レンズである。なお、ｓ２は非球面になっている。第２レンズＬ２は、物体側に凸の正メニスカスレンズである。

《１−１−２．第２レンズ群について》
第２レンズ群（中間レンズ群、第２番目のレンズ群）ＧＲ２は、光学絞りＳＴ、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、および第６レンズＬ６から構成されている。そして、この第２レンズ群ＧＲ２は、全体として「正」の光学的パワーを有している。

光学絞りＳＴは、上記同様、開口径を可変できる絞りである。そして、この光学絞りＳＴは、第２レンズ群ＧＲ２と一体的に構成されている。なお、図１７は、この光学絞りＳＴ自体を、便宜上、ｓ５と表記している。

第３レンズＬ３は、物体側に凸の正メニスカスレンズである。第４レンズＬ４は、物体側に凸の正メニスカスレンズである。第５レンズＬ５は、物体側に凸の負メニスカスレンズである。なお、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは、ｓ９・ｓ１０を接合することで接合レンズを構成している。

第６レンズＬ６は、物体側に凹の負メニスカスレンズである。なお、ｓ１２・ｓ１３は非球面になっている。

《１−１−３．第３レンズ群について》
第３レンズ群（像側レンズ群、第３番目のレンズ群）ＧＲ３は、第７レンズＬ７のみで構成されている。そして、この第３レンズ群ＧＲ３（すなわち第７レンズＬ７）は、「正」の光学的パワーを有している。

第７レンズＬ７は、両側凸の正レンズである。なお、ｓ１４・ｓ１５は非球面になっている。

《１−１−４．フィルタユニットについて》
フィルタユニットＦＵ４は、ローパスフィルターＬＦ、およびカバーガラスＣＧから構成されている。そして、このフィルタユニット４は、全体として光学的パワーを有していない。なお、このフィルタユニットＦＵ４は、撮像素子ＳＲと一体化している。そのため、フィルタユニットＦＵ４を「ＦＵ４＋ＳＲ」と表記する場合がある。

ローパスフィルターＬＦは、２面（ｓ１６・ｓ１７）構成のフィルターであり、撮像素子ＳＲの画素ピッチにより決定される所定の遮断周波数特性を有する光学的フィルターである。

カバーガラスＣＧは、撮像素子ＳＲの受光面を保護する２面（ｓ１８・ｓ１９）構成のガラスである。したがって、カバーガラスＣＧのｓ１９と撮像素子ＳＲの受光面とは、極めて近づくように配設されている。

〈１−２．変倍光学系（実施例３）のコンストラクションデータについて〕
次に、上記して実施例３の変倍光学系１１のコンストラクションデータについて、表９・表１０を用いて説明する。なお、この表９・表１０は、上記の表１・表２と同様の表現になっている。

〈１−３．レンズユニットにおける各レンズ群の移動について〉
《１−３−１．ズーミングについて》
ここで、各レンズ群等（ＧＲ１〜ＦＵ４）の移動について、図１７を用いて説明する。なお、便宜上、図１７は、ズーミングに伴う間隔変動の生じる軸上面間隔（ｄｉ）のみに番号を付している。具体的には、ｄ４・ｄ１３・ｄ１５が図示されている。

すると、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）へのズーミングが行われる場合、レンズユニット１では、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間隔は減少、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間隔は増大、第３レンズ群ＧＲ３とフィルタユニットＦＵ４（ＦＵ４＋ＳＲ）との間隔は減少する。

具体的には、レンズユニット１は、第１レンズ群ＧＲ１・第３レンズ群ＧＲ３・フィルタユニットＦＵ４（ＦＵ４＋ＳＲ）を像側へ移動させる一方、第２レンズ群ＧＲ２を不動（位置固定）にして、ズーミングを行っている。

このような各レンズ群〔ＧＲ１〜ＦＵ４（ＦＵ４＋ＳＲ）〕におけるズーミングの移動量を示した表１１を下記に示す。なお、この表１１は、上記の表３と同様の表現になっている。

この表１１および図１７からわかるように、実施例３の変倍光学系１１を備えたレンズユニット１において、可動な群は、第１レンズ群ＧＲ１・第３レンズ群ＧＲ３・フィルタユニットＦＵ４（ＦＵ４＋ＳＲ）になっている。

なお、図１８〜図２０は、ズーミングにおける変倍光学系１１の収差を示している。そして、この図１８〜図２０は、図４〜図６と同様の表現になっている。

《１−３−２．フォーカシングについて》
続いて、レンズユニット１における合焦（フォーカシング）について、下記の表１２を用いて説明する。なお、この表１２は、上記の表４と同様の表現になっている。

この表１２に示すように、いずれの焦点距離状態でのフォーカシングの場合、図１７のレンズユニット１では、第３レンズ群ＧＲ３・フィルタユニットＦＵ４（ＦＵ４＋ＳＲ）が像側へ移動する一方、第１レンズ群ＧＲ１・第２レンズ群ＧＲ２は不動になっている。

なお、図２１〜図２３は、フォーカシングにおける変倍光学系１１の収差を示している。そして、この図２１〜図２３は、図７〜図９と同様の表現になっている。

〔２．本発明の種々の特徴の一例について〕
以上のように、本発明のレンズユニット１では、複数のレンズ群は、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群ＧＲ１と、正のパワーを有する第２レンズ群ＧＲ２と、正のパワーを有する第３レンズ群ＧＲ３と、を少なくとも含んでいる。

そして、このようなレンズユニット１は、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）までのズーミングの場合、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間隔を減少させ、第２レンズ群ＧＲ１と第３レンズ群ＧＲ３との間隔を増大させている。

このようなレンズユニットでは、第１レンズ群ＧＲ１が負のパワーを有し、その次の第２レンズ群ＧＲ２が正のパワーを有している。すると、まず、撮像対象からの光は、第１レンズ群ＧＲ１によって発散される。その後、この発散された光は、第２レンズ群ＧＲ２によって収斂される。

かかる場合、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間隔が減少している。すると、レンズユニット１では、変倍光学系１１の主点（後側主点）が第２レンズ群ＧＲ２よりも後方に位置する。そのため、予め規定されるレンズユニット１の全長において、焦点距離が比較的短くなる。したがって、本発明は、広い画角の光を受光できる広角化されたレンズユニット１になる。

その上、本発明のレンズユニット１は、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間隔を減少させ、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間隔を増大させている。このような間隔でのズーミングは、１つのレンズ群（例えば第２レンズ群ＧＲ２）の移動でも、複数のレンズ群（例えばＧＲ１〜ＧＲ３）の移動でも実現できる。

すると、ズーミングのためのレンズ群（例えばＧＲ１〜ＧＲ３）の移動が種々想定できる。したがって、比較的少ないレンズ群（例えばＧＲ２）にズーミングを負担（変倍負担）させてもよいし、比較的多くのレンズ群（例えばＧＲ１〜ＧＲ３）にズーミングを負担させてもよい。したがって、本発明は、レンズ群の移動の自由度を高めたレンズユニット１になる。

なお、図示してはいないが、本発明のレンズユニット１は、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間隔を減少させ、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間隔を減少させていてもよい。

なぜなら、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間隔が減少しているため、レンズユニット１が、広い画角の光を受光できるためである。すなわち、本発明は、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間隔を減少させ、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間隔を減少させるズーミングであっても、上記同様、広角化された上に、レンズ群の移動の自由度を高めたレンズユニット１になる。

また、実施の形態３におけるレンズユニット１は、実施の形態１・２同様に、複数のレンズ群から成る変倍光学系１１を備えるとともに、この変倍光学系１１を経た撮像対象からの光を受光する撮像素子ＳＲを備えている。

そして、このレンズユニット１では、ズーミングの場合、第２レンズ群ＧＲ２が不動になっている。すなわち、複数のレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ３）において、像側に最も近い第３レンズ群ＧＲ３以外のレンズ群のうち、少なくとも１つのレンズ群である第２レンズ群ＧＲ２が、不動になっている。一方、像側に最も近い第３レンズ群ＧＲ３と撮像素子ＳＲとは、光軸ＡＸに沿って移動するようになっている。

つまり、実施の形態３のレンズユニット１（図１７参照）は、レンズ群の光学的パワーの配置順は異なるものの、実施の形態１・２同様、像側に最も近い第３レンズ群ＧＲ３・撮像素子ＳＲの移動するレンズユニット１になっている。そのため、実施の形態３のレンズユニット１は、実施の形態１・２にて説明した本発明の効果のうち下記の効果を奏じることになる。
そのため、実施の形態３のレンズユニット１は、実施の形態１で説明した、下記の効果を少なくとも発揮する。

・ズーミングの場合、撮像素子ＳＲが移動することから、例えば第２レンズ群ＧＲ２が、撮影対象（物体側）に向かって繰り出す必要はなくなる。したがって、第２レンズ群ＧＲ２を構成する第３レンズＬ３等の径が、比較的縮小するという効果。
・ズーミングの場合、複数の可動体〔第１レンズ群ＧＲ１・第３レンズ群ＧＲ３・フィルタユニットＦＵ４（ＦＵ４＋ＳＲ）〕が、収差補正していることから、撮像素子ＳＲのみの移動に比べて、十分な収差補正が行える効果。
・ズーミングの場合、特に、撮像素子ＳＲが移動することで、第１レンズ群ＧＲ１〜第３レンズ群ＧＲ３に起因する収差を効率よく収差補正できることから、第１レンズ群ＧＲ１〜第３レンズ群ＧＲ３の設計自由度（例えば曲率等の設計自由度）が高まるという効果。
・フィルタユニットＦＵ４と撮像素子ＳＲとが一体化していることから、変倍光学系１１、ひいてはレンズユニット１が比較的縮小するという効果。
・フォーカシングの場合、撮像素子ＳＲが移動することから、第１レンズ群ＧＲ１等が、撮影対象（物体側）に向かって繰り出す必要はなくなる。したがって、レンズ群の移動に起因する収差の発生が抑制されるという効果。

［その他の実施の形態］
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

例えば、上記では、本発明のレンズユニットを備えた撮像装置としてデジタルカメラを列挙して説明してきたが、これに限定されるものではない。例えば、本発明の撮像装置として、ビデオカメラ、監視カメラ、車載カメラ、テレビ電話用カメラ、ドアホーン用カメラが挙げられる。

また、本発明の撮像装置は、パーソナルコンピュータ、モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末(ＰＤＡ；Personal Digital Assistant)、および、その他のデジタル機器等に組みこまれてもよい。

このようなデジタル機器に本発明の撮像装置が組みこまれると、各種デジタル機器が、カメラ機能を備えることになる。例えば、カメラ付き携帯電話等のような、画像入力機能付きデジタル機器が構成できる。

本発明は、ズーミング可能な光学系や、その光学系を備えた撮像装置に有用である。

本発明のレンズユニットにおける変倍光学系（実施例１）のレンズ構成図である。 各実施の形態のデジタルカメラであり、背面からの概略構成図である。 各実施の形態のデジタルカメラであり、側面からの概略構成図である。 広角端状態（Ｗ）になった変倍光学系（実施例１）の球面収差図である。 広角端状態（Ｗ）になった変倍光学系（実施例１）の非点収差図である。 広角端状態（Ｗ）になった変倍光学系（実施例１）の歪曲収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）になった変倍光学系（実施例１）の球面収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）になった変倍光学系（実施例１）の非点収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）になった変倍光学系（実施例１）の歪曲収差図である。 望遠端状態（Ｔ）になった変倍光学系（実施例１）の球面収差図である。 望遠端状態（Ｔ）になった変倍光学系（実施例１）の非点収差図である。 望遠端状態（Ｔ）になった変倍光学系（実施例１）の歪曲収差図である。 広角端状態（Ｗ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例１）の球面収差図である。 広角端状態（Ｗ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例１）の非点収差図である。 広角端状態（Ｗ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例１）の歪曲収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例１）の球面収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例１）の非点収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例１）の歪曲収差図である。 望遠端状態（Ｔ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例１）の球面収差図である。 望遠端状態（Ｔ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例１）の非点収差図である。 望遠端状態（Ｔ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例１）の歪曲収差図である。 本発明のレンズユニットにおける変倍光学系（実施例２）のレンズ構成図である。 広角端状態（Ｗ）になった変倍光学系（実施例２）の球面収差図である。 広角端状態（Ｗ）になった変倍光学系（実施例２）の非点収差図である。 広角端状態（Ｗ）になった変倍光学系（実施例２）の歪曲収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）になった変倍光学系（実施例２）の球面収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）になった変倍光学系（実施例２）の非点収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）になった変倍光学系（実施例２）の歪曲収差図である。 望遠端状態（Ｔ）になった変倍光学系（実施例２）の球面収差図である。 望遠端状態（Ｔ）になった変倍光学系（実施例２）の非点収差図である。 望遠端状態（Ｔ）になった変倍光学系（実施例２）の歪曲収差図である。 広角端状態（Ｗ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例２）の球面収差図である。 広角端状態（Ｗ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例２）の非点収差図である。 広角端状態（Ｗ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例２）の歪曲収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例２）の球面収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例２）の非点収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例２）の歪曲収差図である。 望遠端状態（Ｔ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例２）の球面収差図である。 望遠端状態（Ｔ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例２）の非点収差図である。 望遠端状態（Ｔ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例２）の歪曲収差図である。 本発明のレンズユニットにおける変倍光学系（実施例３）のレンズ構成図である。 広角端状態（Ｗ）になった変倍光学系（実施例３）の球面収差図である。 広角端状態（Ｗ）になった変倍光学系（実施例３）の非点収差図である。 広角端状態（Ｗ）になった変倍光学系（実施例３）の歪曲収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）になった変倍光学系（実施例３）の球面収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）になった変倍光学系（実施例３）の非点収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）になった変倍光学系（実施例３）の歪曲収差図である。 望遠端状態（Ｔ）になった変倍光学系（実施例３）の球面収差図である。 望遠端状態（Ｔ）になった変倍光学系（実施例３）の非点収差図である。 望遠端状態（Ｔ）になった変倍光学系（実施例３）の歪曲収差図である。 広角端状態（Ｗ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例３）の球面収差図である。 広角端状態（Ｗ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例３）の非点収差図である。 広角端状態（Ｗ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例３）の歪曲収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例３）の球面収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例３）の非点収差図である。 中間焦点距離状態（Ｍ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例３）の歪曲収差図である。 望遠端状態（Ｔ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例３）の球面収差図である。 望遠端状態（Ｔ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例３）の非点収差図である。 望遠端状態（Ｔ）で最短撮影距離のフォーカシングを行った変倍光学系（実施例３）の歪曲収差図である。

符号の説明

１ レンズユニット
１１ 変倍光学系
２９ デジタルカメラ（撮像装置）
ＧＲ レンズ群
ＧＲ１ 第１レンズ群（物体側レンズ群）
ＧＲ２ 第２レンズ群
ＧＲ３ 第３レンズ群
ＧＲ４ 第４レンズ群
ＦＵ フィルタユニット
Ｌ レンズ
ｓ 面
ＳＲ 撮像素子
ＰＲ 光学プリズム
ＳＴ 光学絞り
ＬＦ ローパスフィルター
ＰＴ 平行平面板
ＣＧ カバーガラス
ＡＸ 光軸

Claims (8)

1. 複数のレンズ群から成る変倍光学系と、この変倍光学系を経た光を受光する撮像素子と、を含むレンズユニットであって、
   上記の複数のレンズ群は、物体側に最も近い物体側レンズ群および像側に最も近い像側レンズ群を少なくとも有しており、
   変倍の場合、
   上記の複数のレンズ群で、像側レンズ群以外のレンズ群の少なくとも１つが不動である一方、上記の像側レンズ群および撮像素子は光軸に沿って移動することを特徴とするレンズユニット。
2. 上記の像側レンズ群と撮像素子とが、一体で移動することを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
3. 複数のレンズ群から成る変倍光学系と、この変倍光学系を経た光を受光する撮像素子と、を含むレンズユニットであって、
   上記の複数のレンズ群は、物体側に最も近い物体側レンズ群および像側に最も近い像側レンズ群を少なくとも有しており、
   合焦の場合、
   上記の複数のレンズ群で、像側レンズ群以外のレンズ群の少なくとも１つが不動である一方、上記の像側レンズ群および撮像素子は光軸に沿って一体で移動することを特徴とするレンズユニット。
4. 上記像側レンズ群は、非球面を有するレンズを含んでいることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズユニット。
5. 上記の不動のレンズ群には、光学絞り、またはシャッターが含まれていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズユニット。
6. 上記の複数のレンズ群は、少なくとも、物体側から順に、
   正のパワーを有する第１番目のレンズ群と、
   負のパワーを有する第２番目のレンズ群と、
   正のパワーを有する第３番目のレンズ群と、
   正のパワーを有する第４番目のレンズ群と、
   を含んでおり、
   広角端状態から望遠端状態までの変倍の場合、
   上記の第１番目のレンズ群と第２番目のレンズ群との間隔が増大し、上記の第２番目のレンズ群と第３番目のレンズ群との間隔が減少し、上記の第３番目のレンズ群と第４番目のレンズ群との間隔が増加していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のレンズユニット。
7. 上記の複数のレンズ群は、少なくとも、物体側から順に、
   負のパワーを有する第１番目のレンズ群と、
   正のパワーを有する第２番目のレンズ群と、
   正のパワーを有する第３番目のレンズ群と、
   を含んでおり、
   広角端状態から望遠端状態までの変倍の場合、
   上記の第１番目のレンズ群と第２レンズ群との間隔が減少し、上記の第２番目のレンズ群と第３番目のレンズ群との間隔が増大または減少していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のレンズユニット。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のレンズユニットを備えることを特徴とする撮像装置。

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