JP4900657B2

JP4900657B2 - ズームレンズ及び撮像装置

Info

Publication number: JP4900657B2
Application number: JP2006033768A
Authority: JP
Inventors: 雄介南條
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2026-02-10
Also published as: JP2007212847A

Description

本発明は新規なズームレンズ及び撮像装置に関しする。詳しくは、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像素子により受光するカメラに適切で光学式手ブレ補正機能を有するズームレンズ及び該ズームレンズを使用した撮像装置に関する。

撮像素子によって、被写体像を記録するビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に好適なズームレンズとしては、例えば、正負正正４群ズームレンズが知られている。

正負正正４群ズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、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レンズ群を配置して構成され、第１レンズ群及び第３レンズ群が光軸方向に固定され、第２レンズ群が光軸上を移動することにより主に変倍作用がなされ、第４レンズ群が光軸上を移動することにより第２レンズ群の移動により発生する像面位置の変動を補償する作用とフォーカシング作用をなす。具体的には、特許文献１に記載されたものが知られている。

ところで、ズーム比が大きな光学系では望遠端状態における画角が狭くなるため、微小な手ブレによっても、像のブレが大きく発生してしまうという問題があった。

この手ブレ等による像のブレを補正する、手ブレ補正方式として、光学式手ブレ補正システムが知られている。

光学式手ブレ補正システムは、レンズ系の一部を光軸に垂直な方向にシフトさせるレンズシフト方式、あるいは、レンズ系直前に配置されたプリズムの頂角を変化させる可変頂角プリズム、等の方法が知られている。しかしながら、可変頂角プリズムはレンズ系で一番大きな第１レンズ群の物体側に配置するため、駆動系まで含めると小型化という点に問題があった。

レンズシフト方式の光学系は、例えば、手ブレに伴うカメラのブレを検出する検出系、検出系から出力される信号に基づき、レンズ位置に補正量を与える制御系、制御系からの出力に基づき、シフトレンズを駆動するシフト駆動系とを組み合わせることにより、カメラのブレに伴う像のブレを駆動系によるレンズのシフトによって補正する、光学式手ブレ補正システムとして機能させることが可能である。

これらレンズシフト方式の光学系としては、例えば、特許文献２、特許文献３、あるいは特許文献４に記載されたものが知られている。

これら特許文献に記載されたズームレンズは開口絞りの近傍に配置される第３レンズ群全体、あるいは、その一部のレンズを光軸にほぼ垂直な方向にシフトすることによって、画像をシフトさせることが可能である。

第３レンズ群は光軸方向に固定されたレンズ群であるため、レンズ径よりも径方向に大きなシフト駆動系を光軸方向に固定でき、システム全体の小型化に適している。

特許文献４に記載されたズームレンズでは、第３レンズ群全体をシフトさせることにより、像をシフトさせていた。

特許文献３に記載されたズームレンズでは、第３レンズ群が正部分群と負部分群で構成され、正部分群をシフトさせることによって、像をシフトさせていた。

特許文献２に記載されたズームレンズでは、第３レンズ群が負部分群と正部分群で構成され、正部分群をシフトさせることによって、像をシフトさせていた。

特開昭６２−２１５２２５号公報特開２００２−２４４０３７号公報特開２００３−２２８００１号公報特開２００３−２９５０５７号公報

しかしながら、従来のレンズシフト方式の光学系においては、小型化と高性能化とのバランスに問題があった。

例えば、前記特許文献４に記載されたズームレンズのように、第３レンズ群全体をシフトさせる場合、第１レンズ群の小径化と高性能化との両立が難しいという問題があった。

従来の正負正正４群ズームレンズでは、第３レンズ群を射出する軸上光束が平行光に近く、第３レンズ群と第４レンズ群との相互偏心による軸上収差の変動は少ないが、軸外収差が大きく変化してしまうため、特許文献４によるズームレンズでは第３レンズ群を射出する光束が強く収斂されていた。

その結果、第４レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づき、画角の変化に伴うコマ収差の変動を良好に補正できなくなる。このため、高性能化を図るには、第２レンズ群の屈折力を弱めて、第１レンズ群や第２レンズ群を通過する軸外光束を光軸から離す必要が生じてしまい、レンズ径の小径化と高性能化との両立が難しかった。

特許文献３に記載されたズームレンズでは、第３レンズ群を正部分群と負部分群の２つの部分群で構成することにより、正部分群を射出する軸上光束が収斂された状態、負部分群を射出する軸上光束が平行光に近い状態で構成できるため、高性能化と第１レンズ群のレンズ径の小径化との両立が図れる。

しかしながら、レンズ全長の短縮化が難しいという問題があった。

特許文献３によるズームレンズでは、第３レンズ群中の正部分群よりも像側に配置されるレンズ群の横倍率が１倍を超えるため、正部分群が光軸方向に微小なる変位を起こした際にも像面位置が光軸方向に大きく変位してしまうという問題があった。

特許文献２によるズームレンズでは、第３レンズ群を負部分群と正部分群で構成し、その正部分群を３枚のレンズで構成しているが、負部分群より有効径の大きいレンズ３枚の重量が重たいため、手ブレ補正のために正部分群を高速で移動させる駆動装置が大型化し、消費電力が大きくなるという問題があった。

本発明は、上記した問題点に鑑み、手ブレ補正用シフトレンズ群を軽量化すると共に、全系における全ズーム域で諸収差をバランス良く補正し、且つ、シフトレンズ群が光軸に垂直な方向にシフトした際における収差変動を十分に小さく抑えることができる手振れ補正可能なズームレンズ及び該ズームレンズを使用した撮像装置を提供することを課題とする。

本発明の一実施形態によるズームレンズは、物体側より順に位置した、常時固定で正の屈折力を有する第１レンズ群と、光軸方向に移動して主に変倍を行う負の屈折力を有する第２レンズ群と、ズーミングとフォーカシングに際して固定で正の屈折力を有する第３レンズ群と、光軸方向に移動して変倍に伴う像面位置の変動の補正とフォーカシングを行う正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、前記第３レンズ群は、常時固定で負の屈折力を有する負部分群と、光軸に垂直な方向に移動可能で光軸のブレによる像の移動を補正できる正の屈折力を有する正部分群とからなり、前記負部分群は、物体側より順に位置した両凹レンズ、両凸レンズ及び像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなり、最も像側の面が非球面であり、前記正部分群は凸レンズと凹レンズの２枚からなると共に少なくとも１面が非球面で構成され、前記正部分群が前記負部分群と光軸を共有している基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記負部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がオーバー側に傾くように前記負部分群の前記非球面の形状設定がなされ、また前記基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記正部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がアンダー側に傾くように前記正部分群の前記非球面の形状設定がなされている。
または、物体側より順に位置した、常時固定で正の屈折力を有する第１レンズ群と、光軸方向に移動して主に変倍を行う負の屈折力を有する第２レンズ群と、ズーミングとフォーカシングに際して固定で正の屈折力を有する第３レンズ群と、光軸方向に移動して変倍に伴う像面位置の変動の補正とフォーカシングを行う正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、前記第３レンズ群は、常時固定で負の屈折力を有する負部分群と、光軸に垂直な方向に移動可能で光軸のブレによる像の移動を補正できる正の屈折力を有する正部分群とからなり、前記負部分群は少なくとも両凹レンズと両凸レンズとを有すると共に少なくとも１面が非球面で構成され、前記正部分群は、物体側より順に位置した両凸レンズと凹レンズとの接合レンズからなり、最も物体側の面が非球面であり、前記正部分群が前記負部分群と光軸を共有している基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記負部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がオーバー側に傾くように前記負部分群の前記非球面の形状設定がなされ、また前記基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記正部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がアンダー側に傾くように前記正部分群の前記非球面の形状設定がなされている。

また、本発明の一実施形態による撮像装置は、前記した本発明の一実施形態によるズームレンズと、前記ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子を備える。

本発明にあっては、手振れ補正可能であると共に、手ブレ補正用シフトレンズ群を軽量化することができ、全系のおける全ズーム域で諸収差をバランス良く補正することが出来、且つ、シフトレンズ群が光軸に垂直な方向にシフトした際における収差変動を十分に小さく抑えることができる。

以下に、本発明ズームレンズ及び撮像装置を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

本発明ズームレンズは、物体側より順に位置した、常時固定で正の屈折力を有する第１レンズ群と、光軸方向に移動して主に変倍を行う負の屈折力を有する第２レンズ群と、ズーミングとフォーカシングに際して固定で正の屈折力を有する第３レンズ群と、光軸方向に移動して変倍に伴う像面位置の変動の補正とフォーカシングを行う正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、前記第３レンズ群は、常時固定で負の屈折力を有する負部分群と、光軸に垂直な方向に移動可能で光軸のブレによる像の移動を補正できる正の屈折力を有する正部分群とからなり、前記負部分群は、物体側より順に位置した両凹レンズ、両凸レンズ及び像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなり、最も像側の面が非球面であり、前記正部分群は凸レンズと凹レンズの２枚からなると共に少なくとも１面が非球面で構成され、前記正部分群が前記負部分群と光軸を共有している基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記負部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がオーバー側に傾くように前記負部分群の前記非球面の形状設定がなされ、また前記基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記正部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がアンダー側に傾くように前記正部分群の前記非球面の形状設定がなされているものである。
または、物体側より順に位置した、常時固定で正の屈折力を有する第１レンズ群と、光軸方向に移動して主に変倍を行う負の屈折力を有する第２レンズ群と、ズーミングとフォーカシングに際して固定で正の屈折力を有する第３レンズ群と、光軸方向に移動して変倍に伴う像面位置の変動の補正とフォーカシングを行う正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、前記第３レンズ群は、常時固定で負の屈折力を有する負部分群と、光軸に垂直な方向に移動可能で光軸のブレによる像の移動を補正できる正の屈折力を有する正部分群とからなり、前記負部分群は少なくとも両凹レンズと両凸レンズとを有すると共に少なくとも１面が非球面で構成され、前記正部分群は、物体側より順に位置した両凸レンズと凹レンズとの接合レンズからなり、最も物体側の面が非球面であり、前記正部分群が前記負部分群と光軸を共有している基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記負部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がオーバー側に傾くように前記負部分群の前記非球面の形状設定がなされ、また前記基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記正部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がアンダー側に傾くように前記正部分群の前記非球面の形状設定がなされているものである。

なお、ここで、球面収差曲線がオーバー側に傾くとは、有効口径が大きくなるにしたがって、その輪帯の光線がレンズから遠い側に収斂することを意味し、、球面収差曲線がアンダー側に傾くとは、有効口径が大きくなるにしたがって、その輪帯の光線がレンズに近い側に収斂することを意味する。

前記したように、第３レンズ群中の正部分群を２枚で構成して、手ブレ補正のための可動レンズ群、すなわち、シフトレンズ群を軽量化することができる。従来技術では、全体で正の屈折力を有する第３レンズ群の全てのレンズ面を仮に球面だけで構成したときに発生するアンダー側の球面収差は、第３レンズ群中の負部分群と正部分群に配置された非球面によって、前記各レンズ群内で発生する収差を小さく抑えるように働かせることが重要だと考えられていた。手ブレを補正するために前記正部分群が光軸に垂直な方向に偏芯（シフト）したときの収差劣化を緩和するためには、前記正部分群の非球面から発生するオーバー側の球面収差を過剰なまでに大きくしておくことが重要であり、また第４レンズ群の非球面からも全系の諸収差の補正とともに第４レンズ群の移動に伴う収差変動を緩和するためにオーバー側の球面収差が大きく発生している。本発明ズームレンズでは、このオーバー側の球面収差を打ち消すために、前記負部分群にアンダー側の球面収差が発生する非球面を導入することによって、前記正部分群が前記負部分群と光軸を共有している基準状態での全系における全ズーム域の諸収差をバランスよく補正することができるとともに、前記正部分群が偏芯した際の収差変動を十分小さく抑える効果が得られる。

本発明の一実施形態によるズームレンズは、ｆｗをレンズ全系の広角端での焦点距離、ＦＮをレンズ全系の広角端での開放Ｆナンバー、ＳＡＡを第３レンズ群中に配置される負部分群の非球面をその近軸球面に置き換えたときの広角端での開放Ｆナンバーにおけるレンズ全系の球面収差量の値、ＳＡＢを第３レンズ群中に配置される正部分群の非球面をその近軸球面に置き換えたときの広角端での開放Ｆナンバーにおけるレンズ全系の球面収差量の値、ｆ３２を第３レンズ群中に配置される正部分群の焦点距離として、以下の条件式（１）及び（２）を満足することが望ましい。
（１）−２＜ＳＡＢ・ＦＮ^２・ｆｗ／ｆ３２＜ −０．１
（２）−０．９＜ＳＡＡ／ＳＡＢ＜ −０．００３
前記条件式（１）及び（２）は、第３レンズ群中の負部分群と正部分群に設けられる非球面の最良の効果が得られる形状を規定するものである。

条件式（１）の上限を上回ると、正部分群が偏芯したときの収差変動を十分に抑えることが困難になり、逆に、下限を下回ると正部分群から発生する像面湾曲が大きくなって、全系の諸収差をバランスよく補正することが困難になる。

また条件式（２）の下限を下回ると前記負部分群に設けられる非球面がその効果を十分に発揮することができなくなるため、全系の諸収差のバランスをとると前記正部分群に設けられる非球面の効果を十分に強くすることができなくなり、その結果、前記正部分群が偏芯したときの収差変動の抑制が弱くなってしまう。逆に、条件式（２）上限を上回ると、全系の球面収差がアンダー側に大きくなって補正が困難になる。

なお、さらに好ましくは、「ＳＡＢ・ＦＮ^２・ｆｗ／ｆ３２」及び「ＳＡＡ／ＳＡＢ」の数値範囲を次の条件式（１ａ）及び（２ａ）の如く設定するのが良い。
（１ａ）−１．５＜ＳＡＢ・ＦＮ^２・ｆｗ／ｆ３２＜ −０．２５
（２ａ）−０．７５＜ＳＡＡ／ＳＡＢ＜ −０．００７５
本発明の一実施形態によるズームレンズは、ｆ３１を第３レンズ群中に配置される負部分群の焦点距離、Ｓ２を望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群との間の空気間隔として、以下の条件式（３）及び（４）を満足することが望ましい。
（３）│Ｓ２／ｆ３１│ ≦ ０．１５
（４）Ｓ２／ｆ３２ ≦ ０．２
条件式（３）及び（４）は、第３レンズ群中の負部分群と正部分群の屈折力配置をより適正にするための条件を規定するものである。例えば、撮像光を複数の色成分に分解して各色成分を各別の撮像素子によって受光する色分解光学系を挿入する等の必要のために、長いバックフォーカスを必要とする場合がある。このような場合、広角端において第２レンズ群から発散して射出した光線束を十分に広げてから、第３レンズ群を経由して第４レンズ群へ入射させることが必要であるが、第２レンズ群の屈折力（焦点距離の逆数）を強くして発散性を強くしようとすると、ズーミングによる諸収差の変動の補正が困難になるため、前記負部分群でさらに発散性を強くして光線束を十分に広げ、前記正部分群で平行光線束に近づけてから第４レンズ群に送ることが好ましい。その際、絞りが第２レンズ群と前記負部分群との間に配置されていると、前記負部分群と前記正部分群とを接近させなければならないため、前記負部分群で光線束を広げるためには、前記負部分群の屈折力を強くせざるを得ず、その結果、前記負部分群から発生する諸収差の補正が困難になる。前記した問題を解決するために、第３レンズ群中の負部分群と正部分群との間に絞りを配置し、前記負部分群を、望遠端で第２レンズ群と干渉しない範囲で物体寄りに配置するとともに、絞り空間を十分に広く開けることで、前記負部分群は比較的弱い屈折力で光線束を十分に広げてから前記正部分群に入射させることができるようになる。前記正部分群は入射した光線束を平行光線束かやや収斂する光線束として、第４レンズ群へ送ることが好ましい。前記条件式（３）、（４）共に下限は、望遠端において第２レンズ群と前記負部分群のレンズ同士が当たるところまで可能性があり、限りなく０に近い。

なお、さらに好ましくは、前記「│Ｓ２／ｆ３１│」、「Ｓ２／ｆ３２」の数値範囲を次の条件式（３ａ）、（４ａ）の如く設定するのが良い。
（３ａ）０．０２＜│Ｓ２／ｆ３１│＜０．０７
（４ａ）０．０３＜Ｓ２／ｆ３２＜０．１
本発明の一実施形態によるズームレンズは、前記第１レンズ群は、物体側より順に位置した１枚の凹レンズ及び少なくとも２枚の凸レンズを有することが好ましい。これによって、第１レンズ群の最適なレンズ構成が得られる。なお、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと凸レンズとの接合レンズ及び凸レンズの３枚構成でも良く、またさらに、該３枚構成の像側に１枚凸レンズを追加した４枚構成としても良い。また、前記接合レンズとした物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと凸レンズとは、レンズ外径が大きく、かつ、両者の間の線膨張係数の差が大きい場合などは、接合しないで分離しても良い。３枚構成とした場合はコストの低減に優れており、４枚構成とした場合は、３枚構成よりもさらなる広角化、高倍率化、また望遠端における色収差の２次スペクトルの低減に効果が期待できる。

本発明の一実施形態によるズームレンズは、前記第１レンズ群が、物体側より順に位置した凹レンズと凸レンズによるアフォーカル系に近い部分系及び１枚の凹レンズと少なくとも２枚の凸レンズを有することが好ましい。第１レンズ群をこのように構成することにより、物体側より順に位置した１枚の凹レンズ及び少なくとも２枚の凸レンズにより構成する場合に比較して、さらなる広角化をするときに最適な構成となり、物体側の２枚を凹レンズと凸レンズで構成するアフォーカル系に近い構成とすることで、第１レンズ群の焦点距離を短縮し、像側主点が第１レンズ群の後ろに生じるようにし、第２レンズ群以降のレンズ群には広角化のための負担をあまり負わせることなく、広角化と良好な収差補正を可能にする。

本発明の一実施形態によるズームレンズは、前記第２レンズ群は、物体側より順に位置した２枚の凹レンズと１枚の凸レンズを有することが好ましい。これにより、第２レンズ群の最適なレンズ構成を与える。最小のレンズ構成としては、２枚の凹レンズと１枚の凸レンズの３枚構成でも良く、さらに２番目の凹レンズと凸レンズとは分離して配置しても接合レンズとしても良い。またさらに像側に凹レンズを１枚追加して４枚構成としても良い。３枚構成ではコスト低減に優れており、４枚構成では、３枚構成よりもさらなる広角化、高倍率化の効果が期待できる。

本発明の一実施形態によるズームレンズは、第３レンズ群中の負部分群を、物体側より順に位置した両凹レンズ、両凸レンズ及び像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズで構成し、最も像側の面を非球面とする。両凹レンズ、両凸レンズ、凹メニスカスレンズは分離して配置しても接合レンズとして構成しても良いが、偏芯誤差に対する収差の敏感度を緩和するには接合レンズとすることが好ましい。前記非球面は近軸球面の深さに対して、光軸から離れるにしたがって深さが増す方向の変位を有する。

なお、前記両凹レンズをレンズｎ１、前記両凸レンズをレンズｐ、前記像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズをレンズｎ２、前記各レンズのアッベ数をνｎ１、νｐ、νｎ２とし、凹レンズのアッベ数の平均値をνｎ＝（νｎ１＋νｎ２）／２として、νｎ＞νｐなる構成となっている。

第３レンズ群中の正部分群は偏芯（光軸に垂直な方向にシフトした）時に横収差の色の変動が大きく生じないように色消し条件が設定されるため、軸上色収差は補正過剰気味になっており、また第４レンズ群は広角端の倍率色収差を主に補正しようとすると、軸上色収差に対しては補正過剰気味になっており、第３レンズ群中の正部分群と第４レンズ群で軸上色収差以外の色収差を優先的に補正した結果として軸上色収差が補正過剰となってしまう。そこで軸上色収差のバランスをとるために、前記３つの構成例において、第３レンズ群中の負部分群では前記の条件（νｎ＞νｐ）を満足して色だし方向の媒質を選択して、軸上色収差を良好に補正している。

本発明の一実施形態によるズームレンズは、第３レンズ群中の正部分群が、物体側より順に位置した両凸レンズと凹レンズとの接合レンズからなり、最も物体側の面が非球面とされている。これによって、両凸レンズと凹レンズとの間の偏芯誤差に対する収差の敏感度を緩和することが出来る。

本発明の一実施形態によるズームレンズは、第４レンズ群は、１枚の凹レンズと２枚の凸レンズを有し、少なくとも１面が非球面であることが好ましい。長いバックフォーカスと高性能化を両立させるためには、広角端で光線束が広がって球面収差、コマ収差が発生しやすく、主光線の光線高が高いため非点収差も発生しやすい。そこで、第４レンズ群において、正レンズ群から発生する収差を抑えるために、正の屈折力を２枚以上の凸レンズに分散させて、収差の発生を抑えるとともに、凹レンズを１枚配置することにより、凸レンズから発生する諸収差を打ち消す効果を発揮させている。また、第３レンズ群中の正部分群の非球面は手ブレ補正時の偏芯による収差変動を緩和する目的で形状設定がなされ、第３レンズ群中の負部分群の非球面は前記正部分群の非球面から発生する主に球面収差を打ち消す方向に形状設定がなされるため、前記負部分群の非球面と前記正部分群の非球面だけでは、全系の諸収差のバランスを整えることや、第４レンズ群の移動により生じる収差変動を補正することができない。そこで、第４レンズ群の任意の少なくとも１面を非球面として、第４レンズ群の正の屈折力から発生する諸収差を緩和する必要がある。以上の目的を果たす第４レンズ群の非球面形状としては、基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの球面収差曲線がアンダー側に傾くように形状設定がなされる。

本発明の一実施形態によるズームレンズは、第４レンズ群は、物体側より順に位置した凸レンズ及び凹レンズと凸レンズとの接合レンズからなることが望ましい。これにより、適度なバックフォーカスと極めて高い結像性能を得ることができ、また、正の屈折力を２分して、主光線の光線高がより高い像側の凸レンズを色消しにして、広角側の倍率色収差を補正するのに好適な構成である。

本発明の一実施形態によるズームレンズは、前記第４レンズ群は、物体側より順に位置した凹レンズと凸レンズとの接合レンズ及び凸レンズからなることが望ましい。これにより、さらに長いバックフォーカスを得ることができる。すなわち、第４レンズ群の最も物体側に凹レンズを配置し、正の屈折力を像寄りに配置することにより、像側主点を第４レンズ群の最終面の近くか、さらに像側の空間に生じさせる所謂レトロフォーカスタイプの屈折力配置とすることで、長いバックフォーカスと高性能化を両立させることができる。

本発明の一実施形態によるズームレンズは、前記第４レンズ群は、物体側より順に位置した凹レンズと凸レンズの２枚からなることが望ましい。これにより、前記３つの実施形態と同様な長いバックフォーカスを得た上で、レンズ枚数を削減してコスト低減を図ることができる。この第４レンズ群を構成する２枚に偏芯誤差が生じたときの、収差に与える敏感度は大変高いが、凹レンズの像側の面を平面となし、ガラスモールド非球面の凸レンズの有効径外に平面部を設け、相互の平面同士の間に平行なリング状のスペーサを挟んで、透過芯を観察するなどして芯を調整しながら接着固定すれば、第４レンズ群内部での偏芯誤差を小さく抑えて、組み立て時の解像力の歩留まりを良好に維持することが可能である。

次に、本発明ズームレンズの比較例を含む参考実施形態及び該参考実施形態に具体的な数値を適用した参考数値実施例について説明する。

なお、各参考数値実施例における非球面形状は次の数１式によって定義される。

ここで、「ｘｉ」を第ｉ面の非球面の深さ、「Ｈ」を光軸からの高さ、「ｒｉ」を第ｉ面の曲率半径、「Ａｋ」を第ｋ次の非球面係数とする。

図１は本発明ズームレンズの第１の参考実施形態１のレンズ構成を示し、物体側より順に、第１レンズ群Ｇｐ１は、凹レンズ１０１と凸レンズ１０２との接合レンズ、凸レンズ１０３及び物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズ１０４からなり、第２レンズ群Ｇｐ２は凹レンズ２０１、凹レンズ２０２及び両凸レンズ２０３と凹レンズ２０４との接合レンズからなり、第３レンズ群Ｇｐ３の常時固定の負部分群Ｇｐ３１は両凹レンズ３１１、両凸レンズ３１２及び像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズ３１３の３枚接合レンズからなり、凹メニスカスレンズ３１３の像側の面が非球面Ａであり、該負部分群Ｇｐ３１の像側に絞りＳを挟んで位置し、手ブレ補正のために光軸に垂直な方向に可動な正部分群Ｇｐ３２は両凸レンズ３２１及び凹レンズ３２２からなり、両凸レンズ３２１の物体側の面が非球面Ｂであり、第４レンズ群Ｇｐ４は凹レンズ４０１と凸レンズ４０２との接合レンズ及び両凸レンズ４０３からなり、第４レンズ群Ｇｐ４と撮像素子ＩＭとの間には色分解プリズムや光学ローパスフィルタなどを合成した平行平面板Ｐが配置されている。

表１に第１の参考実施形態１に具体的数値を適用した参考数値実施例１の諸元の値を示す。なお、以下の各諸元表中の光学要素は各参考実施形態のレンズ構成を示す図において各光学要素に付した符号を示し、面番号ｉは物体側からｉ番目の面を示し、曲率半径ｒは当該面の近軸曲率半径を示し、面間隔ｄは第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の軸上面間隔を示し、屈折率ｎｄは当該面のｄ線（λ=587.6nm）に対する値を示し、アッベ数νｄは当該面のｄ線に対する値を示し、また、曲率半径∞は当該面が平面であることを示す。

光学要素３１３の像側の面Ａ（第１８面）、光学要素３２１の物体側の面Ｂ（第２０面）、光学要素４０３の両面（第２７面、第２８面）は非球面で構成されている。そこで、これら各面の非球面係数を表２に示す。なお、表２及び以下の非球面係数を示す表において「ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、すなわち、「１０^−ｉ」を表しており、例えば、「0.26029E-05」は「0.26029×10⁻⁵」を表している。

第１レンズ群Ｇｐ１と第２レンズ群Ｇｐ２との間の間隔ｄ７、第２レンズ群Ｇｐ２と第３レンズ群Ｇｐ３との間の間隔ｄ１４、第３レンズ群Ｇｐ３と第４レンズ群Ｇｐ４との間の間隔ｄ２３及び第４レンズ群Ｇｐ４と平行平面板Ｐとの間の間隔ｄ２８は変倍に際して変化する。そこで、前記各間隔の広角端（ｆ＝1.000）、中間焦点距離（ｆ＝5.085）及び望遠端（ｆ＝11.667）における各値を焦点距離、Ｆナンバー、画角２ω（度）と共に表３に示す。

図２に第３レンズ群Ｇｐ３中の正部分群Ｇｐ３２が負部分群Ｇｐ１及びその他の各レンズ群Ｇｐ１、Ｇｐ２、Ｇｐ４と光軸を共通にする基準状態において、前記非球面Ａ、前記非球面Ｂを各々単独でその近軸球面に置き換えたときの広角端における絞り開放時の球面収差量ＳＡＡ、ＳＡＢを示す。

図３乃至図５は参考数値実施例１の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図３は広角端状態（ｆ＝1.000）、図４は中間焦点距離状態（ｆ＝5.085）、図５は望遠端状態（ｆ＝11.667）における諸収差図を示す。

図３乃至図５の球面収差曲線における実線はｄ線での、破線はｇ線での、一点鎖線はＣ線での球面収差をそれぞれ示し、非点収差曲線における実線はサジタル、破線はメリジオナルの像面を示す。

また、第３レンズ群Ｇｐ３中の正部分群Ｇｐ３２が光軸に垂直な方向に偏芯することによって、画面中心へ向う主光線が第１レンズ群Ｇｐ１に入射する際に光軸となす傾き角（以下、手ブレ補正角と記す）を0.5°としたときの、望遠端におけるメリジオナル、サジタル各々の横収差曲線を図６に示す。なお、この横収差曲線において、実線はｄ線での、破線はｇ線での、一点鎖線はＣ線での値をそれぞれ示す。

図７は本発明ズームレンズの第２の参考実施形態２のレンズ構成を示し、前記第１の参考実施形態１との主な相違点は第３レンズ群Ｇｐ３中の正部分群Ｇｐ３２が両凸レンズ３２１と凹レンズ３２２との接合レンズからなり、両凸レンズ３２１の物体側の面が非球面Ｂである点であり、その他の構成については、第１の参考実施形態１とほぼ同様である。第１の参考実施形態１と比較して、２つのレンズ３２１と３２２とを接合レンズとすることにより、両凸レンズ３２１と凹レンズ３２２の相対偏芯誤差が収差に及ぼす影響の敏感度を緩和する効果がある。

表４に第２の参考実施形態２に具体的数値を適用した参考数値実施例２の諸元の値を示す。

光学要素３１３の像側の面Ａ（第１８面）、光学要素３２１の物体側の面Ｂ（第２０面）、光学要素４０３の両面（第２６面、第２７面）は非球面で構成されている。そこで、これら各面の非球面係数を表５に示す。

第１レンズ群Ｇｐ１と第２レンズ群Ｇｐ２との間の間隔ｄ７、第２レンズ群Ｇｐ２と第３レンズ群Ｇｐ３との間の間隔ｄ１４、第３レンズ群Ｇｐ３と第４レンズ群Ｇｐ４との間の間隔ｄ２２及び第４レンズ群Ｇｐ４と平行平面板Ｐとの間の間隔ｄ２７は変倍に際して変化する。そこで、前記各間隔の広角端（ｆ＝1.000）、中間焦点距離（ｆ＝6.143）及び望遠端（ｆ＝14.765）における各値を焦点距離、Ｆナンバー、画角２ω（度）と共に表６に示す。

図８乃至図１０は参考数値実施例２の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図８は広角端状態（ｆ＝1.000）、図９は中間焦点距離状態（ｆ＝6.143）、図１０は望遠端状態（ｆ＝14.765）における諸収差図を示す。

図８乃至図１０の球面収差曲線における実線はｄ線での、破線はｇ線での、一点鎖線はＣ線での球面収差をそれぞれ示し、非点収差曲線における実線はサジタル、破線はメリジオナルの像面を示す。

また、前記手ブレ補正角を0.5°としたときの、望遠端におけるメリジオナル、サジタル各々の横収差曲線を図１１に示す。なお、この横収差曲線において、実線はｄ線での、破線はｇ線での、一点鎖線はＣ線での値をそれぞれ示す。

図１２は本発明ズームレンズの第３の参考実施形態３のレンズ構成を示す。第２の参考実施形態２との主な相違点は、第３レンズ群Ｇｐ３中の負部分群Ｇｐ３１が両凹レンズ３１１と両凸レンズ３１２との接合レンズからなり、両凸レンズ３１２の像側の面が非球面Ａである点であり、その他の構成については、第２の参考実施形態２とほぼ同様である。前記負部分群Ｇｐ３１の構成枚数を削減することにより、前記第２の参考実施形態に比較して、コスト低減の効果がある。

表７に第３の参考実施形態３に具体的数値を適用した参考数値実施例３の諸元の値を示す。

光学要素３１２の像側の面Ａ（第１７面）、光学要素３２１の物体側の面Ｂ（第１９面）、光学要素４０３の両面（第２５面、第２６面）は非球面で構成されている。そこで、これら各面の非球面係数を表８に示す。

第１レンズ群Ｇｐ１と第２レンズ群Ｇｐ２との間の間隔ｄ７、第２レンズ群Ｇｐ２と第３レンズ群Ｇｐ３との間の間隔ｄ１４、第３レンズ群Ｇｐ３と第４レンズ群Ｇｐ４との間の間隔ｄ２１及び第４レンズ群Ｇｐ４と平行平面板Ｐとの間の間隔ｄ２６は変倍に際して変化する。そこで、前記各間隔の広角端（ｆ＝1.000）、中間焦点距離（ｆ＝6.291）及び望遠端（ｆ＝14.823）における各値を焦点距離、Ｆナンバー、画角２ω（度）と共に表９に示す。

図１３乃至図１５は参考数値実施例３の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図１３は広角端状態（ｆ＝1.000）、図１４は中間焦点距離状態（ｆ＝6.291）、図１５は望遠端状態（ｆ＝14.823）における諸収差図を示す。

図１３乃至図１５の球面収差曲線における実線はｄ線での、破線はｇ線での、一点鎖線はＣ線での球面収差をそれぞれ示し、非点収差曲線における実線はサジタル、破線はメリジオナルの像面を示す。

また、前記手ブレ補正角を0.5°としたときの、望遠端におけるメリジオナル、サジタル各々の横収差曲線を図１６に示す。なお、この横収差曲線において、実線はｄ線での、破線はｇ線での、一点鎖線はＣ線での値をそれぞれ示す。

図１７は本発明ズームレンズの第４の参考実施形態４のレンズ構成を示し、第３の参考実施形態３との主な相違点は第３レンズ群Ｇｐ３中の負部分群Ｇｐ３１の非球面Ａの位置を、両凹レンズ３１１の物体側の面にした点であり、その他の構成については、第３の参考実施形態３とほぼ同様である。前記第３の参考実施形態３では、負部分群Ｇｐ３１の両凸レンズ３１２を非球面レンズにするために、比較的アッベ数が小さい硝材をガラスモールドで作る必要があったが、ガラスモールドに向いているアッベ数の小さい硝材は種類が少なく、設計上の大きな制約となることがある。また非球面をガラスモールドではなく、球面ガラスの表面に紫外線硬化樹脂の薄い非球面層を形成する手段で実現することがあるが、アッベ数が小さいガラスは一般的に紫外線の透過率が低く、ガラスを通して紫外線を照射して、非球面樹脂層を硬化させることが出来ない場合がある。第４の参考実施形態４では、比較的アッベ数が大きい硝材を用いる両凹レンズ３１１を非球面とすることで、ガラスモールドに適した硝材の種類が増えて設計の自由度が高くなり、またアッベ数が大きい硝材は紫外線の透過率が比較的高いので、ガラスモールドではなく、紫外線硬化樹脂で非球面を形成する場合にも製造に適した硝材を選択することができる。

表１０に第４の参考実施形態４に具体的数値を適用した参考数値実施例４の諸元の値を示す。

光学要素３１１の物体側の面Ａ（第１５面）、光学要素３２１の物体側の面Ｂ（第１９面）、光学要素４０３の両面（第２５面、第２６面）は非球面で構成されている。そこで、これら各面の非球面係数を表１１に示す。

第１レンズ群Ｇｐ１と第２レンズ群Ｇｐ２との間の間隔ｄ７、第２レンズ群Ｇｐ２と第３レンズ群Ｇｐ３との間の間隔ｄ１４、第３レンズ群Ｇｐ３と第４レンズ群Ｇｐ４との間の間隔ｄ２１及び第４レンズ群Ｇｐ４と平行平面板Ｐとの間の間隔ｄ２６は変倍に際して変化する。そこで、前記各間隔の広角端（ｆ＝1.000）、中間焦点距離（ｆ＝6.350）及び望遠端（ｆ＝14.769）における各値を焦点距離、Ｆナンバー、画角２ω（度）と共に表１２に示す。

図１８乃至図２０は参考数値実施例４の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図１８は広角端状態（ｆ＝1.000）、図１９は中間焦点距離状態（ｆ＝6.350）、図２０は望遠端状態（ｆ＝14.769）における諸収差図を示す。

図１８乃至図２０の球面収差曲線における実線はｄ線での、破線はｇ線での、一点鎖線はＣ線での球面収差をそれぞれ示し、非点収差曲線における実線はサジタル、破線はメリジオナルの像面を示す。

また、前記手ブレ補正角を0.5°としたときの、望遠端におけるメリジオナル、サジタル各々の横収差曲線を図２１に示す。なお、この横収差曲線において、実線はｄ線での、破線はｇ線での、一点鎖線はＣ線での値をそれぞれ示す。

図２２は本発明ズームレンズの第５の参考実施形態５のレンズ構成を示し、前記第３の参考実施形態３との主な相違点は、バックフォーカスが比較的短くても色分解プリズム等の配置が成り立つ場合に好適な、第４レンズ群Ｇｐ４の構成を提供するものであり、第４レンズ群Ｇｐ４以外の構成は第３の参考実施形態３と略同じである。第４レンズ群Ｇｐ４は物体側から順に位置した、物体側に凸面を向けた凸レンズ４０１及び像側に凹面を向けた凹メニスカスレンズ４０２と両凸レンズ４０３との接合レンズからなり、凸レンズ４０１の物体側面が非球面である。

表１３に第５の参考実施形態５に具体的数値を適用した参考数値実施例５の諸元の値を示す。

光学要素３１２の像側の面Ａ（第１７面）、光学要素３２１の物体側の面Ｂ（第１９面）、光学要素４０１の物体側の面（第２２面）は非球面で構成されている。そこで、これら各面の非球面係数を表１４に示す。

第１レンズ群Ｇｐ１と第２レンズ群Ｇｐ２との間の間隔ｄ７、第２レンズ群Ｇｐ２と第３レンズ群Ｇｐ３との間の間隔ｄ１４、第３レンズ群Ｇｐ３と第４レンズ群Ｇｐ４との間の間隔ｄ２１及び第４レンズ群Ｇｐ４と平行平面板Ｐとの間の間隔ｄ２６は変倍に際して変化する。そこで、前記各間隔の広角端（ｆ＝1.000）、中間焦点距離（ｆ＝6.072）及び望遠端（ｆ＝14.832）における各値を焦点距離、Ｆナンバー、画角２ω（度）と共に表１５に示す。

図２３乃至図２５は参考数値実施例５の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図２３は広角端状態（ｆ＝1.000）、図２４は中間焦点距離状態（ｆ＝6.072）、図２５は望遠端状態（ｆ＝14.832）における諸収差図を示す。

図２３乃至図２５の球面収差曲線における実線はｄ線での、破線はｇ線での、一点鎖線はＣ線での球面収差をそれぞれ示し、非点収差曲線における実線はサジタル、破線はメリジオナルの像面を示す。

また、前記手ブレ補正角を0.5°としたときの、望遠端におけるメリジオナル、サジタル各々の横収差曲線を図２６に示す。なお、この横収差曲線において、実線はｄ線での、破線はｇ線での、一点鎖線はＣ線での値をそれぞれ示す。

図２７は本発明ズームレンズの第６の参考実施形態６のレンズ構成を示し、前記第２の参考実施形態２との主な相違点は第１レンズ群Ｇｐ１を４枚構成から３枚構成に、また第２レンズ群Ｇｐ２を４枚構成から３枚構成にして、コスト低減を図った点であり、その他の構成は前記第２の参考実施形態２とほぼ同様である。

表１６に第６の参考実施形態６に具体的数値を適用した参考数値実施例６の諸元の値を示す。

光学要素３１３の像側の面Ａ（第１５面）、光学要素３２１の物体側の面Ｂ（第１７面）、光学要素４０３の両面（第２３面、第２４面）は非球面で構成されている。そこで、これら各面の非球面係数を表１７に示す。

第１レンズ群Ｇｐ１と第２レンズ群Ｇｐ２との間の間隔ｄ５、第２レンズ群Ｇｐ２と第３レンズ群Ｇｐ３との間の間隔ｄ１１、第３レンズ群Ｇｐ３と第４レンズ群Ｇｐ４との間の間隔ｄ１９及び第４レンズ群Ｇｐ４と平行平面板Ｐとの間の間隔ｄ２４は変倍に際して変化する。そこで、前記各間隔の広角端（ｆ＝1.000）、中間焦点距離（ｆ＝6.275）及び望遠端（ｆ＝11.610）における各値を焦点距離、Ｆナンバー、画角２ω（度）と共に表１８に示す。

図２８乃至図３０は参考数値実施例６の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図２８は広角端状態（ｆ＝1.000）、図２９は中間焦点距離状態（ｆ＝6.275）、図３０は望遠端状態（ｆ＝11.610）における諸収差図を示す。

図２８乃至図３０の球面収差曲線における実線はｄ線での、破線はｇ線での、一点鎖線はＣ線での球面収差をそれぞれ示し、非点収差曲線における実線はサジタル、破線はメリジオナルの像面を示す。

また、前記手ブレ補正角を0.5°としたときの、望遠端におけるメリジオナル、サジタル各々の横収差曲線を図３１に示す。なお、この横収差曲線において、実線はｄ線での、破線はｇ線での、一点鎖線はＣ線での値をそれぞれ示す。

図３２は本発明ズームレンズの第７の参考実施形態７のレンズ構成を示し、前記第３の参考実施形態３との主な相違点は、第３の参考実施形態における第１レンズ群Ｇｐ１に相当する部分系をＧＰ１２として、該部分系Ｇｐ１２の物体側に凹レンズと凸レンズによるアフォーカル系に近い部分系Ｇｐ１１を付加して第１レンズ群Ｇｐ１を構成し、広角化を図ったことと、第４レンズ群Ｇｐ４を凹レンズと凸レンズの２枚構成としてコスト低減を図ったことであり、その他の構成は前記第３の参考実施形態３とほぼ同様である。

表１９に第７の参考実施形態７に具体的数値を適用した参考数値実施例７の諸元の値を示す。

光学要素３１２の像側の面Ａ（第２１面）、光学要素３２１の物体側の面Ｂ（第２３面）、光学要素４０２の両面（第２８面、第２９面）は非球面で構成されている。そこで、これら各面の非球面係数を表２０に示す。

第１レンズ群Ｇｐ１と第２レンズ群Ｇｐ２との間の間隔ｄ１１、第２レンズ群Ｇｐ２と第３レンズ群Ｇｐ３との間の間隔ｄ１８、第３レンズ群Ｇｐ３と第４レンズ群Ｇｐ４との間の間隔ｄ２５及び第４レンズ群Ｇｐ４と平行平面板Ｐとの間の間隔ｄ２９は変倍に際して変化する。そこで、前記各間隔の広角端（ｆ＝1.000）、中間焦点距離（ｆ＝5.061）及び望遠端（ｆ＝11.625）における各値を焦点距離、Ｆナンバー、画角２ω（度）と共に表２１に示す。

図３３乃至図３５は参考数値実施例７の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図３３は広角端状態（ｆ＝1.000）、図３４は中間焦点距離状態（ｆ＝5.061）、図３５は望遠端状態（ｆ＝11.625）における諸収差図を示す。

図３３乃至図３５の球面収差曲線における実線はｄ線での、破線はｇ線での、一点鎖線はＣ線での球面収差をそれぞれ示し、非点収差曲線における実線はサジタル、破線はメリジオナルの像面を示す。

また、前記手ブレ補正角を0.5°としたときの、望遠端におけるメリジオナル、サジタル各々の横収差曲線を図３６に示す。なお、この横収差曲線において、実線はｄ線での、破線はｇ線での、一点鎖線はＣ線での値をそれぞれ示す。

前記各参考数値実施例１乃至７の前記各条件式（１）乃至（４）対応値を表２２に示す。

各参考数値実施例とも条件式（１）乃至（４）を満足し、且つ、上記した各収差曲線に示すように、優れた光学特性を有し、さらに、前記手ブレ補正角を０．５°としたときの横収差曲線に示すように、手振れ補正時の収差変動が少ない。

図３７に本発明撮像装置の実施の形態を示す。

撮像装置１０はズームレンズ２０を備え、ズームレンズ２０によって形成した光学像を電気信号に変換する撮像素子３０を有する。なお、撮像素子３０としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の光電変換素子を使用したものが適用可能である。前記ズームレンズ２０には本発明にかかるズームレンズを適用することができ、図３７では、図１に示した第１の参考実施形態にかかるズームレンズ１のレンズ群を単レンズに簡略化して示してある。勿論、第１の参考実施形態にかかるズームレンズ１だけでなく、第２の参考実施形態乃至第７の参考実施形態にかかるズームレンズ２乃至７や本明細書で示した参考実施形態以外の形態で構成された本発明ズームレンズを使用することができる。

前記撮像素子３０によって形成された電気信号は映像分離回路４０によってフォーカス制御用の信号が制御回路５０に送られ、映像用の信号は映像処理回路へと送られる。映像処理回路へ送られた信号は、その後の処理に適した形態に加工されて、表示装置による表示、記録媒体への記録、通信手段による転送等々種々の処理に供される。

制御回路５０には、例えば、ズームボタンの操作等、外部からの操作信号が入力され、該操作信号に応じて種々の処理が為される。例えば、ズームボタンによるズーミング指令が入力されると、指令に基づく焦点距離状態とすべく、ドライバ回路６０、７０を介して駆動部６１、７１を動作させて、各レンズ群Ｇｐ２、Ｇｐ４を所定の位置へと移動させる。各センサ６２、７２によって得られた各レンズ群Ｇｐ２、Ｇｐ４の位置情報は制御回路５０に入力されて、ドライバ回路６０、７０へ指令信号を出力する際に参照される。また、制御回路５０は前記映像分離回路４０から送られた信号に基づいてフォーカス状態をチェックし、最適なフォーカス状態が得られるように、ドライバ回路７０を介して駆動部７１を動作させて、第４レンズ群Ｇｐ４を位置制御する。

撮像装置１０は手振れ補正機能を備えている。例えば、シャッターレリーズボタンの押下による撮像素子３０の振れを手振れ検出手段８０、たとえば、ジャイロセンサーが検出すると、該手振れ検出手段８０からの信号が制御回路５０に入力され、該制御回路５０にて前記振れによる画像の振れを補償するための振れ補正角が算出される。第３レンズ群Ｇｐ３の正部分群Ｇｐ３２を、前記算出された振れ補正角に基づく位置とするべく、ドライバ回路９０を介して駆動部９１を動作させて、前記正部分群Ｇｐ３２を光軸に垂直な方向に移動させる。前記正部分群Ｇｐ３２の位置はセンサ９２によって検出されており、該センサ９２によって得られた前記正部分群Ｇｐ３２の位置情報は制御回路５０に入力されて、ドライバ回路９０へ指令信号を送出する際に参照される。

上記した撮像装置１０は、具体的製品としては、各種の形態を採りうる。例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラが組み込まれた携帯電話、カメラが組み込まれたＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等々のデジタル入出力機器のカメラ部等として、広く適用することができる。

本発明ズームレンズの第１の参考実施形態のレンズ構成を示す図である。第３レンズ群中の負部分群及び正部分群に使用する非球面形状の特徴を示す図である。図４乃至図６と共に本発明ズームレンズの第１の参考実施形態に具体的数値を適用した参考数値実施例１の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を示すものである。中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差及を示すものである。望遠端において手ブレ補正角０．５°のときの横収差を示す図である。本発明ズームレンズの第２の参考実施形態のレンズ構成を示す図である。図９乃至図１１と共に本発明ズームレンズの第２の参考実施形態に具体的数値を適用した参考数値実施例２の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を示すものである。中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差及を示すものである。望遠端において手ブレ補正角０．５°のときの横収差を示す図である。本発明ズームレンズの第３の参考実施形態のレンズ構成を示す図である。図１４乃至図１６と共に本発明ズームレンズの第３の参考実施形態に具体的数値を適用した参考数値実施例３の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を示すものである。中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差及を示すものである。望遠端において手ブレ補正角０．５°のときの横収差を示す図である。本発明ズームレンズの第４の参考実施形態のレンズ構成を示す図である。図１９乃至図２１と共に本発明ズームレンズの第４の参考実施形態に具体的数値を適用した参考数値実施例４の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を示すものである。中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差及を示すものである。望遠端において手ブレ補正角０．５°のときの横収差を示す図である。本発明ズームレンズの第５の参考実施形態のレンズ構成を示す図である。図２４乃至図２６と共に本発明ズームレンズの第５の参考実施形態に具体的数値を適用した参考数値実施例５の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を示すものである。中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差及を示すものである。望遠端において手ブレ補正角０．５°のときの横収差を示す図である。本発明ズームレンズの第６の参考実施形態のレンズ構成を示す図である。図２９乃至図３１と共に本発明ズームレンズの第６の参考実施形態に具体的数値を適用した参考数値実施例６の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を示すものである。中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差及を示すものである。望遠端において手ブレ補正角０．５°のときの横収差を示す図である。本発明ズームレンズの第７の参考実施形態のレンズ構成を示す図である。図３４乃至図３６と共に本発明ズームレンズの第７の参考実施形態に具体的数値を適用した参考数値実施例７の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を示すものである。中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差及を示すものである。望遠端において手ブレ補正角０．５°のときの横収差を示す図である。本発明撮像装置の実施の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１…ズームレンズ、２…ズームレンズ、３…ズームレンズ、４…ズームレンズ、５…ズームレンズ、６…ズームレンズ、７…ズームレンズ、Ｇｐ１…第１レンズ群、Ｇｐ１１…アフォーカルに近い部分系、Ｇｐ２…第２レンズ群、Ｇｐ３…第３レンズ群、Ｇｐ３１…負部分群、Ｇｐ３２…正部分群、Ｇｐ４…第４レンズ群、Ａ…負部分群の非球面、Ｂ…正部分群の非球面、１０…撮像装置、２０…ズームレンズ、３０…撮像素子、５０…制御回路（手振れ制御部）、８０…手振れ検出手段（手振れ検出部）、９１…駆動部（手振れ駆動部）

Claims

物体側より順に位置した、常時固定で正の屈折力を有する第１レンズ群と、光軸方向に移動して主に変倍を行う負の屈折力を有する第２レンズ群と、ズーミングとフォーカシングに際して固定で正の屈折力を有する第３レンズ群と、光軸方向に移動して変倍に伴う像面位置の変動の補正とフォーカシングを行う正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、
前記第３レンズ群は、常時固定で負の屈折力を有する負部分群と、光軸に垂直な方向に移動可能で光軸のブレによる像の移動を補正できる正の屈折力を有する正部分群とからなり、
前記負部分群は、物体側より順に位置した両凹レンズ、両凸レンズ及び像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなり、最も像側の面が非球面であり、
前記正部分群は凸レンズと凹レンズの２枚からなると共に少なくとも１面が非球面で構成され、
前記正部分群が前記負部分群と光軸を共有している基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記負部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がオーバー側に傾くように前記負部分群の前記非球面の形状設定がなされ、また前記基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記正部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がアンダー側に傾くように前記正部分群の前記非球面の形状設定がなされている
ことを特徴とするズームレンズ。
物体側より順に位置した、常時固定で正の屈折力を有する第１レンズ群と、光軸方向に移動して主に変倍を行う負の屈折力を有する第２レンズ群と、ズーミングとフォーカシングに際して固定で正の屈折力を有する第３レンズ群と、光軸方向に移動して変倍に伴う像面位置の変動の補正とフォーカシングを行う正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、
前記第３レンズ群は、常時固定で負の屈折力を有する負部分群と、光軸に垂直な方向に移動可能で光軸のブレによる像の移動を補正できる正の屈折力を有する正部分群とからなり、
前記負部分群は少なくとも両凹レンズと両凸レンズとを有すると共に少なくとも１面が非球面で構成され、
前記正部分群は、物体側より順に位置した両凸レンズと凹レンズとの接合レンズからなり、最も物体側の面が非球面であり、
前記正部分群が前記負部分群と光軸を共有している基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記負部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がオーバー側に傾くように前記負部分群の前記非球面の形状設定がなされ、また前記基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記正部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がアンダー側に傾くように前記正部分群の前記非球面の形状設定がなされている
ことを特徴とするズームレンズ。
下記条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のズームレンズ。
（１）−２＜ＳＡＢ・ＦＮ^２・ｆｗ／ｆ３２＜ −０．１
（２）−０．９＜ＳＡＡ／ＳＡＢ＜ −０．００３
但し、
ｆｗ：レンズ全系の広角端での焦点距離
ＦＮ：レンズ全系の広角端での開放Ｆナンバー
ＳＡＡ：第３レンズ群中に配置される負部分群の非球面をその近軸球面に置き換えたときの広角端での開放Ｆナンバーにおけるレンズ全系の球面収差量の値
ＳＡＢ：第３レンズ群中に配置される正部分群の非球面をその近軸球面に置き換えたときの広角端での開放Ｆナンバーにおけるレンズ全系の球面収差量の値
ｆ３２：第３レンズ群中に配置される正部分群の焦点距離
とする。
下記条件式（３）及び（４）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のズームレンズ。
（３）│Ｓ２／ｆ３１│ ≦ ０．１５
（４）Ｓ２／ｆ３２ ≦ ０．２
但し、
ｆ３１：第３レンズ群中に配置される負部分群の焦点距離
Ｓ２：望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群との間の空気間隔
とする。
前記第１レンズ群は、物体側より順に位置した１枚の凹レンズ及び少なくとも２枚の凸レンズを有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のズームレンズ。
前記第１レンズ群は、物体側より順に位置した凹レンズと凸レンズによるアフォーカル系に近い部分系及び１枚の凹レンズと少なくとも２枚の凸レンズを有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群は、物体側より順に位置した２枚の凹レンズと１枚の凸レンズを有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のズームレンズ。
前記第４レンズ群は、１枚の凹レンズと２枚の凸レンズを有し、少なくとも１面が非球面である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のズームレンズ。
前記第４レンズ群は、物体側より順に位置した凸レンズ及び凹レンズと凸レンズとの接合レンズからなる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のズームレンズ。
前記第４レンズ群は、物体側より順に位置した凹レンズと凸レンズとの接合レンズ及び凸レンズからなる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のズームレンズ。
前記第４レンズ群は、物体側より順に位置した凹レンズと凸レンズの２枚からなる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のズームレンズ。
ズームレンズと、前記ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、物体側より順に位置した、常時固定で正の屈折力を有する第１レンズ群と、光軸方向に移動して主に変倍を行う負の屈折力を有する第２レンズ群と、ズーミングとフォーカシングに際して固定で正の屈折力を有する第３レンズ群と、光軸方向に移動して変倍に伴う像面位置の変動の補正とフォーカシングを行う正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、
前記第３レンズ群は、常時固定で負の屈折力を有する負部分群と、光軸に垂直な方向に移動可能で光軸のブレによる像の移動を補正できる正の屈折力を有する正部分群とからなり、
前記負部分群は、物体側より順に位置した両凹レンズ、両凸レンズ及び像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなり、最も像側の面が非球面であり、
前記正部分群は凸レンズと凹レンズの２枚からなると共に少なくとも１面が非球面で構成され、
前記正部分群が前記負部分群と光軸を共有している基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記負部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がオーバー側に傾くように前記負部分群の前記非球面の形状設定がなされ、また前記基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記正部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がアンダー側に傾くように前記正部分群の前記非球面の形状設定がなされている
ことを特徴とする撮像装置。
ズームレンズと、前記ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、物体側より順に位置した、常時固定で正の屈折力を有する第１レンズ群と、光軸方向に移動して主に変倍を行う負の屈折力を有する第２レンズ群と、ズーミングとフォーカシングに際して固定で正の屈折力を有する第３レンズ群と、光軸方向に移動して変倍に伴う像面位置の変動の補正とフォーカシングを行う正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、
前記第３レンズ群は、常時固定で負の屈折力を有する負部分群と、光軸に垂直な方向に移動可能で光軸のブレによる像の移動を補正できる正の屈折力を有する正部分群とからなり、
前記負部分群は少なくとも両凹レンズと両凸レンズとを有すると共に少なくとも１面が非球面で構成され、
前記正部分群は、物体側より順に位置した両凸レンズと凹レンズとの接合レンズからなり、最も物体側の面が非球面であり、
前記正部分群が前記負部分群と光軸を共有している基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記負部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がオーバー側に傾くように前記負部分群の前記非球面の形状設定がなされ、また前記基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記正部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がアンダー側に傾くように前記正部分群の前記非球面の形状設定がなされている
ことを特徴とする撮像装置。
下記条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の撮像装置。
（１）−２＜ＳＡＢ・ＦＮ^２・ｆｗ／ｆ３２＜ −０．１
（２）−０．９＜ＳＡＡ／ＳＡＢ＜ −０．００３
但し、
ｆｗ：レンズ全系の広角端での焦点距離
ＦＮ：レンズ全系の広角端での開放Ｆナンバー
ＳＡＡ：第３レンズ群中に配置される負部分群の非球面をその近軸球面に置き換えたときの広角端での開放Ｆナンバーにおけるレンズ全系の球面収差量の値
ＳＡＢ：第３レンズ群中に配置される正部分群の非球面をその近軸球面に置き換えたときの広角端での開放Ｆナンバーにおけるレンズ全系の球面収差量の値
ｆ３２：第３レンズ群中に配置される正部分群の焦点距離
とする。
下記条件式（３）及び（４）を満足することを特徴とする請求項１２乃至請求項１４に記載の撮像装置。
（３）│Ｓ２／ｆ３１│ ≦ ０．１５
（４）Ｓ２／ｆ３２ ≦ ０．２
但し、
ｆ３１：第３レンズ群中に配置される負部分群の焦点距離
Ｓ２：望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群との間の空気間隔
とする。
前記撮像素子の振れを検出する手振れ検出部と、前記手振れ検出部によって検出した撮像素子の振れによる画像振れを補正するための振れ補正角を算出し、前記ズームレンズにおける第３レンズ群中の正部分群を前記振れ補正角に対応した量だけ光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせるための補正信号を送出する手振れ制御部と、前記補正信号に基づいて前記正部分群を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせる手振れ駆動部とを備えた
ことを特徴とする請求項１２乃至請求項１５のいずれかに記載の撮像装置。