JP5664469B2 - 大口径変倍光学系および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、変倍光学系に関し、特に、大口径な変倍光学系に関する。そして、本発明は、この大口径変倍光学系を備えた撮像装置に関する。

大口径な変倍光学系は、比較的古くから開発されており、様々なタイプが提案されている。典型的には、例えば、特許文献１ないし特許文献３に開示の変倍光学系（ズームレンズ）がある。

この特許文献１に開示ズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを備え、前記第４レンズ群は、正の屈折力を有する前群と正の屈折力を有する後群とを有し、広角端から望遠端への変倍時には、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔並びに前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔は非線形に変化するズームレンズであって、前記第４レンズ群の前群を光軸とほぼ直交する方向に移動させて防振するための変位手段を備えている。

前記特許文献２に開示のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力の第１群、変倍用の負の屈折力の第２群、変倍に伴い変動する像面を補正するための正の屈折力の第３群、そして、固定の正の屈折力の第４群の４つのレンズ群を有し、該第１群は、正の屈折力の第１１群と光軸上移動させて焦点合わせを行う負の屈折力の第１２群を有しており、該第１２群は、像面側に凸面を向けた正レンズ１２Ｐと両レンズ面が凹面の負レンズ１２Ｎを有している。

前記特許文献３に開示の大口径比内焦式望遠ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを備え、前記第２レンズ群Ｇ２および前記第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って移動させて変倍を行う望遠ズームレンズにおいて、前記第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群Ｇ１Ｆと、該前群Ｇ１Ｆよりも強い正の屈折力を有する後群Ｇ１Ｒとから構成され、前記第１レンズ群Ｇ１中の前記後群Ｇ１Ｒは、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス負レンズと、正レンズ成分とから構成され、前記第１レンズ群Ｇ１中の前記後群Ｇ１Ｒを光軸に沿って移動させて合焦を行い、前記第１レンズ群Ｇ１中の前記前群Ｇ１Ｆの焦点距離をｆ１Ｆとし、前記第１レンズ群Ｇ１中の前記後群Ｇ１Ｒの焦点距離をｆ１Ｒとし、無限遠物体合焦状態における前記前群Ｇ１Ｆの最も像側の面と前記後群Ｇ１Ｒの最も物体側の面との間の光軸に沿った距離をＤ１としたとき、０．００５＜ｆ１Ｒ／（ｆ１Ｆ・Ｄ１）＜０．０５５の条件を満足するものである。

このような典型的な変倍光学系（ズームレンズ）は、正負正正の４群構成であって、変倍時には、第１群および第４群が固定とされ、合焦時には、第１群や第１群を分割した像側群（例えば前記第１２群）が光軸方向に移動され、合焦が行われている。

特開平０２−２４４１１０号公報 特開平０７−０９２４３１号公報 特開２０００−０１９３９８号公報

ところで、近年、カメラ（撮像装置）は、いわゆる銀塩カメラではなく、デジタルカメラが一般的となってきており、さらにオートフォーカスによる静止画撮影だけではなく、動画撮影等も可能となってきている。この動画撮影では、画像だけではなく音声等の音も同時に記録されることが通常である。このため、カメラや撮像レンズ（撮像光学系）で生じる作動音等の音を極力抑えることが要請されている。撮像レンズで生じる音は、一般に、合焦動作の際や手振れ補正動作の際に用いられるアクチュエーターの作動音であり、このアクチュエーターの作動音の静穏化を図る必要がある。アクチュエーターの作動音を低減することによって静穏化を図るためには、アクチュエーターの負荷を小さくすることが重要であり、合焦の際に移動する光学系の軽量化が求められる。

さらに、動画撮影の場合には、合焦の高速性も求められており、これに対応するためにも、やはり、合焦の際に移動する光学系の軽量化が求められる。

上記特許文献１ないし特許文献３に開示のズームレンズでは、合焦の際に移動する光学系が複数枚のレンズで構成されており、したがって、上記特許文献１ないし特許文献３に開示のズームレンズは、上記観点から不充分であった。

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、合焦の際に移動する光学系をより軽量化した大口径変倍光学系およびこの大口径変倍光学系を備える撮像装置を提供することである。

本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下のような構成を有する変倍光学系および撮像装置を提供するものである。なお、以下の説明において使用されている用語は、本明細書においては、次の通り定義されているものとする。
（ａ）屈折率は、ｄ線の波長（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率である。
（ｂ）アッベ数は、ｄ線、Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．２８ｎｍ）に対する屈折率を各々ｎｄ、ｎＦ、ｎＣ、アッベ数をνｄとした場合に、
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）
の定義式で求められるアッベ数νｄをいうものとする。
（ｃ）レンズについて、「凹」、「凸」または「メニスカス」という表記を用いた場合、これらは光軸近傍（レンズの中心付近）でのレンズ形状を表しているものとする。
（ｄ）接合レンズを構成している各単レンズにおける屈折力（光学的パワー、焦点距離の逆数）の表記は、単レンズのレンズ面の両側が空気である場合におけるパワーである。
（ｅ）複合型非球面レンズに用いる樹脂材料は、基板ガラス材料の付加的機能しかないため、単独の光学部材として扱わず、基板ガラス材料が非球面を有する場合と同等の扱いとし、レンズ枚数も１枚として取り扱うものとする。そして、レンズ屈折率も基板となっているガラス材料の屈折率とする。複合型非球面レンズは、基板となるガラス材料の上に薄い樹脂材料を塗布して非球面形状としたレンズである。

本発明の一態様にかかる大口径変倍光学系は、物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する最も像面側に配置される最終レンズ群とを備え、前記第３レンズ群は、負の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する後群とから成り、前記第３レンズ群の前群は、単レンズから構成され、前記単レンズは、下記（２）の条件式を満たし、広角端から望遠端への変倍時に、前記最終レンズ群は、固定であって、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記前群および前記後群は、それぞれ独立に移動し、少なくとも前記第２レンズ群と第３レンズ群は、像側に移動し、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第３レンズ群の前群を像側に移動することによって合焦し、下記（１）の条件式を満たすことを特徴とする。
−１．２＜ｆ３ｆ／ｆｗ＜−０．６ ・・・（１）
ただし、ｆ３ｆは、第３レンズ群における前群の焦点距離であり、ｆｗは、広角端での全系の焦点距離である。

このような構成の大口径変倍光学系では、この合焦（フォーカシング）の際に移動するレンズ群は、第３レンズ群を２個の負群に分けたその一方であるので、合焦の際に移動するレンズ群の軽量化を図ることができる。そして、合焦時における湾曲の変動も抑制することが可能となる。さらに、上記条件式（１）の値がその上限値を上回る場合には、前記第３レンズ群の前記前群の屈折力（光学的パワー）が強くなり過ぎるため合焦時における球面収差の変動が大きくなって好ましくない。一方、上記条件式（１）の値がその下限値を下回る場合には、前記前群の屈折力が弱くなり過ぎ、結果として合焦時のための移動量が増加してしまい、変倍のための移動量を確保するために、前記第３レンズにおける前記後群の屈折力が強くなって、非点収差の補正が困難となり、好ましくない。

ここで、本発明で言う大口径とは、変倍光学系のＦナンバーが３未満、より具体的には、２^１／２×２以下である場合を言う。

また、上記態様では、変倍光学系であることから、変倍機能を主要観点として、各レンズ群が分けられ、その第３レンズ群が、合焦機能の観点から、前記合焦を行うための前群と残余の後群とに分けられたが、変倍機能および合焦機能の観点から、各レンズ群が分けられてもよい。この場合では、本発明の一態様にかかる大口径変倍光学系は、物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する最も像面側に配置される最終レンズ群とを備え、広角端から望遠端への変倍時に、前記最終レンズ群は、固定であって、少なくとも前記第２ないし第４レンズ群は、像側に移動し、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第３レンズ群を像側に移動することによって合焦し、上記（１）の条件式を満たす。

そして、上述の大口径変倍光学系では、前記第３レンズ群の前群は、単レンズから構成され、前記単レンズは、下記（２）の条件式を満たしている。
０．８５＜（ＣＲ１−ＣＲ２）／（ＣＲ１＋ＣＲ２）＜１．１ ・・・（２）
ただし、ＣＲ１は、前記単レンズにおける物体側の曲率半径であり、ＣＲ２は、前記単レンズにおける像面側の曲率半径である。

このような構成の大口径変倍光学系では、第３レンズ群の前群は、１枚の単レンズから構成されるので、合焦の際に移動するレンズ群の軽量化をより一層図ることができる。そして、上記条件式（２）の値がその上限値を上回る場合には、凹の曲率が大きくなり像側の凹の面で発生する球面収差が大きくなり過ぎてしまい、合焦時の性能変動が大きくなって好ましくない。一方、上記条件式（２）の値がその下限値を下回る場合には、物体側の曲率が大きくなって、歪曲収差の発生が大きくなりその補正が困難となって好ましくない。

また、他の一態様では、これら上述の大口径変倍光学系において、下記（３）の条件式を満たすことを特徴とする。
０．６＜ｆ３ｆ／ｆ３ｒ＜１．２ ・・・（３）
ただし、ｆ３ｆは、第３レンズ群における前群の焦点距離であり、ｆ３ｒは、第３レンズ群における後群の焦点距離である。

上記条件式（３）の値がその上限値を上回る場合には、合焦を行うためのフォーカス群である前群の屈折力が弱くなるため、合焦時の移動量が増大して後群の屈折力が強くなり過ぎるため非点収差の補正が困難となって、好ましくない。一方、上記条件式（３）の値がその下限値を下回る場合には、前群の屈折力が強くなり過ぎるため合焦時の球面収差の変動が大きくなってしまい、近接時の性能劣化が著しくなって、好ましくない。

また、他の一態様では、これら上述の大口径変倍光学系において、下記（４）の条件式を満たすことを特徴とする。
０．８＜ｆ１／ｆ２＜１．５ ・・・（４）
ただし、ｆ１は、第１レンズ群の焦点距離であり、ｆ２は、第２レンズ群の焦点距離である。

上記条件式（４）の値がその上限値を上回る場合には、第２レンズ群の屈折力が強くなり過ぎてしまい、第２レンズ群で発生する球面収差を補正することが困難となって好ましくない。一方、上記条件式（４）の値がその下限値を下回る場合には、第１レンズ群の屈折力が強くなり過ぎてしまい、第１レンズ群での球面収差と色収差とを補正することが困難となって好ましくない。

また、他の一態様では、これら上述の大口径変倍光学系において、下記（５）の条件式を満たすことを特徴とする。
１．７＜ｆ２／ｆｗ＜２．６ ・・・（５）
上記条件式（５）の値がその上限値を上回る場合には、第２レンズ群の屈折力が強くなり過ぎてしまい、第２レンズ群で発生する球面収差を補正することが困難となって好ましくない。

また、他の一態様では、これら上述の大口径変倍光学系において、下記（６）の条件式を満たすことを特徴とする。
１．１＜β２ｔ／β２ｗ＜１．３ ・・・（６）
ただし、β２ｔは、望遠端での第２レンズ群の横倍率であり、β２ｗは、広角端での第２レンズ群の横倍率である。

典型的な正負正正の４成分構成のズームタイプでは、変倍は、主に第２レンズ群の負で行うが、本発明では、正正負正の４成分構成であって、正の第２レンズ群も若干の変倍を負担させており、この構成によって負の第３レンズ群の変倍負担量を低減できる。そして、上記条件式（６）の値がその上限値を上回る場合には、第２レンズ群での変倍が強くなり過ぎてしまい、第２レンズ群で発生する変倍時における湾曲の変動を抑えることが困難となって好ましくない。一方、上記条件式（６）の値がその下限値を下回る場合には、第３レンズ群での変倍負担が強くなって負群の屈折力が強くなるため、合焦時の湾曲変動を補正することが困難となって、好ましくない。

また、他の一態様では、これら上述の大口径変倍光学系において、前記最終レンズ群における最も像面側に配置される最像面側レンズは、物体側に凸の正単レンズから構成され、下記（７）の条件式を満たすことを特徴とする。
１．３＜ｆｒｒ／ｆｗ＜１．８ ・・・（７）
ただし、ｆｒｒは、最終レンズ群における最像面側レンズの焦点距離である。

上記条件式（７）の値がその上限値を上回る場合には、最像面側の正レンズの屈折力が弱くなるため、テレセントリック性を確保するためにはレンズバックを長くとる必要がある、この結果、第３レンズ群の負レンズの屈折力の増大になって、第２レンズ群で発生する変倍時における湾曲の変動を抑えることができなくなって好ましくない。

特に、固体撮像素子を用いた撮像装置に、本大口径変倍光学系を用いる場合には、効果的である。このような撮像装置には、固体撮像素子の集光効率を向上させるために、固体撮像素子の各画素には、その前面にマイクロレンズがそれぞれ配置されることが多い。このマイクロレンズでは、通常、一定の瞳位置から光束が入射されないと画素への入射がケラれたり、隣接する画素へ入射してしまう等の不都合が生じる。そこで、固体撮像素子を用いた撮像装置では、所定のテレセントリック性が光学系に求められている。したがって、本態様の大口径変倍光学系は、好適に用いられ、上記条件式（７）を満たすことで、小型化も達成することが可能となる。

また、他の一態様では、これら上述の大口径変倍光学系において、前記最終レンズ群は、絞りより像側が正の屈折力を有するＡ群と、負の屈折力を有するＢ群と、正の屈折力を有するＣ群からなり、前記Ｂ群を光軸に対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正を行い、下記（８）の条件式を満たすことを特徴とする。
−０．８＜ｆｒｂ／ｆｒｃ＜−０．３５ ・・・（８）
ただし、ｆｒｂは、最終レンズ群におけるＢ群の焦点距離であり、ｆｒｃは、最終レンズ群におけるＣ群の焦点距離である。

一般に、手振れ補正を行うレンズ群に望まれる条件は、光学的には光軸方向に変動させた際に結像性能の劣化が少ないこと、および、鏡筒構成上では移動量が少なく軽量であることである。そして、鏡筒構成上の軽量化には、レンズ枚数を少なくすること、および、レンズ外径を抑えることが重要となる。上記構成では、最終レンズ群の絞りより像側を３個の群に分け、その間に位置するＢ群を手振れ補正用のレンズ群とすることによって上記条件を満たすことが可能となる。

そして、上記条件式（８）の値がその上限値を上回る場合には、Ｂ群の屈折力が強くなり過ぎるため、手振れ補正の際に性能劣化が大きくなって好ましくない。一方、上記条件式（８）の値がその下限値を下回る場合には、Ｃ群の屈折力が強くなりすぎＣ群中で発生するコマ収差が強くなって、その補正が困難となり、好ましくない。

また、他の一態様では、これら上述の大口径変倍光学系において、前記最終レンズ群のＢ群は、物体側から正レンズと負レンズの２枚のレンズから成ることを特徴とする。

軽量化の観点では手振れ補正を行うＢ群は、１枚の単レンズで構成することが望ましい。しかしながら、望遠側での画角が１２度程度の変倍光学系では、同一の手振れで発生する角度変化は、より像面側でその変動が大きい。このため、手振れを補正するべく、手振れ補正を行う手振れ補正用のレンズも大きく移動する必要がある。 この場合において、１枚のレンズでは、色収差やコマの補正が不十分となってしまう場合がある。そのため、本構成のように、手振れ補正用のＢ群が物体側から像側へ順に正レンズと負レンズとの２枚で構成されることにより、手振れ補正を行った際も同様に、色収差の変動とコマ収差の変動とを抑えることが可能となる。

本発明の他の一態様にかかる撮像装置は、これら上述のいずれかの大口径変倍光学系と、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、前記大口径変倍光学系が前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能とされていることを特徴とする。

このような構成の撮像装置は、合焦の際に移動する光学系をより軽量化することができる。したがって、合焦の際に移動する前記光学系を駆動するアクチュエーターの負荷を小さくすることができ、この結果、このような構成の撮像装置は、アクチュエーターの作動音の低減化を図ることができる。

本発明にかかる大口径変倍光学系および撮像措置は、合焦の際に移動する光学系をより軽量化することができる。したがって、このような構成の撮像装置は、アクチュエーターの作動音の低減化を図ることができる。

実施形態における変倍光学系の説明のための、その構成を模式的に示したレンズ断面図である。 主光線の像面入射角の定義を示す模式図である。 実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。 実施例１における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例２における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例３における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例４における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例５における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例６における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例１の変倍光学系における無限遠端の場合の収差図である。 実施例１の変倍光学系における無限遠端の場合の横収差図である。 実施例１の変倍光学系における最近接端の場合の収差図である。 実施例１の変倍光学系における最近接端の場合の横収差図である。 実施例２の変倍光学系における無限遠端の場合の収差図である。 実施例２の変倍光学系における無限遠端の場合の横収差図である。 実施例２の変倍光学系における最近接端の場合の収差図である。 実施例２の変倍光学系における最近接端の場合の横収差図である。 実施例３の変倍光学系における無限遠端の場合の収差図である。 実施例３の変倍光学系における無限遠端の場合の横収差図である。 実施例３の変倍光学系における最近接端の場合の収差図である。 実施例３の変倍光学系における最近接端の場合の横収差図である。 実施例４の変倍光学系における無限遠端の場合の収差図である。 実施例４の変倍光学系における無限遠端の場合の横収差図である。 実施例４の変倍光学系における最近接端の場合の収差図である。 実施例４の変倍光学系における最近接端の場合の横収差図である。 実施例５の変倍光学系における無限遠端の場合の収差図である。 実施例５の変倍光学系における無限遠端の場合の横収差図である。 実施例５の変倍光学系における最近接端の場合の収差図である。 実施例５の変倍光学系における最近接端の場合の横収差図である。 実施例６の変倍光学系における無限遠端の場合の収差図である。 実施例６の変倍光学系における無限遠端の場合の横収差図である。 実施例６の変倍光学系における最近接端の場合の収差図である。 実施例６の変倍光学系における最近接端の場合の横収差図である。

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。また、接合レンズにおけるレンズ枚数は、接合レンズ全体で１枚ではなく、接合レンズを構成する単レンズの枚数で表すこととする。

＜実施の一形態の大口径変倍光学系の説明＞
図１は、実施形態における大口径変倍光学系の説明のための、その構成を模式的に示したレンズ断面図である。図１（Ａ）は、広角端（ＷＩＤＥ）の場合を示し、図１（Ｂ）は、望遠端（ＴＥＬＥ）の場合を示している。図２は、主光線の像面入射角の定義を示す模式図である。なお、以下において、主光線の像面入射角は、図２に示すように、撮像面への入射光線のうち最大画角の主光線の、像面に立てた垂線に対する角度（ｄｅｇ、度）αであり、像面入射角αは、射出瞳位置が像面より物体側にある場合の主光線角度を正方向とする。

図１において、この大口径変倍光学系１は、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子１７の受光面（像面）上に、物体（被写体）の光学像を形成するものであって、物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群１１と、正の屈折力を有する第２レンズ群１２と、負の屈折力を有する第３レンズ群１３と、正の屈折力を有する第４レンズ群１４とからなる。なお、図１で例示した変倍光学系１は、後述する実施例１の大口径変倍光学系１Ａ（図４）と同じ構成である。

より詳細には、図１に示す例では、第１レンズ群１１は、物体側より像側へ順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ１１１と、両凸の正レンズ１１２と、物体側に凸の正メニスカスレンズ１１３とから構成されてなる。

第２レンズ群１２は、広角端から望遠端への変倍において単調に増加するように物体側から像側へ移動し、物体側より像側へ順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ１２１と、両凸の正レンズ１２２とから構成されてなる。

第３レンズ群１３は、広角端から望遠端への変倍において単調に増加するように物体側から像側へ移動し、物体側より像側へ順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ１３１と、両凹の負レンズ１３２と、両凸の正レンズ１３３と、両凹の負レンズ１３４とから構成されてなる。第３レンズ群１３は、さらに、前群１３ｆｒおよび後群１３ｂａの２群に分けられており、前記負メニスカスレンズ１３１は、前群１３ｆｒを構成し、両凹の負レンズ１３２、両凸の正レンズ１３３および両凹の負レンズ１３４は、後群１３ｂａを構成している。すなわち、第３レンズ群１３の前群１３ｆｒは、単レンズ１３１で構成されてなる。そして、合焦は、この第３レンズ群１３の前群１３ｆｒ（単レンズ１３１）を光軸方向に沿って移動させることによって行われる。より具体的には、第３レンズ群１３の前群１３ｆｒ（単レンズ１３１）は、無限遠物体から近距離物体への合焦時に像側に移動し、これによって合焦が行われる。そして、負レンズ１３２と正レンズ１３３とは、接合レンズである。

なお、本実施例では前群１３ｆｒと後群１３ｂａの間隔は、変倍の際に変化しているが、変化しなくてもよい。変倍の際に変化することによって変倍の際における湾曲変動を補正することが可能となる。また、鏡筒の構成として、前群１３ｆｒは、合焦用のレンズ群であり、アクチュエーターで駆動することを前提とすれば、本実施例のように前群１３ｆｒと後群１３ｂａの間隔を変倍の際に変化させることは、鏡筒の構成上、鏡筒に負荷を与えない。

第４レンズ群１４は、変倍において固定され、物体側より像側へ順に、両凸の正レンズ１４１と、像側に凸の負メニスカスレンズ１４２と、両凸の正レンズ１４３と、物体側に凸の負メニスカスレンズ１４４と、物体側に凸の正メニスカスレンズ１４５と、両凸の正レンズ１４６と、両凹の負レンズ１４７と、両凸の正レンズ１４８と、像側に凸の正メニスカスレンズ１４９と、像側に凸の負メニスカスレンズ１４ａと、物体側に凸の正メニスカスレンズ１４ｂとから構成されてなる。正レンズ１４１と負メニスカスレンズ１４２とは、接合レンズであり、負メニスカスレンズ１４４と正メニスカスレンズ１４５とは、接合レンズであり、正レンズ１４６と負レンズ１４７とは、接合レンズであり、そして、正メニスカスレンズ１４９と負メニスカスレンズ１４ａとは、接合レンズである。

そして、この大口径変倍光学系１には、光学絞り１５が第４レンズ群１４内に配置されている。より具体的には、光学絞り１５は、レンズ１４３とレンズ１４４との間に配置されている。光学絞り１５は、開口絞りであってよく、また、メカニカルシャッタであってもよい。

また、図１に示す例では、第４レンズ群１４は、手振れ補正を行うためのレンズ群を含んでいる。より具体的には、この第５レンズ群１４の絞り１５より像側において、負メニスカスレンズ１４４と正メニスカスレンズ１４５とは、正の屈折力を有するＡ群を構成し、正レンズ１４６と負レンズ１４７とは、負の屈折力を有するＢ群を構成し、正レンズ１４８と、正メニスカスレンズ１４９と、負メニスカスレンズ１４ａと、正メニスカスレンズ１４ｂとは、正の屈折力を有するＣ群を構成し、前記Ｂ群を光軸ＡＸに対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正が行われる。

手振れ補正は、例えば、振動ジャイロと呼ばれるセンサによって手振れを検出し、所定の移動機構によってこの負のＢ群を、前記検出した手振れを打ち消すように前記検出した手振れの手振れ量に応じて光軸に直交する方向にシフトすることによって行われる。このような光学系シフト式の手振れ補正は、例えば、特開２００７−１５０９９６号公報および特開２０１０−１３６２６９号公報等に開示されている。

さらに、この大口径変倍光学系１の像側には、フィルタ１６や撮像素子１７が配置される。フィルタ１６は、平行平板状の光学素子であり、各種光学フィルタや、撮像素子のカバーガラス等を模式的に表したものである。使用用途、撮像素子、カメラの構成等に応じて、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ等の光学フィルタを適宜に配置することが可能である。撮像素子１７は、この大口径変倍光学系１によって結像された被写体の光学像における光量に応じてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各成分の画像信号に光電変換して所定の画像処理回路（不図示）へ出力する素子である。これらによって物体側の被写体の光学像が、大口径変倍光学系１によりその光軸ＡＸに沿って適宜な変倍比で撮像素子１７の受光面まで導かれ、撮像素子１７によって前記被写体の光学像が撮像される。

そして、この大口径変倍光学系１において、第３レンズ群１３における前群の焦点距離をｆ３ｆとし、広角端での全系（大口径変倍光学系１）の焦点距離をｆｗとする場合に、下記条件式（１）を満たしている。
−１．２＜ｆ３ｆ／ｆｗ＜−０．６ ・・・（１）
このような構成の大口径変倍光学系１では、合焦（フォーカシング）の際に移動する合焦用のレンズ群は、第３レンズ群１３を２個の負群１３ｆｒ、１３ｂａに分けたその一方の前群１３ｆｒであるので、合焦の際に移動する合焦用のレンズ群の軽量化を図ることができる。そして、合焦時における湾曲の変動も抑制することが可能となる。

そして、上記条件式（１）は、合焦の際における収差変動を抑制するべく、第３レンズ群１３の前記前群の屈折力を規定するものである。上記条件式（１）の値がその上限値を上回る場合には、第３レンズ群１３の前記前群の屈折力が強くなり過ぎるため合焦時における球面収差の変動が大きくなって好ましくない。一方、上記条件式（１）の値がその下限値を下回る場合には、前記前群の屈折力が弱くなり過ぎ、結果として合焦時のための移動量が増加してしまい、変倍のための移動量を確保するために第３レンズ１３における前記後群の屈折力が強くなって、非点収差の補正が困難となり、好ましくない。

また、このような観点から、大口径変倍光学系１は、下記条件式（１Ａ）を満たすことがより好ましい。
−１＜ｆ３ｆ／ｆｗ＜−０．７５ ・・・（１Ａ）
そして、この大口径変倍光学系１では、像側に最も近い位置に配置される最終レンズ群である第４レンズ群における前記Ｂ群は、物体側から正レンズ１４６と負レンズ１４７の２枚のレンズから構成されて成っている。

軽量化の観点では手振れ補正を行う前記Ｂ群は、１枚の単レンズで構成することが望ましい。しかしながら、望遠側での画角が１２度程度の変倍光学系では、同一の手振れによる角度変化によって像面側でその変動が大きい。このため、手振れを補正するべく、手振れ補正を行う手振れ補正用のレンズも大きく移動する必要がある。この場合において、１枚のレンズでは、色収差やコマの補正が不十分となってしまう場合がある。そのため、この大口径変倍光学系１のように、手振れ補正用の前記Ｂ群が物体側から像側へ順に正レンズと負レンズとの２枚で構成されることにより、手振れ補正を行った際も同様に、色収差の変動とコマ収差の変動とを抑えることが可能となる。

また、このような構成の大口径変倍光学系１において、第３レンズ群１３の前群は、単レンズから構成され、前記単レンズにおける物体側の曲率半径をＣＲ１とし、前記単レンズにおける像面側の曲率半径をＣＲ２とする場合に、下記（２）の条件式を満たすことが好ましい。
０．８５＜（ＣＲ１−ＣＲ２）／（ＣＲ１＋ＣＲ２）＜１．１ ・・・（２）
このような構成の大口径変倍光学系１では、第３レンズ群１３の前群は、１枚の単レンズから構成されるので、合焦の際に移動するレンズ群の軽量化をより一層図ることができる。前記後群は、像側に凹の曲率を大きくすることで非点収差の発生を抑えている。そして、上記条件式（２）は、合焦の際における収差変動を抑制するべく、第３レンズ群１３の前記単レンズの形状を規定するものである。上記条件式（２）の値がその上限値を上回る場合には、凹の曲率が大きくなり像側の凹の面で発生する球面収差が大きくなり過ぎてしまい、合焦時の性能変動が大きくなって好ましくない。一方、上記条件式（２）の値がその下限値を下回る場合には、物体側の曲率が大きくなって、歪曲収差の発生が大きくなりその補正が困難となって好ましくない。

また、このような観点から、大口径変倍光学系１は、下記条件式（２Ａ）を満たすことがより好ましい。
０．９５＜（ＣＲ１−ＣＲ２）／（ＣＲ１＋ＣＲ２）＜１．０３ ・・・（２Ａ）
また、このような構成の大口径変倍光学系１において、第３レンズ群１３における前記前群の焦点距離をｆ３ｆとし、第３レンズ群１３における前記後群の焦点距離を１３ｒとする場合に、下記（３）の条件式を満たすことが好ましい。
０．６＜ｆ３ｆ／ｆ３ｒ＜１．２ ・・・（３）
上記条件式（３）は、収差の少ない良好な光学性能を得るべく、第３レンズ群１３における前群の屈折力と後群の屈折力とを適正に配分するための条件である。上記条件式（３）の値がその上限値を上回る場合には、合焦を行うためのフォーカス群である前記前群の屈折力が弱くなるため、合焦時の移動量が増大して前記後群の屈折力が強くなり過ぎるため非点収差の補正が困難となって、好ましくない。一方、上記条件式（３）の値がその下限値を下回る場合には、前記前群の屈折力が強くなり過ぎるため合焦時の球面収差の変動が大きくなってしまい、近接時の性能劣化が著しくなって、好ましくない。

また、このような観点から、大口径変倍光学系１は、下記条件式（３Ａ）を満たすことがより好ましい。
０．７５＜ｆ３ｆ／ｆ３ｒ＜０．９５ ・・・（３Ａ）
また、このような構成の大口径変倍光学系１において、第１レンズ群１１の焦点距離をｆ１とし、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とする場合に、下記（４）の条件式を満たすことが好ましい。
０．８＜ｆ１／ｆ２＜１．５ ・・・（４）
本構成では、正正負正の４成分構成であり、上記条件式（４）は、収差の少ない良好な光学性能を得るべく、前記４成分構成の正正の屈折力比（第１レンズ群１１と第２レンズ群１２との屈折力比）を適正に配分するための条件である。上記条件式（４）の値がその上限値を上回る場合には、第２レンズ群１２の屈折力が強くなり過ぎてしまい、第２レンズ群１２で発生する球面収差を補正することが困難となって好ましくない。一方、上記条件式（４）の値がその下限値を下回る場合には、第１レンズ群１１の屈折力が強くなり過ぎてしまい、第１レンズ群１１での球面収差と色収差とを補正することが困難となって好ましくない。

また、このような観点から、大口径変倍光学系１は、下記条件式（４Ａ）を満たすことがより好ましい。
０．９＜ｆ１／ｆ２＜１．２ ・・・（４Ａ）
また、このような構成の大口径変倍光学系１において、下記（５）の条件式を満たすことが好ましい。
１．７＜ｆ２／ｆｗ＜２．６ ・・・（５）
上記条件式（５）は、収差の少ない良好な光学性能を得るべく、第２レンズ群１２の屈折力を規定するものである。上記条件式（５）の値がその上限値を上回る場合には、第２レンズ群１２の屈折力が強くなり過ぎてしまい、第２レンズ群１２で発生する球面収差を補正することが困難となって好ましくない。

また、このような観点から、大口径変倍光学系１は、下記条件式（５Ａ）を満たすことがより好ましい。
２＜ｆ２／ｆｗ＜２．５ ・・・（５Ａ）
また、このような構成の大口径変倍光学系１において、望遠端での第２レンズ群１２の横倍率をβ２ｔとし、広角端での第２レンズ群１２の横倍率をβ２ｗとする場合に、下記（６）の条件式を満たすことが好ましい。
１．１＜β２ｔ／β２ｗ＜１．３ ・・・（６）
典型的な正負正正の４成分構成のズームタイプでは、変倍は、主に第２レンズ群の負で行うが、本実施形態では、正正負正の４成分構成であって、正の第２レンズ群１２も若干の変倍を負担させており、この構成によって負の第３レンズ群１３の変倍負担量を低減できる。そして、上記条件式（６）の値がその上限値を上回る場合には、第２レンズ群での変倍が強くなり過ぎてしまい、第２レンズ群で発生する変倍時における湾曲の変動を抑えることが困難となって好ましくない。一方、上記条件式（６）の値がその下限値を下回る場合には、第３レンズ群での変倍負担が強くなって負群の屈折力が強くなるため、合焦時の湾曲変動を補正することが困難となって、好ましくない。

また、このような観点から、大口径変倍光学系１は、下記条件式（６Ａ）を満たすことがより好ましい。
１．１５＜β２ｔ／β２ｗ＜１．２２ ・・・（６Ａ）
また、このような構成の大口径変倍光学系１において、最終レンズ群（本実施形態では第４レンズ群１４）における最像面側レンズの焦点距離をｆｒｒとする場合に、前記最終レンズ群における最も像面側に配置される最像面側レンズは、物体側に凸の正単レンズから構成されて成り、下記（７）の条件式を満たすことが好ましい。
１．３＜ｆｒｒ／ｆｗ＜１．８ ・・・（７）
上記条件式（７）は、収差の少ない良好な光学性能を得るべく、前記最終レンズ群における前記最像面側レンズの屈折力を規定するものである。上記条件式（７）の値がその上限値を上回る場合には、最像面側の正レンズの屈折力が弱くなるため、テレセントリック性を確保するためにはレンズバックを長くとる必要がある、この結果、第３レンズ群１３の負レンズの屈折力の増大になって、第２レンズ群１２で発生する変倍時における湾曲の変動を抑えることができなくなって好ましくない。

特に、固体撮像素子を用いた撮像装置に、この大口径変倍光学系１を用いる場合には、効果的である。このような撮像装置には、固体撮像素子の集光効率を向上させるために、固体撮像素子の各画素には、その前面にマイクロレンズがそれぞれ配置されることが多い。このマイクロレンズでは、通常、一定の瞳位置から光束が入射されないと画素への入射がケラれたり、隣接する画素へ入射してしまう等の不都合が生じる。そこで、固体撮像素子を用いた撮像装置では、所定のテレセントリック性が光学系に求められている。したがって、本態様の大口径変倍光学系１は、好適に用いられ、上記条件式（７）を満たすことで、小型化も達成することが可能となる。

また、このような観点から、大口径変倍光学系１は、下記条件式（７Ａ）を満たすことがより好ましい。
１．５＜ｆｒｒ／ｆｗ＜１．６７ ・・・（７Ａ）
また、このような構成の大口径変倍光学系１において、最終レンズ群（本実施形態では第４レンズ群１４）における前記Ｂ群の焦点距離をｆｒｂとし、最終レンズ群におけるＣ群の焦点距離をｆｒｃとする場合に、下記（８）の条件式を満たすことが好ましい。
−０．８＜ｆｒｂ／ｆｒｃ＜−０．３５ ・・・（８）
一般に、手振れ補正を行うレンズ群に望まれる条件は、光学的には光軸方向に変動させた際に結像性能の劣化が少ないこと、および、鏡筒構成上では移動量が少なく軽量であることである。そして、鏡筒構成上の軽量化には、レンズ枚数を少なくすること、および、レンズ外径を抑えることが重要となる。本実施形態の大口径変倍光学系１では、最終レンズ群の絞り１５より像側を３個の群に分け、その間に位置するＢ群を手振れ補正用のレンズ群とすることによって上記条件を満たすことが可能となる。

そして、上記条件式（８）は、収差の少ない良好な光学性能を得るべく、前記Ｂ群の屈折力と前記Ｃ群の屈折力とを適正に配分するための条件である。上記条件式（８）の値がその上限値を上回る場合には、Ｂ群の屈折力が強くなり過ぎるため、手振れ補正の際に性能劣化が大きくなって好ましくない。一方、上記条件式（８）の値がその下限値を下回る場合には、Ｃ群の屈折力が強くなりすぎＣ群中で発生するコマ収差が強くなって、その補正が困難となり、好ましくない。

また、このような観点から、大口径変倍光学系１は、下記条件式（８Ａ）を満たすことがより好ましい。
−０．７４＜ｆｒｂ／ｆｒｃ＜−０．４ ・・・（８Ａ）
また、このような構成の大口径変倍光学系１において、可動する各レンズ群やシャッター（不図示）等の駆動には、カムやステッピングモータ等が用いられても良いし、あるいは、圧電アクチュエーターが用いられても良い。圧電アクチュエーターを用いる場合では、駆動装置の体積および消費電力の増加を抑制しつつ、各群を独立に駆動させることも可能で、撮像装置の更なるコンパクト化を図ることができる。

また、このような構成の大口径変倍光学系１において、各レンズ群１１〜１４の各レンズ１１１〜１４ｂは、ガラスレンズであっても樹脂材料製レンズであってもよい。また、大口径変倍光学系１は、ガラスレンズおよび樹脂材料製レンズの両者を含むものであってもよい。特に、可動する第３レンズ群１３の単レンズ１３１は、軽量化の観点から、樹脂材料製レンズであることが好ましい。このように軽量化を図ることによって、動画撮影の際に、動きのある被写体に対し、合焦をより適切に追随させることが可能となる。また、特に、可動する、第４レンズ群１４の前記Ｂ群は、軽量化の観点から、樹脂材料製レンズであることが好ましい。

また、この樹脂材料製レンズを用いる場合では、樹脂材料（プラスチック）中に最大長が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したレンズであることが好ましい。

一般に透明な樹脂材料に微粒子を混合させると、光が散乱し透過率が低下するので、光学材料として使用することが困難であったが、微粒子の大きさを透過光束の波長よりも小さくすることによって、光は、実質的に散乱しない。そして、樹脂材料は、温度上昇に伴って屈折率が低下してしまうが、無機粒子は、逆に、温度上昇に伴って屈折率が上昇する。このため、このような温度依存性を利用して互いに打ち消し合うように作用させることで、温度変化に対して屈折率変化がほとんど生じないようにすることができる。より具体的には、母材となる樹脂材料に最大長で３０ナノメートル以下の無機微粒子を分散させることによって、屈折率の温度依存性を低減した樹脂材料となる。例えば、アクリルに酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）の微粒子を分散させる。このような構成の反射屈折光学系１において、少なくとも１枚のレンズに、このような無機微粒子を分散させたプラスチック材料製レンズを用いることによって、反射屈折光学系１の環境温度変化に伴うバックフォーカスのずれを小さく抑えることが可能となる。

このような無機微粒子を分散させたプラスチック材料製レンズは、以下のように成形されることが好ましい。

屈折率の温度変化について説明すると、屈折率の温度変化ｎ（Ｔ）は、ローレンツ・ローレンツの式に基づいて、屈折率ｎを温度Ｔで微分することによって式Ｆで表される。
ｎ（Ｔ）＝（（ｎ^２＋２）×（ｎ^２−１））／６ｎ×（−３α＋（１／［Ｒ］）×（∂［Ｒ］／∂Ｔ）） ・・・（Ｆ）
ただし、αは、線膨張係数であり、［Ｒ］は、分子屈折である。

樹脂材料の場合では、一般に、屈折率の温度依存性に対する寄与は、式Ｆ中の第１項に較べて第２項が小さく、ほぼ無視することができる。例えば、ＰＭＭＡ樹脂の場合では、線膨張係数αは、７×１０^−５であって、式１０に代入すると、ｎ（Ｔ）＝−１２×１０^−５（／℃）となり、実測値と略一致する。

具体的には、従来は、−１２×１０^−５［／℃］程度であった屈折率の温度変化ｎ（Ｔ）を、絶対値で８×１０^−５［／℃］未満に抑えることが好ましい。さらに好ましくは、絶対値で６×１０^−５［／℃］未満にすることである。

よって、このような樹脂材料としては、ポリオレフィン系の樹脂材料やポリカーボネイト系の樹脂材料やポリエステル系の樹脂材料が好ましい。ポリオレフィン系の樹脂材料では、屈折率の温度変化ｎ（Ｔ）は、約−１１×１０^−５（／℃）となり、ポリカーボネイト系の樹脂材料では、屈折率の温度変化ｎ（Ｔ）は、約−１４×１０^−５（／℃）となり、そして、ポリエステル系の樹脂材料では、屈折率の温度変化ｎ（Ｔ）は、約−１３×１０^−５（／℃）となる。

なお、上述では、変倍機能を主要観点として各レンズ群を分けて説明したが、変倍機能および合焦機能の観点から、各レンズ群を分けて説明することもできる。この場合では、本実施形態にかかる大口径変倍光学系１は、物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群２１と、正の屈折力を有する第２レンズ群２２と、負の屈折力を有する第３レンズ群２３と、負の屈折力を有する第４レンズ群２４と、正の屈折力を有する最も像面側に配置される第５レンズ群２５とを備え、広角端から望遠端への変倍時に、第５レンズ群２５は、固定であって、少なくとも第２ないし第４レンズ群２２〜２４は、像側に移動し、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、第３レンズ群２３を像側に移動することによって合焦するものであって、上記（１）の条件式を満たす。ここで、本表現による第１レンズ群２１、第２レンズ群２２、第３レンズ群２３、第４レンズ群２４および第５レンズ群２５は、それぞれ、上述の、第１レンズ群１１、第２レンズ群１２、第３レンズ群１３の前群１３ｆｒ、第３レンズ群１３の後群１３ｂａおよび第４レンズ群１４である。

＜大口径変倍光学系と組み合わせ可能な撮像装置の説明＞
次に、上述の大口径変倍光学系１と組み合わせられる、レフレックスミラーの無いミラーレスタイプの撮像装置について説明する。ここでは、大口径変倍光学系１がミラーレスタイプの撮像装置と組み合わされる場合について説明するが、レフレックスミラーがあるタイプの撮像装置と組み合わされてもよい。図３は、実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。図３において、撮像装置３は、交換レンズ装置４と、撮像装置本体５とを備えている。

交換レンズ装置４は、撮像装置本体５に対し着脱可能な光学系である。交換レンズ装置４は、撮像レンズとして機能する図１に示したような大口径変倍光学系１と、光軸方向にフォーカスレンズを駆動してフォーカシングを行うための図略のレンズ駆動装置や手ぶれ補正用のレンズ群を駆動して手ぶれ補正を行うための図略の移動機構等とを備えて構成される。

撮像装置本体５は、撮像素子５１と、第１表示装置５２と、ファインダ用の第２表示装置５３と、処理制御部５４と、接眼レンズ５５とを備えている。被写体からの光線は、大口径変倍光学系１によって撮像素子５１の受光面上に結像され、被写体の光学像となる。

撮像素子５１は、大口径変倍光学系１により結像された被写体の光学像をＲ，Ｇ，Ｂの色成分の電気信号（画像信号）に変換し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号として処理制御部５４に出力するものである。撮像素子５１は、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Devices）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）型イメージセンサ等の２次元イメージセンサ等である。処理制御部５４によって撮像素子５１における各画素の出力信号の読出し（水平同期、垂直同期、転送）等の撮像動作が制御され、撮像素子５１は、処理制御部５４によって静止画あるいは動画のいずれか一方の撮像を行う。

処理制御部５４は、撮像素子５１から出力されたＲ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号に基づいて被写体の画像における画像データを生成するものである。より具体的には、処理制御部５４は、撮像素子５１からのアナログ出力信号に対し、増幅処理、デジタル変換処理等を行うと共に、画像全体に対して適正な黒レベルの決定、γ補正、ホワイトバランス調整（ＷＢ調整）、輪郭補正および色ムラ補正等の周知の画像処理を行って、画像信号から画像データを生成する。そして、処理制御部５４は、この画像データに対し、解像度変換等の所定の画像処理を行う。処理制御部５４は、この画像データを第１表示装置５２および第２表示装置５３へそれぞれ出力する。また、処理制御部５４は、撮像装置本体５全体を制御する。この制御によって、撮像装置本体５は、被写体の静止画撮影および動画撮影の少なくとも一方の撮影を実行するよう制御される。処理制御部５４は、例えば、マイクロプロセッサ、記憶素子および周辺回路等を備えて構成される。

また、必要に応じて処理制御部５４は、撮像素子５１の受光面上に形成される被写体の光学像における歪みを補正する公知の歪み補正処理等の、大口径変倍光学系１では補正しきれなかった収差を補正するように構成されてもよい。歪み補正は、収差によって歪んだ画像を肉眼で見える光景と同様な相似形の略歪みのない自然な画像に補正するものである。このように構成することによって、大口径変倍光学系１によって撮像素子５１へ導かれた被写体の光学像に歪みが生じていたとしても、略歪みのない自然な画像を生成することが可能となる。また、このような歪みを情報処理による画像処理で補正する構成では、特に、歪曲収差を除く他の諸収差だけを考慮すればよいので、大口径変倍光学系１の設計の自由度が増し、設計がより容易となる。

また、必要に応じて処理制御部５４は、撮像素子５１の受光面上に形成される被写体の光学像における周辺照度落ちを補正する公知の周辺照度落ち補正処理を含んでもよい。周辺照度落ち補正（シェーディング補正）は、周辺照度落ち補正を行うための補正データを予め記憶しておき、撮影後の画像（画素）に対して補正データを乗算することによって実行される。周辺照度落ちが主に撮像素子５１における感度の入射角依存性、レンズの口径食およびコサイン４乗則等によって生じるため、前記補正データは、これら要因によって生じる照度落ちを補正するような所定値に設定される。このように構成することによって、大口径変倍光学系１によって撮像素子５１へ導かれた被写体の光学像に周辺照度落ちが生じていたとしても、周辺まで充分な照度を持った画像を生成することが可能となる。

なお、本実施形態では、撮像素子５１の撮像面における画素ピッチに対し、色フィルタやオンチップマイクロレンズアレイの配置のピッチを、シェーディングを軽減するように僅かに小さく設定することによって、シェーディング補正が行われてもよい。このような構成では、前記ピッチを僅かに小さく設定することによって、撮像素子５１における撮像面の周辺部に行くほど各画素に対し色フィルタやオンチップマイクロレンズアレイが大口径変倍光学系１の光軸側へシフトするため、斜入射の光束を効率的に各画素の受光部に導くことができる。これにより撮像素子５１で発生するシェーディングが小さく抑えられる。

第１表示装置５２は、撮像装置本体５の背面に配置され、処理制御部５４からの画像データによって被写体の画像を表示するものである。第１表示装置５２は、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）および有機ＥＬディスプレイ等である。第１表示装置５２によっていわゆるライブビューが表示される。

第２表示装置５３は、撮像装置本体５内に配置され、電子ビューファインダーとして、処理制御部５４からの画像データによって被写体の画像を表示するものである。第２表示装置５３は、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）および有機ＥＬディスプレイ等である。第２表示装置５３に表示された画像は、接眼レンズ５５を介して観察される。

なお、上述では、撮像装置３は、交換レンズタイプであるが、撮像装置本体と大口径変倍光学系１の撮像光学系とを一体に組み合わせた一体型であってもよい。また、第２表示装置５３および接眼レンズ５５は、省略されてもよい。また、手ぶれを検出する振動ジャイロや、前記検出結果に基づいて、前記手ぶれ補正用のレンズ群を駆動して手ぶれ補正を行うための前記図略の移動機構の制御を行う手ぶれ補正制御装置は、交換レンズ装置４に組み込まれてもよく、また、撮像装置本体５に組み込まれてもよい。あるいは、前記振動ジャイロおよび手ぶれ補正制御装置は、別々に、交換レンズ装置４および撮像装置本体５に組み込まれてもよい。

このような構成の撮像装置３において、まず、静止画を撮影する場合は、処理制御部５４は、撮像装置３および撮像装置本体４に静止画の撮影を行わせるように制御すると共に、図略の前記レンズ駆動装置を動作させ、フォーカスレンズを移動させることによってフォーカシングを行う。また、交換レンズ装置４の大口径変倍光学系１における前記レンズ群（図１に示す例では大口径変倍光学系１のレンズ１４６およびレンズ１４７の負レンズ群）によって手ぶれ補正も行われる。これにより、ピントの合った光学像が撮像素子５１の受光面に周期的に繰り返し結像され、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分の画像信号に変換された後、処理制御部５４に出力される。その画像信号は、処理制御部５４により画像処理が行われた後、その画像信号に基づく画像が第１および第２表示装置５２、５３のそれぞれに表示される。そして、撮影者は、第１表示装置５２または接眼レンズ５５を介して第２表示装置５３を参照することで、主被写体をその画面中の所望の位置に収まるように調整することが可能となる。この状態でいわゆるシャッターボタン（不図示）が押されることによって、処理制御部５４における、静止画用のメモリとしての記憶素子に画像データが格納され、静止画像が得られる。なお、変倍動作は、前記撮影者によって適宜に行われる。

また、動画撮影を行う場合は、処理制御部５４は、撮像装置３および撮像装置本体４に動画の撮影を行わせるように制御する。後は、静止画撮影の場合と同様にして、撮影者は、第１表示装置５２または接眼レンズ５５を介して第２表示装置５３を参照することで、被写体の像が、その画面中の所望の位置に収まるように調整することができる。前記シャッターボタン（不図示）が押されることによって、動画撮影が開始される。そして、動画撮影時、処理制御部５４は、撮像装置３および撮像装置本体４に動画の撮影を行わせるように制御すると共に、図略の前記レンズ駆動装置を動作させ、フォーカシングを行う。また、交換レンズ装置４の大口径変倍光学系１における前記レンズ群によって手ぶれ補正も行われる。これによって、ピントの合った光学像が撮像素子５１の受光面に周期的に繰り返し結像され、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分の画像信号に変換された後、処理制御部５４に出力される。その画像信号は、処理制御部５４により画像処理が行われた後、その画像信号に基づく画像が第１および第２表示装置５２、５３のそれぞれに表示される。そして、もう一度前記シャッターボタン（不図示）を押すことで、動画撮影が終了する。撮影された動画像は、処理制御部５４における、動画用のメモリとしての記憶素子に格納され、動画像が得られる。なお、変倍動作は、前記撮影者によって適宜に行われる。

このような構成の撮像装置３は、合焦の際に移動する光学系をより軽量化することができる。したがって、合焦の際に移動する前記光学系を駆動するアクチュエーターの負荷を小さくすることができ、この結果、このような構成の撮像装置３は、アクチュエーターの作動音の低減化を図ることができる。また、このような構成の撮像装置３は、光学系シフト式手ぶれ補正機能を実現するための光学系を搭載した大口径変倍光学系１を備えるので、このような撮像装置３は、手ぶれ補正機能をより容易に装備することができる。

＜大口径変倍光学系のより具体的な実施形態の説明＞
以下、図１に示したような大口径変倍光学系１、すなわち図２に示したような撮像装置３に備えられる大口径変倍光学系１の具体的な構成を、図面を参照しつつ説明する。

図４は、実施例１における大口径変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図４（Ａ）は、広角端（ＷＩＤＥ）の場合を示し、図４（Ｂ）は、望遠端（ＴＥＬＥ）の場合を示している。図４において、矢符は、変倍における各レンズ群の移動の様子を概略で示している。以上のような扱いは、以下に示す実施例２〜６にかかるレンズ群の配列を示す断面図である図５ないし図９においても同様である。

図１０ないし図１３は、実施例１における変倍光学系の収差図である。図１０は、無限遠端の場合における縦収差図であり、図１１は、無限遠端の場合における横収差図であり、図１２は、最近接端の場合における縦収差図であり、図１３は、最近接端の場合における横収差図である。これら図１０ないし図１３の各図において、その（Ａ）は、広角端（ＷＩＤＥ）の場合を示し、その（Ｂ）は、中間点（ＭＩＤＤＬＥ）の場合を示し、そして、その（Ｃ）は、望遠端（ＴＥＬＥ）の場合を示す。以上のような扱いは、以下に示す実施例２〜６にかかる収差図である図１４〜図１７；図１８〜図２１；図２２〜２５；図２６〜図２９；図３０〜図３３においても同様である。

実施例１の変倍光学系１Ａは、図４に示すように、各レンズ群Ｇｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３、Ｇｒ４が物体側から像側へ順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｒ２と、全体として負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｒ４とからなる正・正・負・正の４成分ズーム構成であり、変倍時（ズーミングの際）には、図４に示すように、最像側に配置される第４レンズ群Ｇｒ４は、固定され、第１ないし第３レンズ群Ｇｒ２、Ｇｒ３は、移動する。光学絞りＳＴは、第４レンズ群Ｇｒ４に含まれおり、後述のレンズＬ１２とレンズＬ１３との間に配置される。

より詳しくは、実施例１の変倍光学系１Ａは、各レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ４では各レンズＬが物体側から像側へ順に、次のように構成されている。

第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）と、両凸の正レンズ（第２レンズＬ２）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）とから構成されてなる。

第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第４レンズＬ４）と、両凸の正レンズ（第５レンズＬ５）とから構成されてなる。

第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第６レンズＬ６）と、両凹の負レンズ（第７レンズＬ７）と、両凸の正レンズ（第８レンズＬ８）と、両凹の負レンズ（第９レンズＬ９）とから構成されてなる。第６レンズＬ６は、前群Ｇｒ３ｆｒを構成し、第７ないし第９レンズＬ７〜Ｌ９は、後群Ｇｒ３ｂａを構成している。すなわち、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒは、第６レンズＬ６の単レンズで構成されてなる。そして、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８とは、接合レンズである。

第４レンズ群Ｇｒ４は、両凸の正レンズ（第１０レンズＬ１０）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１１レンズＬ１１）と、両凸の正レンズ（第１２レンズＬ１２）と、光学絞りＳＴと、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１３レンズＬ１３）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第１４レンズＬ１４）と、両凸の正レンズ（第１５レンズＬ１５）と、両凹の負レンズ（第１６レンズＬ１６）と、両凸の正レンズ（第１７レンズＬ１７）と、像側に凸の正メニスカスレンズ（第１８レンズＬ１８）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１９レンズＬ１９）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第２０レンズＬ２０）とから構成されてなる。第１０レンズＬ１０と第１１レンズＬ１１とは、接合レンズであり、第１３レンズＬ１３と第１４レンズＬ１４とは、接合レンズであり、第１５レンズＬ１５と第１６レンズＬ１６とは、接合レンズであり、そして、第１８レンズＬ１８と第１９レンズＬ１９とは、接合レンズである。

光学絞りＳＴは、本実施例では、開口絞りであるが、メカニカルシャッタであってもよい。後述の他の各実施例２〜６も同様である。

そして、第４レンズ群Ｇｒ４の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。

図４において、各レンズ面に付されている番号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）は、物体側から数えた場合のｉ番目のレンズ面（ただし、レンズの接合面は１つの面として数えるものとする。）である。なお、光学絞りＳＴ、平行平板ＦＴの両面および撮像素子ＳＲの受光面も１つの面として扱っている。このような取り扱いおよび符号の意義は、後述の実施例２ないし実施例６についても同様である（図５ないし図９）。ただし、全く同一のものであるという意味ではなく、例えば、各実施例１〜６の各図４〜図９を通じて、最も物体側に配置されるレンズ面には、同じ符号（ｒ１）が付されているが、これらの曲率などが各実施例１〜６を通じて同一であるという意味ではない。

このような構成の下で、物体側から入射した光線は、光軸ＡＸに沿って、順に第１レンズ群Ｇｒ１、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３、第４レンズ群Ｇｒ４（光学絞りＳＴを含む）および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換される。この電気信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理などが施され、デジタル映像信号として例えばデジタルカメラ等のデジタル機器のメモリに記録されたり、有線あるいは無線の通信によって他のデジタル機器に伝送されたりする。

この実施例１の変倍光学系１Ａでは、広角端（ＷＩＤＥ）から中間点（ＭＩＤＤＬＥ）を経て望遠端（ＴＥＬＥ）への変倍時に、図４に示すように、第１レンズ群Ｇｒ１は、単調に増加するように像側から物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇｒ２は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、第３レンズ群Ｇｒ３は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、そして、第４レンズ群Ｇｒ４は、固定される。したがって、光学絞りＳＴも固定される。

そして、合焦は、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒを光軸方向に沿って移動させることによって行われる。より具体的には、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒを構成する単レンズの第６レンズＬ６が、無限遠物体から近距離物体への合焦時に像側に移動し、これによって合焦が行われる。

また、本実施例では、第４レンズ群Ｇｒ４は、手振れ補正を行うためのレンズ群を含んでいる。より具体的には、この第４レンズ群Ｇｒ４の光学絞りＳＴより像側において、第１３および第１４レンズＬ１３、Ｌ１４は、全体として正の屈折力を有するＡ群を構成し、第１５および第１６レンズＬ１５、Ｌ１６は、全体として負の屈折力を有するＢ群を構成し、第１７ないし第２０レンズＬ１７〜Ｌ２０は、全体として正の屈折力を有するＣ群を構成し、前記Ｂ群を光軸ＡＸに対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正が行われる。

実施例１の変倍光学系１Ａにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。

数値実施例１
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 87.746 1.20 1.70114 29.72
２ 53.695 0.10
３ 55.006 4.97 1.49700 81.50
４ -587.228 0.10
５ 55.101 3.80 1.49700 81.50
６ 362.506 0.60
７ 85.335 0.95 1.66236 32.68
８ 22.179 0.48
９ 24.698 4.40 1.77250 49.70
１０ -287.474 1.00
１１ 1001.198 0.95 1.76553 50.02
１２ 24.542 5.36
１３ -37.278 0.95 1.61817 60.32
１４ 25.547 2.91 1.84666 23.82
１５ -186.830 1.49
１６ -38.086 0.95 1.77250 49.70
１７ 1127.916 22.03
１８ 97.154 4.08 1.74988 50.78
１９ -19.382 0.95 1.89464 29.90
２０ -132.634 0.20
２１ 63.265 1.84 1.84666 23.82
２２ -217.205 0.50
２３（絞り） ∞ 0.50
２４ 17.698 1.92 1.78919 30.34
２５ 11.982 9.51 1.50563 79.17
２６ 103.614 1.81
２７ 2490.007 3.50 1.84666 23.82
２８ -15.617 1.60 1.70845 30.66
２９ 16.201 2.07
３０ 56.158 2.15 1.90366 31.31
３１ -48.632 0.90
３２ -37.100 3.33 1.49700 81.60
３３ -12.176 1.64 1.70561 32.65
３４ -159.017 10.80
３５ 20.548 5.00 1.49700 81.60
３６ 79.511 12.28
３７ ∞ 4.2 1.51680 64.17
３８ ∞ 1
像面 ∞
各種データ
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
１ １ ６ 80.79
２ ７ １０ 82.38
３ｆｒ １１ １２ -32.88
３ｂａ １３ １７ -40.911
４ １８ ３６ 32.57
Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅ
無限遠物体（被写体距離；無限大）
広角端 中間点 望遠端
被写体との距離 ∞ ∞ ∞
第６面と第７面間 0.600 16.020 26.474
第１０面と第１１面間 1.000 2.042 1.412
第１１面と第１２面間 5.357 5.630 6.509
第１７面と第１８面間 22.027 12.836 1.000
近距離物体（被写体距離；最近接）
広角端 中間点 望遠端
被写体との距離 1070 1070 1070
第６面と第７面間 0.600 16.020 26.474
第１０面と第１１面間 2.804 4.185 4.035
第１１面と第１２面間 3.553 3.490 3.891
第１７面と第１８面間 22.027 12.836 1.000
ズームデータ
ズーム比ｆｔ／ｆｗ 2.73
広角 中間 望遠
焦点距離 35.81 61.72 97.69
画角（２ω） 33.57 19.85 12.62
ＢＦ 1.00 0.97 1.01
レンズ全長 122.00 129.55 128.42
Ｆナンバー 2.85 2.85 2.85
上記の面データにおいて、面番号は、図４に示した各レンズ面に付した符号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）の番号ｉが対応する。

また、“ｒ”は、各面の曲率半径（単位はｍｍ）、“ｄ”は、無限遠合焦状態での光軸上の各レンズ面の間隔（軸上面間隔）、“ｎｄ”は、各レンズのｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、“νｄ”は、アッベ数をそれぞれ示している。なお、光学絞りＳＴ、平行平面板ＦＴの両面、撮像素子ＳＲの受光面の各面は、平面であるために、それらの曲率半径は、∞（無限大）である。

以上のような扱いは、以下に示す実施例２〜６にかかるコンストラクションデータにおいても同様である。

以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例１の撮像レンズ１Ａにおける各収差を図１０ないし図１３に示す。図１０および図１２の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）において左から順に、球面収差（正弦条件）（LONGITUDINAL SPHERICAL ABERRATION）、非点収差（ASTIGMATISM FIELD CURVER）および歪曲収差（DISTORTION）をそれぞれ示す。球面収差の横軸は、焦点位置のずれをｍｍ単位で表しており、その縦軸は、最大入射高で規格化した値で表している。非点収差の横軸は、焦点位置のずれをｍｍ単位で表しており、その縦軸は、像高（ＩＭＧ ＨＴ）をｍｍ単位で表している。歪曲収差の横軸は、実際の像高を理想像高に対する割合（％）で表しており、縦軸は、その像高をｍｍ単位で表している。また、非点収差の図中、破線は、タンジェンシャル（メリディオナル）面、実線は、サジタル（ラディアル）面における結果をそれぞれ表している。球面収差、非点収差および歪曲収差の図は、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）を用いた場合の結果である。

以上のような扱いは、以下に示す実施例２〜６にかかる縦収差を示す図１４、図１６；図１８、図２０；図２２、図２４；図２６、図２８；図３０、図３２においても同様である。

また、図１１および図１３において、左側がタンジェンシャル（メリディオナル）面の場合を示し、右側がサジタル（ラディアル）面の場合を示し、上から順に、中心（光軸ＡＸ）から有効領域端までの長さを１０割とした場合に、１０割位置の場合、８割位置の場合、５割位置の場合、４割位置の場合および中心位置の場合をそれぞれ示す。これら各図の横軸は、主光線に対する入射光線高さをｍｍ単位で表しており、これら各図の縦軸は、像面での主光線からのずれをｍｍ単位で表している。横収差図もｄ線を用いた場合の結果である。

以上のような扱いは、以下に示す実施例２〜６にかかる横収差を示す図１５、図１７；図１９、図２１；図２３、図２５；図２７、図２９；図３１、図３３においても同様である。

図５は、実施例２における大口径変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図１４ないし図１７は、実施例２における変倍光学系の収差図である。図１４は、無限遠端の場合における縦収差図であり、図１５は、無限遠端の場合における横収差図であり、図１６は、最近接端の場合における縦収差図であり、図１７は、最近接端の場合における横収差図である。

実施例２の変倍光学系１Ｂは、図５に示すように、各レンズ群Ｇｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３、Ｇｒ４が物体側から像側へ順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｒ２と、全体として負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｒ４とからなる正・正・負・正の４成分ズーム構成であり、変倍時（ズーミングの際）には、図５に示すように、最像側に配置される第４レンズ群Ｇｒ４は、固定され、第１ないし第３レンズ群Ｇｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３は、移動する。光学絞りＳＴは、第４レンズ群Ｇｒ４に含まれおり、後述のレンズＬ１２とレンズＬ１３との間に配置される。

より詳しくは、実施例２の変倍光学系１Ｂは、各レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ４では各レンズＬが物体側から像側へ順に、次のように構成されている。

第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）と、両凸の正レンズ（第２レンズＬ２）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）とから構成されてなる。

第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第４レンズＬ４）と、両凸の正レンズ（第５レンズＬ５）とから構成されてなる。

第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第６レンズＬ６）と、両凹の負レンズ（第７レンズＬ７）と、両凸の正レンズ（第８レンズＬ８）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第９レンズＬ９）とから構成されてなる。第６レンズＬ６は、前群Ｇｒ３ｆｒを構成し、第７ないし第９レンズＬ７〜Ｌ９は、後群Ｇｒ３ｂａを構成している。すなわち、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒは、第６レンズＬ６の単レンズで構成されてなる。そして、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８とは、接合レンズである。

第４レンズ群Ｇｒ４は、両凸の正レンズ（第１０レンズＬ１０）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１１レンズＬ１１）と、両凸の正レンズ（第１２レンズＬ１２）と、光学絞りＳＴと、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１３レンズＬ１３）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第１４レンズＬ１４）と、像側に凸の正メニスカスレンズ（第１５レンズＬ１５）と、両凹の負レンズ（第１６レンズＬ１６）と、両凸の正レンズ（第１７レンズＬ１７）と、像側に凸の正メニスカスレンズ（第１８レンズＬ１８）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１９レンズＬ１９）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第２０レンズＬ２０）とから構成されてなる。第１０レンズＬ１０と第１１レンズＬ１１とは、接合レンズであり、第１３レンズＬ１３と第１４レンズＬ１４とは、接合レンズであり、第１５レンズＬ１５と第１６レンズＬ１６とは、接合レンズであり、そして、第１８レンズＬ１８と第１９レンズＬ１９とは、接合レンズである。

そして、第４レンズ群Ｇｒ４の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。

このような構成の下で、物体側から入射した光線は、光軸ＡＸに沿って、順に第１レンズ群Ｇｒ１、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３、第４レンズ群Ｇｒ４（光学絞りＳＴを含む）および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、上述のように処理される。

この実施例２の変倍光学系１Ｂでは、広角端（ＷＩＤＥ）から中間点（ＭＩＤＤＬＥ）を経て望遠端（ＴＥＬＥ）への変倍時に、図５に示すように、第１レンズ群Ｇｒ１は、単調に増加するように像側から物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇｒ２は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、第３レンズ群Ｇｒ３は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、そして、第４レンズ群Ｇｒ４は、固定される。したがって、光学絞りＳＴも固定される。

そして、合焦は、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒを光軸方向に沿って移動させることによって行われる。より具体的には、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒを構成する単レンズの第６レンズＬ６が、無限遠物体から近距離物体への合焦時に像側に移動し、これによって合焦が行われる。

また、本実施例では、第４レンズ群Ｇｒ４は、手振れ補正を行うためのレンズ群を含んでいる。より具体的には、この第４レンズ群Ｇｒ４の光学絞りＳＴより像側において、第１３および第１４レンズＬ１３、Ｌ１４は、全体として正の屈折力を有するＡ群を構成し、第１５および第１６レンズＬ１５、Ｌ１６は、全体として負の屈折力を有するＢ群を構成し、第１７ないし第２０レンズＬ１７〜Ｌ２０は、全体として正の屈折力を有するＣ群を構成し、前記Ｂ群を光軸ＡＸに対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正が行われる。

実施例２の変倍光学系１Ｂにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。

数値実施例２
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 80.593 1.20 1.69832 29.91
２ 50.100 0.10
３ 50.137 5.09 1.49700 81.50
４ -2182.194 0.10
５ 58.506 3.74 1.49700 81.50
６ 488.326 0.60
７ 122.901 0.95 1.64209 34.65
８ 22.572 0.38
９ 24.861 4.08 1.77250 49.70
１０ -239.648 1.00
１１ 696.409 0.95 1.73791 51.40
１２ 27.745 4.87
１３ -41.384 0.95 1.77250 49.70
１４ 23.536 3.05 1.84666 23.82
１５ -137.228 1.44
１６ -36.531 0.95 1.71708 52.56
１７ -803.532 21.32
１８ 2816.307 3.58 1.77250 49.70
１９ -19.567 0.95 1.81231 27.92
２０ -54.538 0.20
２１ 221.186 1.33 1.84666 23.82
２２ -211.103 0.50
２３（絞り） ∞ 0.50
２４ 18.434 1.50 1.88474 32.79
２５ 13.333 9.50 1.57177 66.05
２６ 311.754 2.19
２７ -58.433 3.19 1.84666 23.82
２８ -18.182 1.50 1.70246 32.32
２９ 30.721 11.57
３０ 129.936 2.54 1.77250 49.70
３１ -44.085 5.61
３２ -18.399 1.88 1.49700 81.60
３３ -16.076 0.95 1.68722 31.51
３４ -42.733 1.00
３５ 22.293 5.00 1.49700 81.60
３６ 101.978 12.54
３７ ∞ 4.2 1.51680 64.17
３８ ∞ 1
像面 ∞
各種データ
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
１ １ ６ 81.71
２ ７ １０ 88.49
３ｆｒ １１ １２ -39.18
３ｂａ １３ １７ -34.81
４ １８ ３６ 32.52
Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅ
無限遠物体（被写体距離；無限大）
広角端 中間点 望遠端
被写体との距離 ∞ ∞ ∞
第６面と第７面間 0.600 16.755 27.897
第１０面と第１１面間 1.000 1.931 1.000
第１１面と第１２面間 4.866 5.497 6.186
第１７面と第１８面間 21.318 12.425 1.000
近距離物体（被写体距離；最近接）
広角端 中間点 望遠端
被写体との距離 1070 1070 1070
第６面と第７面間 0.600 16.755 27.897
第１０面と第１１面間 2.839 4.317 3.976
第１１面と第１２面間 3.027 3.117 3.214
第１７面と第１８面間 21.318 12.425 1.000
ズームデータ
ズーム比ｆｔ／ｆｗ 2.73
広角 中間 望遠
焦点距離 35.80 61.75 97.68
画角（２ω） 33.58 19.84 12.62
ＢＦ 1.00 1.00 1.00
レンズ全長 122.00 130.83 130.30
Ｆナンバー 2.85 2.85 2.85
上記の面データにおいて、面番号は、図５に示した各レンズ面に付した符号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）の番号ｉが対応する。

以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例２の撮像レンズ１Ｂにおける各収差を図１４ないし図１７に示す。

図６は、実施例３における大口径変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図１８ないし図２１は、実施例３における変倍光学系の収差図である。図１８は、無限遠端の場合における縦収差図であり、図１９は、無限遠端の場合における横収差図であり、図２０は、最近接端の場合における縦収差図であり、図２１は、最近接端の場合における横収差図である。

実施例３の変倍光学系１Ｃは、図６に示すように、各レンズ群Ｇｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３、Ｇｒ４が物体側から像側へ順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｒ２と、全体として負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｒ４とからなる正・正・負・正の４成分ズーム構成であり、変倍時（ズーミングの際）には、図６に示すように、最像側に配置される第４レンズ群Ｇｒ４は、固定され、第１ないし第３レンズ群Ｇｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３は、移動する。光学絞りＳＴは、第４レンズ群Ｇｒ４に含まれおり、後述のレンズＬ１２とレンズＬ１３との間に配置される。

より詳しくは、実施例３の変倍光学系１Ｃは、各レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ４では各レンズＬが物体側から像側へ順に、次のように構成されている。

第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）と、両凸の正レンズ（第２レンズＬ２）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）とから構成されてなる。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは、接合レンズである。

第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第４レンズＬ４）と、両凸の正レンズ（第５レンズＬ５）とから構成されてなる。

第３レンズ群Ｇｒ３は、両凹の負レンズ（第６レンズＬ６）と、両凹の負レンズ（第７レンズＬ７）と、両凸の正レンズ（第８レンズＬ８）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第９レンズＬ９）とから構成されてなる。第６レンズＬ６は、前群Ｇｒ３ｆｒを構成し、第７ないし第９レンズＬ７〜Ｌ９は、後群Ｇｒ３ｂａを構成している。すなわち、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒは、第６レンズＬ６の単レンズで構成されてなる。そして、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８とは、接合レンズである。

第４レンズ群Ｇｒ４は、両凸の正レンズ（第１０レンズＬ１０）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１１レンズＬ１１）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第１２レンズＬ１２）と、光学絞りＳＴと、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１３レンズＬ１３）と、両凸の正レンズ（第１４レンズＬ１４）と、像側に凸の正メニスカスレンズ（第１５レンズＬ１５）と、両凹の負レンズ（第１６レンズＬ１６）と、両凸の正レンズ（第１７レンズＬ１７）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１８レンズＬ１８）と、像側に凸の正メニスカスレンズ（第１９レンズＬ１９）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第２０レンズＬ２０）とから構成されてなる。第１０レンズＬ１０と第１１レンズＬ１１とは、接合レンズであり、第１３レンズＬ１３と第１４レンズＬ１４とは、接合レンズであり、第１５レンズＬ１５と第１６レンズＬ１６とは、接合レンズである。

そして、第４レンズ群Ｇｒ４の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。

このような構成の下で、物体側から入射した光線は、光軸ＡＸに沿って、順に第１レンズ群Ｇｒ１、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３、第４レンズ群Ｇｒ４（光学絞りＳＴを含む）および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、上述のように処理される。

この実施例３の変倍光学系１Ｃでは、広角端（ＷＩＤＥ）から中間点（ＭＩＤＤＬＥ）を経て望遠端（ＴＥＬＥ）への変倍時に、図６に示すように、第１レンズ群Ｇｒ１は、単調に増加するように像側から物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇｒ２は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、第３レンズ群Ｇｒ３は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、そして、第４レンズ群Ｇｒ４は、固定される。したがって、光学絞りＳＴも固定される。

そして、合焦は、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒを光軸方向に沿って移動させることによって行われる。より具体的には、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒを構成する単レンズの第６レンズＬ６が、無限遠物体から近距離物体への合焦時に像側に移動し、これによって合焦が行われる。

また、本実施例では、第４レンズ群Ｇｒ４は、手振れ補正を行うためのレンズ群を含んでいる。より具体的には、この第４レンズ群Ｇｒ４の光学絞りＳＴより像側において、第１３および第１４レンズＬ１３、Ｌ１４は、全体として正の屈折力を有するＡ群を構成し、第１５および第１６レンズＬ１５、Ｌ１６は、全体として負の屈折力を有するＢ群を構成し、第１７ないし第２０レンズＬ１７〜Ｌ２０は、全体として正の屈折力を有するＣ群を構成し、前記Ｂ群を光軸ＡＸに対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正が行われる。

実施例３の変倍光学系１Ｃにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。

数値実施例３
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 68.546 1.47 1.74077 27.76
２ 45.477 6.47 1.49700 81.61
３ -250.595 0.10
４ 45.777 3.72 1.49700 81.61
５ 121.737 0.60
６ 60.772 1.00 1.78472 25.72
７ 20.699 0.56
８ 23.353 4.16 1.83400 37.35
９ -398.940 1.00
１０ -5642.984 0.95 1.77250 49.62
１１ 21.875 5.63
１２ -35.167 0.95 1.67491 55.34
１３ 21.435 3.11 1.84666 23.78
１４ -149.096 1.61
１５ -30.626 0.95 1.77250 49.62
１６ -261.131 18.63
１７ 888.474 3.77 1.77238 49.71
１８ -18.228 0.95 1.89620 30.14
１９ -50.804 0.20
２０ 84.359 1.50 1.89877 31.69
２１ 3244.871 1.00
２２（絞り） ∞ 0.80
２３ 17.265 1.50 1.84666 23.78
２４ 13.333 8.01 1.48749 70.44
２５ -897.253 4.15
２６ -107.338 3.05 1.84666 23.78
２７ -19.850 0.80 1.72342 37.99
２８ 30.694 9.17
２９ 78.746 2.36 1.77250 49.62
３０ -50.922 2.86
３１ -15.658 1.00 1.72825 28.32
３２ -104.087 0.43
３３ -261.679 2.01 1.77250 49.62
３４ -46.303 5.73
３５ 21.204 4.80 1.49700 81.61
３６ 91.893 11.86
３７ ∞ 4.2 1.51680 64.17
３８ ∞ 1
像面 ∞
各種データ
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
１ １ ５ 70.71
２ ６ ９ 75.30
３ｆｒ １０ １１ -28.21
３ｂａ １２ １６ -35.33
４ １７ ３６ 33.46
Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅ
無限遠物体（被写体距離；無限大）
広角端 中間点 望遠端
被写体との距離 ∞ ∞ ∞
第５面と第６面間 0.600 14.262 22.979
第９面と第１０面間 1.000 1.550 1.000
第１１面と第１２面間 5.631 5.094 5.623
第１６面と第１７面間 18.632 11.042 1.000
近距離物体（被写体距離；最近接）
広角端 中間点 望遠端
被写体との距離 1070 1070 1070
第５面と第６面間 0.600 14.262 22.979
第９面と第１０面間 2.474 3.319 3.115
第１１面と第１２面間 4.157 3.328 3.515
第１６面と第１７面間 18.632 11.042 1.000
ズームデータ
ズーム比ｆｔ／ｆｗ 2.73
広角 中間 望遠
焦点距離 35.82 61.75 97.72
画角（２ω） 33.56 19.85 12.61
ＢＦ 1.00 0.95 1.00
レンズ全長 122.07 128.16 126.80
Ｆナンバー 2.85 2.85 2.85
上記の面データにおいて、面番号は、図６に示した各レンズ面に付した符号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）の番号ｉが対応する。

以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例３の撮像レンズ１Ｃにおける各収差を図１８ないし図２１に示す。

図７は、実施例４における大口径変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図２２ないし図２５は、実施例４における変倍光学系の収差図である。図２２は、無限遠端の場合における縦収差図であり、図２３は、無限遠端の場合における横収差図であり、図２４は、最近接端の場合における縦収差図であり、図２５は、最近接端の場合における横収差図である。

実施例４の変倍光学系１Ｄは、図７に示すように、各レンズ群Ｇｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３、Ｇｒ４、Ｇｒ５が物体側から像側へ順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｒ２と、全体として負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｒ４と、全体として正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇｒ５とからなる正・正・負・正・正の５成分ズーム構成であり、変倍時（ズーミングの際）には、図７に示すように、最像側に配置される第５レンズ群Ｇｒ５は、固定され、第１ないし第４レンズ群Ｇｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３、Ｇｒ４は、移動する。光学絞りＳＴは、第５レンズ群Ｇｒ５の物体側に配置されており、後述のレンズＬ１２とレンズＬ１３との間に配置される。

より詳しくは、実施例４の変倍光学系１Ｄは、各レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５では各レンズＬが物体側から像側へ順に、次のように構成されている。

第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）と、両凸の正レンズ（第２レンズＬ２）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）とから構成されてなる。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは、接合レンズである。

第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第４レンズＬ４）と、両凸の正レンズ（第５レンズＬ５）とから構成されてなる。

第３レンズ群Ｇｒ３は、両凹の負レンズ（第６レンズＬ６）と、両凹の負レンズ（第７レンズＬ７）と、両凸の正レンズ（第８レンズＬ８）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第９レンズＬ９）とから構成されてなる。第６レンズＬ６は、前群Ｇｒ３ｆｒを構成し、第７ないし第９レンズＬ７〜Ｌ９は、後群Ｇｒ３ｂａを構成している。すなわち、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒは、第６レンズＬ６の単レンズで構成されてなる。そして、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８とは、接合レンズである。

第４レンズ群Ｇｒ４は、両凸の正レンズ（第１０レンズＬ１０）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１１レンズＬ１１）と、物体側に凸の片平正レンズ（第１２レンズＬ１２）とから構成されてなる。第１０レンズＬ１０と第１１レンズＬ１１とは、接合レンズである。

第５レンズ群Ｇｒ５は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１３レンズＬ１３）と、両凸の正レンズ（第１４レンズＬ１４）と、像側に凸の正メニスカスレンズ（第１５レンズＬ１５）と、両凹の負レンズ（第１６レンズＬ１６）と、両凸の正レンズ（第１７レンズＬ１７）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１８レンズＬ１８）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第１９レンズＬ１９）とから構成されてなる。第１３レンズＬ１３と第１４レンズＬ１４とは、接合レンズであり、第１５レンズＬ１５と第１６レンズＬ１６とは、接合レンズである。

そして、第５レンズ群Ｇｒ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。

このような構成の下で、物体側から入射した光線は、光軸ＡＸに沿って、順に第１レンズ群Ｇｒ１、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３、第４レンズ群Ｇｒ４、光学絞りＳＴ、第５レンズ群Ｇｒ５および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、上述のように処理される。

この実施例４の変倍光学系１Ｄでは、広角端（ＷＩＤＥ）から中間点（ＭＩＤＤＬＥ）を経て望遠端（ＴＥＬＥ）への変倍時に、図７に示すように、第１レンズ群Ｇｒ１は、単調に増加するように像側から物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇｒ２は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、第３レンズ群Ｇｒ３は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、そして、第４レンズ群Ｇｒ４は、像側に凸となる曲線を描くように移動され、第５レンズ群Ｇｒ５は、固定される。第４レンズ群Ｇｒ４と第５レンズ群Ｇｒ５との間に配置された光学絞りＳＴは、固定される。第２レンズ群Ｇｒ２と第３レンズ群の後群Ｇｒ３ｂａとは、リンクして連動しており、第４レンズ群Ｇｒ４は、これによる像面変動を補正している。

そして、合焦は、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒを光軸方向に沿って移動させることによって行われる。より具体的には、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒを構成する単レンズの第６レンズＬ６が、無限遠物体から近距離物体への合焦時に像側に移動し、これによって合焦が行われる。

また、本実施例では、第５レンズ群Ｇｒ５は、手振れ補正を行うためのレンズ群を含んでいる。より具体的には、光学絞りＳＴより像側の第５レンズ群Ｇｒ５において、第１３および第１４レンズＬ１３、Ｌ１４は、全体として正の屈折力を有するＡ群を構成し、第１５および第１６レンズＬ１５、Ｌ１６は、全体として負の屈折力を有するＢ群を構成し、第１７ないし第１９レンズＬ１７〜Ｌ１９は、全体として正の屈折力を有するＣ群を構成し、前記Ｂ群を光軸ＡＸに対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正が行われる。すなわち、第５レンズ群Ｇｒ５は、前記Ａ群、前記Ｂ群および前記Ｃ群から構成されてなる。

実施例４の変倍光学系１Ｄにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。

数値実施例４
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 55.584 1.20 1.74077 27.76
２ 39.254 7.07 1.49700 81.61
３ -331.811 0.10
４ 43.815 3.78 1.49700 81.61
５ 109.905 0.60
６ 63.778 1.00 1.78472 25.72
７ 19.716 0.57
８ 22.136 4.24 1.83400 37.35
９ -1013.885 1.20
１０ -1326.390 0.95 1.77250 49.62
１１ 21.392 5.54
１２ -35.212 0.95 1.69680 55.46
１３ 19.748 3.25 1.84666 23.78
１４ -139.078 1.54
１５ -31.875 0.95 1.77250 49.62
１６ -428.849 18.03
１７ 1254.997 3.97 1.72916 54.67
１８ -17.241 0.95 1.90366 31.32
１９ -45.800 0.20
２０ 72.390 1.63 1.90366 31.32
２１ ∞ 2.80
２２（絞り） ∞ 0.80
２３ 17.531 2.00 1.84666 23.78
２４ 13.333 8.01 1.48749 70.44
２５ -147.809 2.90
２６ -341.376 2.58 1.84666 23.78
２７ -27.079 0.80 1.72342 37.99
２８ 26.371 8.27
２９ 58.253 2.33 1.77250 49.62
３０ -56.754 2.65
３１ -15.908 1.00 1.72825 28.32
３２ -52.667 6.83
３３ 21.406 4.39 1.49700 81.61
３４ 106.881 11.76
３５ ∞ 4.2 1.51680 64.17
３６ ∞ 1
像面 ∞
各種データ
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
１ １ ５ 65.14
２ ６ ９ 86.31
３ｆｒ １０ １１ -27.24
３ｂａ １２ １６ -34.29
４ｆｒ １７ ２１ 43.91
４ｂａ ２３ ３４ 60.61
Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅ
無限遠物体（被写体距離；無限大）
広角端 中間点 望遠端
被写体との距離 ∞ ∞ ∞
第５面と第６面間 0.600 13.056 20.240
第９面と第１０面間 1.200 1.579 1.200
第１１面と第１２面間 5.538 5.154 5.546
第１６面と第１７面間 18.027 10.738 1.000
第２１面と第２２面間 2.802 1.000 2.339
近距離物体（被写体距離；最近接）
広角端 中間点 望遠端
被写体との距離 1070 1070 1070
第５面と第６面間 0.600 13.056 20.240
第９面と第１０面間 2.763 3.380 3.275
第１１面と第１２面間 3.976 3.349 3.484
第１６面と第１７面間 18.027 10.738 1.000
第２１面と第２２面間 2.802 1.000 2.339
ズームデータ
ズーム比ｆｔ／ｆｗ 2.73
広角 中間 望遠
焦点距離 35.80 61.76 97.68
画角（２ω） 33.58 19.84 12.62
ＢＦ 0.99 1.00 1.00
レンズ全長 120.00 123.37 122.17
Ｆナンバー 2.85 2.85 2.85
上記の面データにおいて、面番号は、図７に示した各レンズ面に付した符号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）の番号ｉが対応する。

以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例４の撮像レンズ１Ｄにおける各収差を図２２ないし図２５に示す。

図８は、実施例５における大口径変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図２６ないし図２９は、実施例５における変倍光学系の収差図である。図２６は、無限遠端の場合における縦収差図であり、図２７は、無限遠端の場合における横収差図であり、図２８は、最近接端の場合における縦収差図であり、図２９は、最近接端の場合における横収差図である。

実施例５の変倍光学系１Ｅは、図８に示すように、各レンズ群Ｇｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３、Ｇｒ４、Ｇｒ５が物体側から像側へ順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｒ２と、全体として負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｒ４と、全体として正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇｒ５とからなる正・正・負・正・正の５成分ズーム構成であり、変倍時（ズーミングの際）には、図８に示すように、最像側に配置される第５レンズ群Ｇｒ５は、固定され、第１ないし第４レンズ群Ｇｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３、Ｇｒ４は、移動する。光学絞りＳＴは、第５レンズ群Ｇｒ５に含まれおり、後述のレンズＬ１３とレンズＬ１４との間に配置される。

より詳しくは、実施例５の変倍光学系１Ｅは、各レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５では各レンズＬが物体側から像側へ順に、次のように構成されている。

第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）と、両凸の正レンズ（第２レンズＬ２）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）とから構成されてなる。

第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第４レンズＬ４）と、両凸の正レンズ（第５レンズＬ５）とから構成されてなる。

第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第６レンズＬ６）と、両凹の負レンズ（第７レンズＬ７）と、両凸の正レンズ（第８レンズＬ８）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第９レンズＬ９）とから構成されてなる。第６レンズＬ６は、前群Ｇｒ３ｆｒを構成し、第７ないし第９レンズＬ７〜Ｌ９は、後群Ｇｒ３ｂａを構成している。すなわち、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒは、第６レンズＬ６の単レンズで構成されてなる。そして、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８とは、接合レンズである。

第４レンズ群Ｇｒ４は、両凸の正レンズ（第１０レンズＬ１０）と、像側に凸の正メニスカスレンズ（第１１レンズＬ１１）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１２レンズＬ１２）とから構成されてなる。第１１レンズＬ１１と第１２レンズＬ１２とは、接合レンズである。

第５レンズ群Ｇｒ５は、両凸の正レンズ（第１３レンズＬ１３）と、光学絞りＳＴと、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第１４レンズＬ１４）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１５レンズＬ１５）と、両凸の正レンズ（第１６レンズＬ１６）と、像側に凸の正メニスカスレンズ（第１７レンズＬ１７）と、両凹の負レンズ（第１８レンズＬ１８）と、像側に凸の正メニスカスレンズ（第１９レンズＬ１９）と、両凸の正レンズ（第２０レンズＬ２０）と、両凹の負レンズ（第２１レンズＬ２１）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第２２レンズＬ２２）とから構成されてなる。第１５レンズＬ１５と第１６レンズＬ１６とは、接合レンズであり、第１７レンズＬ１７と第１８レンズＬ１８とは、接合レンズであり、第２０レンズＬ２０と第２１レンズＬ２１とは、接合レンズである。

そして、第５レンズ群Ｇｒ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。

このような構成の下で、物体側から入射した光線は、光軸ＡＸに沿って、順に第１レンズ群Ｇｒ１、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３、第４レンズ群Ｇｒ４、第５レンズ群Ｇｒ５（光学絞りＳＴを含む）および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、上述のように処理される。

この実施例５の変倍光学系１Ｅでは、広角端（ＷＩＤＥ）から中間点（ＭＩＤＤＬＥ）を経て望遠端（ＴＥＬＥ）への変倍時に、図８に示すように、第１レンズ群Ｇｒ１は、単調に増加するように像側から物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇｒ２は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、第３レンズ群Ｇｒ３は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、第４レンズ群Ｇｒ４は、そして、像側に凸となる曲線を描くように移動され、第５レンズ群Ｇｒ５は、固定される。このため、光学絞りＳＴも固定される。第２レンズ群Ｇｒ２と第３レンズ群の後群Ｇｒ３ｂａとは、リンクして連動しており、第４レンズ群Ｇｒ４は、これによる像面変動を補正している。

そして、合焦は、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒを光軸方向に沿って移動させることによって行われる。より具体的には、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒを構成する単レンズの第６レンズＬ６が、無限遠物体から近距離物体への合焦時に像側に移動し、これによって合焦が行われる。

また、本実施例では、第５レンズ群Ｇｒ５は、手振れ補正を行うためのレンズ群を含んでいる。より具体的には、この第５レンズ群Ｇｒ５の光学絞りＳＴより像側において、第１４ないし第１６レンズＬ１４〜Ｌ１６は、全体として正の屈折力を有するＡ群を構成し、第１７および第１８レンズＬ１７、Ｌ１８は、全体として負の屈折力を有するＢ群を構成し、第１９ないし第２２レンズＬ１９〜Ｌ２２は、全体として正の屈折力を有するＣ群を構成し、前記Ｂ群を光軸ＡＸに対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正が行われる。

実施例５の変倍光学系１Ｅにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。

数値実施例５
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 115.563 0.95 1.71642 33.30
２ 60.308 0.34
３ 66.903 4.26 1.49700 81.50
４ -807.742 0.10
５ 47.062 4.08 1.49700 81.50
６ 197.676 0.60
７ 49.977 0.95 1.72377 31.38
８ 22.307 0.34
９ 23.978 4.74 1.75500 52.31
１０ -641.910 1.00
１１ 3403.172 0.95 1.75500 52.31
１２ 22.835 5.49
１３ -46.276 0.95 1.68178 50.80
１４ 21.858 3.12 1.84666 23.78
１５ -337.374 1.62
１６ -37.097 0.95 1.75500 52.31
１７ -3999.454 20.30
１８ 66.267 2.35 1.82330 42.32
１９ -68.497 0.10
２０ -80.047 2.56 1.49700 81.50
２１ -22.880 0.95 1.81290 31.02
２２ -65.932 5.00
２３ 105.161 1.55 1.75500 52.31
２４ -211.777 0.50
２５（絞り） ∞ 0.50
２６ 17.255 2.52 1.84666 23.78
２７ 30.645 0.28
２８ 34.708 0.95 1.73643 28.61
２９ 11.500 5.36 1.49700 81.50
３０ -57.554 1.56
３１ -48.310 2.83 1.84666 23.78
３２ -16.014 0.90 1.72161 31.92
３３ 17.558 2.56
３４ -263.532 1.66 1.84666 23.78
３５ -38.333 0.10
３６ 132.885 4.64 1.67790 50.71
３７ -11.633 0.95 1.87642 37.01
３８ 390.990 10.65
３９ 21.763 4.88 1.75500 52.31
４０ 38.160 12.73
３７ ∞ 4.2 1.51680 64.17
３８ ∞ 1
像面 ∞
各種データ
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
１ １ ６ 95.52
２ ７ １０ 67.34
３ｆｒ １１ １２ -30.45
３ｂａ １３ １７ -39.55
４ １８ ２２ 59.81
５ ２３ ４０ 49.54
Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅ
無限遠物体（被写体距離；無限大）
広角端 中間点 望遠端
被写体との距離 ∞ ∞ ∞
第６面と第７面間 0.600 16.939 25.787
第１０面と第１１面間 1.000 3.192 4.334
第１２面と第１３面間 5.486 5.385 5.827
第１７面と第１８面間 20.301 12.171 1.000
第２２面と第２３面間 5.000 1.000 1.000
近距離物体（被写体距離；最近接）
広角端 中間点 望遠端
被写体との距離 1070 1070 1070
第６面と第７面間 0.600 16.939 25.787
第１０面と第１１面間 2.648 5.154 6.653
第１２面と第１３面間 3.838 3.423 3.506
第１７面と第１８面間 20.301 12.171 1.000
第２２面と第２３面間 5.000 1.000 1.000
ズームデータ
ズーム比ｆｔ／ｆｗ 2.73
広角 中間 望遠
焦点距離 35.79 61.74 97.68
画角（２ω） 33.58 19.84 12.62
ＢＦ 1.00 0.97 1.00
レンズ全長 122.00 128.31 127.57
Ｆナンバー 2.85 2.85 2.85
上記の面データにおいて、面番号は、図８に示した各レンズ面に付した符号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）の番号ｉが対応する。

以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例５の撮像レンズ１Ｅにおける各収差を図２６ないし図２９に示す。

図９は、実施例６における大口径変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図３０ないし図３３は、実施例６における変倍光学系の収差図である。図３０は、無限遠端の場合における縦収差図であり、図３１は、無限遠端の場合における横収差図であり、図３２は、最近接端の場合における縦収差図であり、図３３は、最近接端の場合における横収差図である。

実施例６の変倍光学系１Ｆは、図９に示すように、各レンズ群Ｇｒ１、Ｇｒ２、Ｇｒ３、Ｇｒ４、Ｇｒ５が物体側から像側へ順に、全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇｒ１と、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｒ２と、全体として負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇｒ３と、全体として正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｒ４と、全体として正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇｒ５とからなる正・正・負・正・正の５成分ズーム構成であり、変倍時（ズーミングの際）には、図９に示すように、最物体側に配置される第１レンズ群Ｇｒ１および最像側に配置される第４レンズ群Ｇｒ４は、固定され、第２ないし第４レンズ群Ｇｒ２〜Ｇｒ４は、移動する。光学絞りＳＴは、第５レンズ群Ｇｒ５の物体側に配置されており、後述のレンズＬ１２とレンズＬ１３との間に配置される。

より詳しくは、実施例６の変倍光学系１Ｆは、各レンズ群Ｇｒ１〜Ｇｒ５では各レンズＬが物体側から像側へ順に、次のように構成されている。

第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１）と、両凸の正レンズ（第２レンズＬ２）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第３レンズＬ３）とから構成されてなる。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは、接合レンズである。

第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第４レンズＬ４）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第５レンズＬ５）とから構成されてなる。

第３レンズ群Ｇｒ３は、両凹の負レンズ（第６レンズＬ６）と、両凹の負レンズ（第７レンズＬ７）と、両凸の正レンズ（第８レンズＬ８）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第９レンズＬ９）とから構成されてなる。第６レンズＬ６は、前群Ｇｒ３ｆｒを構成し、第７ないし第９レンズＬ７〜Ｌ９は、後群Ｇｒ３ｂａを構成している。すなわち、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒは、第６レンズＬ６の単レンズで構成されてなる。そして、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８とは、接合レンズである。

第４レンズ群Ｇｒ４は、両凸の正レンズ（第１０レンズＬ１０）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１１レンズＬ１１）と、物体側に凸の片平正レンズ（第１２レンズＬ１２）とから構成されてなる。第１０レンズＬ１０と第１１レンズＬ１１とは、接合レンズである。

第５レンズ群Ｇｒ５は、物体側に凸の負メニスカスレンズ（第１３レンズＬ１３）と、両凸の正レンズ（第１４レンズＬ１４）と、像側に凸の正メニスカスレンズ（第１５レンズＬ１５）と、両凹の負レンズ（第１６レンズＬ１６）と、両凸の正レンズ（第１７レンズＬ１７）と、像側に凸の負メニスカスレンズ（第１８レンズＬ１８）と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（第１９レンズＬ１９）とから構成されてなる。第１３レンズＬ１３と第１４レンズＬ１４とは、接合レンズであり、第１５レンズＬ１５と第１６レンズＬ１６とは、接合レンズである。

そして、第５レンズ群Ｇｒ５の像側には、フィルタとしての平行平板ＦＴを介して撮像素子ＳＲの受光面が配置されている。

このような構成の下で、物体側から入射した光線は、光軸ＡＸに沿って、順に第１レンズ群Ｇｒ１、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３、第４レンズ群Ｇｒ４、光学絞りＳＴ、第５レンズ群Ｇｒ５および平行平板ＦＴを通過し、撮像素子ＳＲの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子ＳＲでは、光学像が電気的な信号に変換され、この電気信号は、上述のように処理される。

この実施例６の変倍光学系１Ｆでは、広角端（ＷＩＤＥ）から中間点（ＭＩＤＤＬＥ）を経て望遠端（ＴＥＬＥ）への変倍時に、図９に示すように、第１レンズ群Ｇｒ１は、固定され、第２レンズ群Ｇｒ２は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、第３レンズ群Ｇｒ３は、単調に増加するように物体側から像側へ移動し、そして、第４レンズ群Ｇｒ４は、像側に凸となる曲線を描くように移動され、第５レンズ群Ｇｒ５は、固定される。第４レンズ群Ｇｒ４と第５レンズ群Ｇｒ５との間に配置された光学絞りＳＴは、固定される。第２レンズ群Ｇｒ２と第３レンズ群の後群Ｇｒ３ｂａとは、リンクして連動しており、第４レンズ群Ｇｒ４は、これによる像面変動を補正している。

そして、合焦は、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒを光軸方向に沿って移動させることによって行われる。より具体的には、第３レンズ群Ｇｒ３の前群Ｇｒ３ｆｒを構成する単レンズの第６レンズＬ６が、無限遠物体から近距離物体への合焦時に像側に移動し、これによって合焦が行われる。

また、本実施例では、第５レンズ群Ｇｒ５は、手振れ補正を行うためのレンズ群を含んでいる。より具体的には、光学絞りＳＴより像側の第５レンズ群Ｇｒ５において、第１３および第１４レンズＬ１３、Ｌ１４は、全体として正の屈折力を有するＡ群を構成し、第１５および第１６レンズＬ１５、Ｌ１６は、全体として負の屈折力を有するＢ群を構成し、第１７ないし第１９レンズＬ１７〜Ｌ１９は、全体として正の屈折力を有するＣ群を構成し、前記Ｂ群を光軸ＡＸに対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正が行われる。すなわち、第５レンズ群Ｇｒ５は、前記Ａ群、前記Ｂ群および前記Ｃ群から構成されてなる。

実施例６の変倍光学系１Ｆにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。

数値実施例６
単位 ｍｍ
面データ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞ ∞
１ 49.684 1.20 1.74077 27.76
２ 35.828 7.81 1.49700 81.61
３ -339.111 0.10
４ 39.646 4.06 1.49700 81.61
５ 98.181 0.68
６ 62.539 1.00 1.78472 25.72
７ 19.260 0.57
８ 21.537 4.08 1.83400 37.35
９ 514.779 1.20
１０ -861.457 0.95 1.77250 49.62
１１ 20.329 5.77
１２ -36.919 0.95 1.69680 55.46
１３ 18.080 3.37 1.84666 23.78
１４ -146.046 1.54
１５ -31.432 0.95 1.77250 49.62
１６ 1909.602 16.75
１７ 1992.646 4.08 1.72916 54.67
１８ -16.641 0.95 1.90366 31.32
１９ -39.210 0.20
２０ 80.039 1.57 1.90366 31.32
２１ ∞ 4.15
２２（絞り） ∞ 0.80
２３ 17.690 1.90 1.84666 23.78
２４ 13.333 7.92 1.48749 70.44
２５ -107.954 4.13
２６ -202.683 2.35 1.84666 23.78
２７ -25.845 0.70 1.72342 37.99
２８ 26.500 7.83
２９ 52.555 2.22 1.77250 49.62
３０ -77.461 2.82
３１ -16.135 1.00 1.72825 28.32
３２ -51.086 5.45
３３ 22.985 4.53 1.49700 81.61
３４ 491.635 11.26
３５ ∞ 4.2 1.51680 64.17
３６ ∞ 1
像面 ∞
各種データ
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
１ １ ６ 58.07
２ ７ １０ 104.58
３ｆｒ １１ １２ -25.70
３ｂａ １３ １７ -32.86
４ｆｒ １８ ２２ 41.09
４ｂａ ２３ ４０ 60.00
Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅ
無限遠物体（被写体距離；無限大）
広角端 中間点 望遠端
被写体との距離 ∞ ∞ ∞
第５面と第６面間 0.676 10.642 17.055
第９面と第１０面間 1.200 2.056 1.503
第１１面と第１２面間 5.766 4.904 5.476
第１７面と第１８面間 16.746 9.933 1.000
第２２面と第２３面間 4.146 1.000 3.500
近距離物体（被写体距離；最近接）
広角端 中間点 望遠端
被写体との距離 1070 1070 1070
第５面と第６面間 0.676 10.642 17.055
第９面と第１０面間 2.814 3.766 3.470
第１１面と第１２面間 4.153 3.072 3.516
第１７面と第１８面間 16.746 9.933 1.000
第２２面と第２３面間 4.146 1.000 3.500
ズームデータ
ズーム比ｆｔ／ｆｗ 2.73
広角 中間 望遠
焦点距離 35.81 61.72 97.69
画角（２ω） 33.57 19.85 12.62
ＢＦ 0.99 0.96 1.00
レンズ全長 120.00 120.00 120.00
Ｆナンバー 2.85 2.85 2.85
上記の面データにおいて、面番号は、図９に示した各レンズ面に付した符号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）の番号ｉが対応する。

以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例６の撮像レンズ１Ｆにおける各収差を図３０ないし図３３に示す。

上記に列挙した実施例１〜６の大口径変倍光学系１Ａ〜１Ｆに、上述した条件式（１）〜（８）を当てはめた場合のそれぞれの数値を、表１に示す。

以上、説明したように、上記実施例１〜６における変倍光学系１Ａ〜１Ｆは、上述の要件を満足している結果、合焦の際に移動する光学系のより軽量化を達成することができる。

例えば、５Ｍピクセル、８Ｍピクセルおよび１０Ｍピクセル等のクラス（グレード）の高画素な撮像素子１７は、撮像素子１７のサイズが一定の場合には画素ピッチが短くなるため（画素面積が狭くなるため）、大口径変倍光学系１は、この画素ピッチに応じた解像度が必要となり、その所要の解像度で例えばＭＴＦで大口径変倍光学系１を評価した場合に例えば仕様等によって規定された所定の範囲内に諸収差を抑える必要があるが、上記実施例１〜６における大口径変倍光学系１Ａ〜１Ｆは、各収差図に示す通り、所定の範囲内で諸収差が抑えられている。

なお、上記実施例１〜６では、連続的に変倍する変倍光学系１Ａ〜１Ｆを示しているが、よりコンパクト化するために、同一の光学構成での２焦点切り換えの大口径変倍光学系１であってもよい。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

ＡＸ 光軸
１、１Ａ〜１Ｆ 大口径変倍光学系
１１、Ｇｒ１ 第１レンズ群
１２、Ｇｒ２ 第２レンズ群
１３、Ｇｒ３ 第３レンズ群
１４、Ｇｒ４ 第４レンズ群
１５、Ｇｒ５ 第５レンズ群
１７、ＳＲ 撮像素子
３ 撮像装置

Claims (9)

1. 物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する最も像面側に配置される最終レンズ群とを備え、
   前記第３レンズ群は、負の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する後群とから成り、前記第３レンズ群の前群は、単レンズから構成され、前記単レンズは、下記（２）の条件式を満たし、
   広角端から望遠端への変倍時に、前記最終レンズ群は、固定であって、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記前群および前記後群は、それぞれ独立に移動し、少なくとも前記第２レンズ群と第３レンズ群は、像側に移動し、
   無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第３レンズ群の前群を像側に移動することによって合焦し、
   下記（１）の条件式を満たすことを特徴とする大口径変倍光学系。
   −１．２＜ｆ３ｆ／ｆｗ＜−０．６ ・・・（１）
   ０．８５＜（ＣＲ１−ＣＲ２）／（ＣＲ１＋ＣＲ２）＜１．１ ・・・（２）
   ただし、
   ｆ３ｆ：第３レンズ群における前群の焦点距離
   ｆｗ：広角端での全系の焦点距離
   ＣＲ１：前記単レンズにおける物体側の曲率半径
   ＣＲ２：前記単レンズにおける像面側の曲率半径
2. 下記（３）の条件式を満たすこと
   を特徴とする請求項１に記載の大口径変倍光学系。
   ０．６＜ｆ３ｆ／ｆ３ｒ＜１．２ ・・・（３）
   ただし、
   ｆ３ｆ：第３レンズ群における前群の焦点距離
   ｆ３ｒ：第３レンズ群における後群の焦点距離
3. 下記（４）の条件式を満たすこと
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の大口径変倍光学系。
   ０．８＜ｆ１／ｆ２＜１．５ ・・・（４）
   ただし、
   ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
   ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
4. 下記（５）の条件式を満たすこと
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の大口径変倍光学系。
   １．７＜ｆ２／ｆｗ＜２．６ ・・・（５）
5. 下記（６）の条件式を満たすこと
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の大口径変倍光学系。
   １．１＜β２ｔ／β２ｗ＜１．３ ・・・（６）
   ただし、
   β２ｔ：望遠端での第２レンズ群の横倍率
   β２ｗ：広角端での第２レンズ群の横倍率
6. 前記最終レンズ群における最も像面側に配置される最像面側レンズは、物体側に凸の正単レンズから構成され、
   下記（７）の条件式を満たすこと
   を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の大口径変倍光学系。
   １．３＜ｆｒｒ／ｆｗ＜１．８ ・・・（７）
   ただし、
   ｆｒｒ：最終レンズ群における最像面側レンズの焦点距離
7. 前記最終レンズ群は、絞りより像側が正の屈折力を有するＡ群と、負の屈折力を有するＢ群と、正の屈折力を有するＣ群からなり、
   前記Ｂ群を光軸に対し垂直な方向に移動することによって手振れ補正を行い、
   下記（８）の条件式を満たすこと
   を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の大口径変倍光学系。
   −０．８＜ｆｒｂ／ｆｒｃ＜−０．３５ ・・・（８）
   ただし、
   ｆｒｂ：最終レンズ群におけるＢ群の焦点距離
   ｆｒｃ：最終レンズ群におけるＣ群の焦点距離
8. 前記最終レンズ群のＢ群は、物体側から正レンズと負レンズの２枚のレンズから成ること
   を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の大口径変倍光学系。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の大口径変倍光学系と、
   光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、
   前記大口径変倍光学系が前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能とされていること
   を特徴とする撮像装置。

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