JP5846065B2 - 望遠レンズ，撮像光学装置及びデジタル機器 - Google Patents
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Description
本発明は望遠レンズ，撮像光学装置及びデジタル機器に関するものである。例えば、被写体の映像を撮像素子（例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型イメージセンサ，ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）型イメージセンサ等の固体撮像素子）で取り込むレンズ交換式デジタルカメラに適したコンパクトで大口径の望遠レンズと、その望遠レンズ及び撮像素子で取り込んだ被写体の映像を電気的な信号として出力する撮像光学装置と、その撮像光学装置を搭載したデジタルカメラ等の画像入力機能付きデジタル機器と、に関するものである。
近年のレンズ交換式カメラではデジタルカメラが一般的になっており、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いる。動画撮影時には音声も同時に記録されるため、カメラやレンズからの作動音を極力抑える必要がある。レンズ側の作動音として問題となるのは、フォーカスや手振れ補正のために用いられるアクチュエーターの作動音である。したがって静音化を図る必要があるが、アクチュエーターの作動音を低減するためには、フォーカスで移動するレンズ群（すなわちフォーカス群）のより一層の軽量化が撮影レンズの設計に求められる。
また、近年のミラーレス一眼カメラでは、コントラストＡＦ(autofocus)によりＡＦ動作を行うものが一般化してきている。そして、コントラスト方式でオートフォーカスを高速で連続して行うための方法として、一部のレンズ群を光軸方向に高速でウォブリングさせて、合焦状態を作り出す方法が知られている。その方法を採用する際には、フォーカスを高速で駆動させるために、移動レンズをより軽量化することが光学系に求められる。さらに、ウォブリング時には被写体の大きさの変化に注意する必要がある。フォーカスにより焦点距離（倍率）の変化が生じると、ウォブリング動作時に被写体の大きさが不連続に変化するため違和感が生じる。したがって光学系には、フォーカスによる倍率の変化が小さいことが求められる。
交換レンズ用の大口径望遠レンズとしては、正パワーの第１群をフォーカシング時固定とし、３枚のレンズから成る負パワーの第２群を無限遠から近接へのフォーカシング時に物体側から像側に移動させることにより合焦を行うインナーフォーカス構成を有するものが、特許文献１で提案されている。また、正パワーの第１群をフォーカシング時固定とし、２枚のレンズから成る負パワーの第２群を無限遠から近接へのフォーカシング時に物体側から像側に移動させることにより合焦を行うインナーフォーカス構成を有するものが、特許文献２で提案されている。
大口径の望遠レンズは、スポーツ等の撮影にも多く用いられることから、フォーカスの合焦スピードをより早くするという要求に応えるため、特許文献１，２で提案されているようなインナーフォーカスの構成が適している。しかし、いずれのタイプもフォーカス群の重量が重く、高速でオートフォーカスさせるためには機構設計にかなりの負荷が必要な構成となっている。また、近年の動画対応を行うという点では、ウォブリング駆動が困難な構成となっている。
また特許文献２記載のレンズ系では、手振れ補正時に固定の第３群を物体側から正負正の３つのサブ群に分割し、負パワーのサブ群を光軸に対して垂直に移動させることにより、像ブレの補正を行う構成となっている。望遠レンズ系では像ブレのために補正するレンズ群の移動量が大きくなるため、特許文献２記載のレンズ系では、正のサブ群の像側に負のサブ群を配置し、正のサブ群で光線を収斂することによって負のサブ群の小型化を図っている。しかし、負のサブ群の傾きによる偏心の敏感度が高くなるため、製造が難しくなるという課題がある。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、大口径であってフォーカス群が軽量化された小型で高性能な手振れ補正機能を有する望遠レンズ，それを備えた撮像光学装置及びデジタル機器を提供することにある。
上記目的を達成するために、第１の発明の望遠レンズは、物体側から順に、正パワーを有する第１群と、負パワーを有する第２群と、正パワーを有する第３群と、負パワーを有する第４群と、から成り、無限遠から近距離へのフォーカシングにおいて、前記第１群と前記第４群が位置固定であり、前記第２群と前記第３群が互いに異なる移動量で移動する望遠レンズであって、前記第４群が、物体側から順に、負パワーを有する第１サブ群と、負パワーを有する第２サブ群と、正パワーを有する第３サブ群と、から構成され、前記第２サブ群を光軸に対して垂直に移動させることにより手振れ補正を行い、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
５＜ｆ４ａ／ｆ４ｂ＜４０ …（１）
ただし、
ｆ４ａ：第１サブ群の焦点距離、
ｆ４ｂ：第２サブ群の焦点距離、
である。
５＜ｆ４ａ／ｆ４ｂ＜４０ …（１）
ただし、
ｆ４ａ：第１サブ群の焦点距離、
ｆ４ｂ：第２サブ群の焦点距離、
である。
第２の発明の望遠レンズは、上記第１の発明において、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする。
−０．８＜ｆ４ｂ／ｆ４ｃ＜−０．５５ …（２）
ただし、
ｆ４ｂ：第２サブ群の焦点距離、
ｆ４ｃ：第３サブ群の焦点距離、
である。
−０．８＜ｆ４ｂ／ｆ４ｃ＜−０．５５ …（２）
ただし、
ｆ４ｂ：第２サブ群の焦点距離、
ｆ４ｃ：第３サブ群の焦点距離、
である。
第３の発明の望遠レンズは、上記第１又は第２の発明において、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする。
−２＜ｆ２／ｆ３＜−１．１５ …（３）
ただし、
ｆ２：第２群の焦点距離、
ｆ３：第３群の焦点距離、
である。
−２＜ｆ２／ｆ３＜−１．１５ …（３）
ただし、
ｆ２：第２群の焦点距離、
ｆ３：第３群の焦点距離、
である。
第４の発明の望遠レンズは、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする。
５＜｜Ｍ３／Ｍ２｜＜１８ …（４）
ただし、
Ｍ２：第２群の無限遠から最近接距離までのフォーカシング時の移動量、
Ｍ３：第３群の無限遠から最近接距離までのフォーカシング時の移動量、
である。
５＜｜Ｍ３／Ｍ２｜＜１８ …（４）
ただし、
Ｍ２：第２群の無限遠から最近接距離までのフォーカシング時の移動量、
Ｍ３：第３群の無限遠から最近接距離までのフォーカシング時の移動量、
である。
第５の発明の望遠レンズは、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする。
０．３＜ｆ３／ｆＬ＜０．８ …（５）
ただし、
ｆ３：第３群の焦点距離、
ｆＬ：全系の無限遠フォーカシング時の焦点距離、
である。
０．３＜ｆ３／ｆＬ＜０．８ …（５）
ただし、
ｆ３：第３群の焦点距離、
ｆＬ：全系の無限遠フォーカシング時の焦点距離、
である。
第６の発明の望遠レンズは、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、以下の条件式（６）を満足することを特徴とする。
−０．８＜ｆ２／ｆＬ＜−０．４ …（６）
ただし、
ｆ２：第２群の焦点距離、
ｆＬ：全系の無限遠フォーカシング時の焦点距離、
である。
−０．８＜ｆ２／ｆＬ＜−０．４ …（６）
ただし、
ｆ２：第２群の焦点距離、
ｆＬ：全系の無限遠フォーカシング時の焦点距離、
である。
第７の発明の望遠レンズは、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記第２群が以下の条件式（７）を満足する単レンズから成ることを特徴とする。
０．１２＜（ＣＲ１−ＣＲ２）／（ＣＲ１＋ＣＲ２）＜０．２２ …（７）
ただし、
ＣＲ１：第２群の物体側面の曲率半径、
ＣＲ２：第２群の像面側面の曲率半径、
である。
０．１２＜（ＣＲ１−ＣＲ２）／（ＣＲ１＋ＣＲ２）＜０．２２ …（７）
ただし、
ＣＲ１：第２群の物体側面の曲率半径、
ＣＲ２：第２群の像面側面の曲率半径、
である。
第８の発明の望遠レンズは、上記第１〜第７のいずれか１つの発明において、前記第２群が以下の条件式（８）を満足する単レンズから成ることを特徴とする。
２３．０＜νｄ＿２＜３５．０ …（８）
ただし、
νｄ＿２：第２群を構成する単レンズのアッベ数、
である。
２３．０＜νｄ＿２＜３５．０ …（８）
ただし、
νｄ＿２：第２群を構成する単レンズのアッベ数、
である。
第９の発明の望遠レンズは、上記第１〜第８のいずれか１つの発明において、以下の条件式（９）及び（１０）を満足することを特徴とする。
０．５５＜ｆ１／ｆＬ＜０．８ …（９）
１．８＜ｆＬ／（２×Ｆｎ×ｈ２ｆ）＜２．３ …（１０）
ただし、
ｆ１：第１群の焦点距離、
ｆＬ：全系の無限遠フォーカシング時の焦点距離、
Ｆｎ：無限遠フォーカシング時のＦナンバー、
ｈ２ｆ：軸上光束に含まれる光線のうち絞りを光軸からの最大高さで通る光線を軸上マージナル光線とするとき、第２群の物体側面での軸上マージナル光線の光軸からの高さ、
である。
０．５５＜ｆ１／ｆＬ＜０．８ …（９）
１．８＜ｆＬ／（２×Ｆｎ×ｈ２ｆ）＜２．３ …（１０）
ただし、
ｆ１：第１群の焦点距離、
ｆＬ：全系の無限遠フォーカシング時の焦点距離、
Ｆｎ：無限遠フォーカシング時のＦナンバー、
ｈ２ｆ：軸上光束に含まれる光線のうち絞りを光軸からの最大高さで通る光線を軸上マージナル光線とするとき、第２群の物体側面での軸上マージナル光線の光軸からの高さ、
である。
第１０の発明の撮像光学装置は、上記第１〜第９のいずれか１つの発明に係る望遠レンズと、受光面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像が形成されるように前記望遠レンズが設けられていることを特徴とする。
第１１の発明のデジタル機器は、上記第１０の発明に係る撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とする。
本発明によれば、手振れ補正機能を高性能化するための条件が適切に設定された構成になっているため、大口径であってフォーカス群が軽量化されているにもかかわらず、小型で高性能な手振れ補正機能を有する望遠レンズ及び撮像光学装置を実現することができる。その大口径でコンパクトな望遠レンズ又は撮像光学装置をデジタル機器（例えばデジタルカメラ）に用いることによって、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能をコンパクトに付加することが可能となる。例えば、フォーカス群の軽量化により、フォーカスに用いられるアクチュエーターの作動音を低減して静音化を達成することが可能となる。また、手振れ補正群の傾きの敏感度が小さくなることにより、手振れ補正時の収差劣化を抑えることが可能となる。
以下、本発明に係る望遠レンズ，撮像光学装置及びデジタル機器を説明する。本発明に係る望遠レンズは、物体側から順に、正パワーを有する第１群と、負パワーを有する第２群と、正パワーを有する第３群と、負パワーを有する第４群と、から成り（パワー：焦点距離の逆数で定義される量）、無限遠から近距離へのフォーカシングにおいて、前記第１群と前記第４群が位置固定であり、前記第２群と前記第３群が互いに異なる移動量で移動する望遠レンズであって、前記第４群が、物体側から順に、負パワーを有する第１サブ群と、負パワーを有する第２サブ群と、正パワーを有する第３サブ群と、から構成され、前記第２サブ群を光軸に対して垂直に移動させることにより手振れ補正を行う構成となっている。そして、以下の条件式（１）を満足することを特徴としている。
５＜ｆ４ａ／ｆ４ｂ＜４０ …（１）
ただし、
ｆ４ａ：第１サブ群の焦点距離、
ｆ４ｂ：第２サブ群の焦点距離、
である。
５＜ｆ４ａ／ｆ４ｂ＜４０ …（１）
ただし、
ｆ４ａ：第１サブ群の焦点距離、
ｆ４ｂ：第２サブ群の焦点距離、
である。
手振れ補正を行うレンズ群（すなわち、手振れ補正群）に要求される必要条件として、光学的には光軸に対して垂直方向に変動させた際に結像性能の劣化が少ないこと、鏡胴構成上は移動量が少なく軽量であること、が挙げられる。手振れ補正群を軽量化するためには、レンズ枚数を少なくすることと、レンズ外径を抑えることが必要である。また、手振れ補正群を光軸に対して垂直方向に移動させて像ブレ補正を行うため、手ぶれ補正群が光軸に対して垂直に移動した際の偏心による収差劣化（つまり、偏心による敏感度）を必然的に小さくする必要がある。一方、手ぶれ補正群の傾きは、その駆動を行う鏡枠の精度に依存し、傾きによる収差劣化の敏感度が大きいと性能劣化が大きくなり問題となる。第４群を物体側から順に負負正の第１〜第３サブ群に分けて、第２サブ群を手ぶれ補正群とすれば、第２サブ群の傾きの敏感度を小さくして上記のような条件を満たすことが可能である。
条件式（１）は、第４群を構成する第１，第２サブ群のパワーに関する好ましい条件範囲を規定している。条件式（１）の上限を越えると、第１サブ群のパワーが弱くなりすぎて第１サブ群での発散力が弱くなるため、傾きの敏感度が大きくなり、傾きの収差劣化（例えばコマ収差の劣化）が大きくなってしまう。条件式（１）の下限を越えると、第１サブ群のパワーが強くなりすぎて相対的に第２サブ群のパワーが弱くなるため、ブレ補正時の第２サブ群の光軸に対して垂直方向の移動量が大きくなる。その結果、垂直方向で発生する偏芯のコマ収差の劣化が生じるとともに、小型化を達成することも困難になる。
上記特徴的構成によると、手振れ補正機能を高性能化するための条件が適切に設定された構成になっているため、大口径であってフォーカス群が軽量化されているにもかかわらず、小型で高性能な手振れ補正機能を有する望遠レンズ及び撮像光学装置を実現することができる。その大口径でコンパクトな望遠レンズ又は撮像光学装置をデジタルカメラ等のデジタル機器に用いれば、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能を軽量・コンパクトに付加することが可能となり、デジタル機器のコンパクト化，低コスト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。
例えば、フォーカス群の軽量化により、フォーカスに用いられるアクチュエーターの作動音を低減して静音化を達成することが可能となり、また、手振れ補正群の傾きの敏感度が小さくなることにより、手振れ補正時の収差劣化を抑えることが可能となる。また、本発明に係る望遠レンズは、ミラーレスタイプのレンズ交換式デジタルカメラ用の交換レンズとして好適であるため、持ち運びに便利な軽量・小型の交換レンズを実現することができる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能，小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。
以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
−０．８＜ｆ４ｂ／ｆ４ｃ＜−０．５５ …（２）
ただし、
ｆ４ｂ：第２サブ群の焦点距離、
ｆ４ｃ：第３サブ群の焦点距離、
である。
−０．８＜ｆ４ｂ／ｆ４ｃ＜−０．５５ …（２）
ただし、
ｆ４ｂ：第２サブ群の焦点距離、
ｆ４ｃ：第３サブ群の焦点距離、
である。
条件式（２）は、第４群を構成する第２，第３サブ群のパワーに関する好ましい条件範囲を規定している。条件式（２）の上限を越えると、第２サブ群のパワーが強くなりすぎて手振れ補正時の性能劣化（主にコマ収差）が大きくなるため望ましくない。条件式（２）の下限を越えると、第３サブ群のパワーが強くなりすぎて第３サブ群中で発生するコマ収差が強くなり、その補正が困難になる。
以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
−２＜ｆ２／ｆ３＜−１．１５ …（３）
ただし、
ｆ２：第２群の焦点距離、
ｆ３：第３群の焦点距離、
である。
−２＜ｆ２／ｆ３＜−１．１５ …（３）
ただし、
ｆ２：第２群の焦点距離、
ｆ３：第３群の焦点距離、
である。
フォーカス群の軽量化により高速のフォーカシングを達成するためにレンズ枚数を減らすと、それにより収差（主に球面収差）発生し、単独のフォーカス群でフォーカスによる収差変動を補正することが困難になる。そこで本発明に係る望遠レンズでは、主に第３群でフォーカシングを行い、そのフォーカシング時に生じる球面収差変動を、第２群が補正するように移動する構成としている。つまり、第３群は比較的強い正のパワーを持つため、単独でフォーカス群が物体側に移動した際は球面収差がオーバー側に倒れる傾向となるが、第２群が同時に移動することにより、球面収差を良好なレベルに補正することを可能としている。
前記条件式（３）を満たすことにより、良好なフォーカス性能を達成することができる。条件式（３）の上限を越えると、第２群のパワーが強くなりすぎて、第２群で発生する色収差を補正することが困難になる。また、結果として曲率が強くなるため、レンズ重量が増加し、フォーカス群の軽量化によりフォーカシングの高速化を達成することが困難になる。条件式（３）の下限を越えると、第３群のパワーが強くなりすぎるため、第２群で球面収差の補正を行うことが困難になる。
以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
５＜｜Ｍ３／Ｍ２｜＜１８ …（４）
ただし、
Ｍ２：第２群の無限遠から最近接距離までのフォーカシング時の移動量、
Ｍ３：第３群の無限遠から最近接距離までのフォーカシング時の移動量、
である。
５＜｜Ｍ３／Ｍ２｜＜１８ …（４）
ただし、
Ｍ２：第２群の無限遠から最近接距離までのフォーカシング時の移動量、
Ｍ３：第３群の無限遠から最近接距離までのフォーカシング時の移動量、
である。
条件式（４）は、第２群と第３群との移動比率に関する好ましい条件範囲を規定している。この条件式（４）の上限を越えると、第２群の移動量が小さくなり、その際に球面収差の補正効果を出すためには第２群のパワーを強くする必要が生じる。パワーが強くなるとフォーカス移動時の球面収差変動の感度が強くなりすぎて、フォーカス移動時の間隔精度を保証することが困難になるので望ましくない。条件式（４）の下限を越えると、第２群の移動量が増加し、全体としてフォーカス群を移動させるための空間をより多く確保する必要が生じるため、第１群の正のパワーがより強くなり、第１群で発生する球面収差と縦色収差の補正が困難になるため望ましくない。
以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．３＜ｆ３／ｆＬ＜０．８ …（５）
ただし、
ｆ３：第３群の焦点距離、
ｆＬ：全系の無限遠フォーカシング時の焦点距離、
である。
０．３＜ｆ３／ｆＬ＜０．８ …（５）
ただし、
ｆ３：第３群の焦点距離、
ｆＬ：全系の無限遠フォーカシング時の焦点距離、
である。
条件式（５）は、第３群の正のパワーに関する好ましい条件範囲を規定している。第３群は、主にフォーカスを行う作用をもっている。条件式（５）の上限を越えると、第３群の正のパワーが弱くなりすぎて、第３群の移動量が大きくなるため、フォーカスに必要となる間隔をより多く確保する必要が生じる。このため、第１群のパワーが強くなり、第１群で発生する球面収差と縦色収差の補正が困難になるため望ましくない。逆に、条件式（５）の下限を越えると、第３群のパワーが強くなりすぎるため、第２群で発生する球面収差が大きくなりすぎて補正することが困難になってしまう。
以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
−０．８＜ｆ２／ｆＬ＜−０．４ …（６）
ただし、
ｆ２：第２群の焦点距離、
ｆＬ：全系の無限遠フォーカシング時の焦点距離、
である。
−０．８＜ｆ２／ｆＬ＜−０．４ …（６）
ただし、
ｆ２：第２群の焦点距離、
ｆＬ：全系の無限遠フォーカシング時の焦点距離、
である。
条件式（６）は、第２群の負のパワーに関する好ましい条件範囲を規定している。第２群には、主なフォーカスを行う第３群に対してその発生する収差を補正する作用を持たせている。条件式（６）の上限を越えると、第２群の負のパワーが強くなりすぎて、第２群で発生する色収差を補正することが困難になる。逆に、条件式（６）の下限を越えると、第２群のパワーが弱くなりすぎるため、第３群で発生する球面収差を補正することができなくなってしまう。
前記第２群は、以下の条件式（７）を満足する単レンズから成ることが望ましい。
０．１２＜（ＣＲ１−ＣＲ２）／（ＣＲ１＋ＣＲ２）＜０．２２ …（７）
ただし、
ＣＲ１：第２群の物体側面の曲率半径、
ＣＲ２：第２群の像面側面の曲率半径、
である。
０．１２＜（ＣＲ１−ＣＲ２）／（ＣＲ１＋ＣＲ２）＜０．２２ …（７）
ただし、
ＣＲ１：第２群の物体側面の曲率半径、
ＣＲ２：第２群の像面側面の曲率半径、
である。
第２群を単レンズで構成することにより、フォーカス群の軽量化を実現することができる。その単レンズが条件式（７）を満たすように像側に凹の曲率半径を小さくすれば、非点収差の発生を抑えることができる。条件式（７）の上限を越えると、凹の曲率半径が小さくなり、像側の凹の面で発生する球面収差が大きくなりすぎて、フォーカシング時の性能変動が大きくなるため望ましくない。条件式（７）の下限を越えると、物体側の曲率半径が小さくなり像側との曲率半径の差が少なくなるため、球面収差の補正効果が弱くなる。その結果、近接時の球面収差の発生が大きくなるため望ましくない。
前記第２群は、以下の条件式（８）を満足する単レンズから成ることが望ましい。
２３．０＜νｄ＿２＜３５．０ …（８）
ただし、
νｄ＿２：第２群を構成する単レンズのアッベ数、
である。
２３．０＜νｄ＿２＜３５．０ …（８）
ただし、
νｄ＿２：第２群を構成する単レンズのアッベ数、
である。
条件式（８）の下限を越えると、ガラス材料の屈折率が高くなるため、第２群のパワーが強くなることにより、フォーカス移動時の球面収差変動の感度が強くなりすぎてしまう。その結果、フォーカス移動時の間隔精度を補償することが困難になる。条件式（８）の上限を越えると、第３群のフォーカス移動に伴って生じる軸上色収差を補正することが困難になってしまう。
以下の条件式（９）及び（１０）を満足することが望ましい。
０．５５＜ｆ１／ｆＬ＜０．８ …（９）
１．８＜ｆＬ／（２×Ｆｎ×ｈ２ｆ）＜２．３ …（１０）
ただし、
ｆ１：第１群の焦点距離、
ｆＬ：全系の無限遠フォーカシング時の焦点距離、
Ｆｎ：無限遠フォーカシング時のＦナンバー、
ｈ２ｆ：軸上光束に含まれる光線のうち絞りを光軸からの最大高さで通る光線を軸上マージナル光線とするとき、第２群の物体側面での軸上マージナル光線の光軸からの高さ、
である。
０．５５＜ｆ１／ｆＬ＜０．８ …（９）
１．８＜ｆＬ／（２×Ｆｎ×ｈ２ｆ）＜２．３ …（１０）
ただし、
ｆ１：第１群の焦点距離、
ｆＬ：全系の無限遠フォーカシング時の焦点距離、
Ｆｎ：無限遠フォーカシング時のＦナンバー、
ｈ２ｆ：軸上光束に含まれる光線のうち絞りを光軸からの最大高さで通る光線を軸上マージナル光線とするとき、第２群の物体側面での軸上マージナル光線の光軸からの高さ、
である。
フォーカス群の重量を低減するためには、レンズ枚数を低減することと、レンズの体積を低減することが重要になる。レンズの体積を低減する上で特に重要となるのは、外径サイズの低減である。外径サイズの低減を図るためには、フォーカス群に入射する光線高さをなるべく低くする必要がある。光線高さを低くするためには、フォーカス群より物体側の正の群のパワーを強くすることと、間隔を十分に確保することが必要である。
条件式（９）の上限を越えると、第１群の焦点距離が長くなりすぎてフォーカス群に入射する光線高さを抑えることが困難となり、結果として、フォーカス群の重量が増加するため望ましくない。逆に、条件式（９）の下限を越えると、第１群の焦点距離が短くなりすぎて、第１群で発生する球面収差と色収差を補正することが困難になる。
条件式（１０）の上限を越えると、第１群のパワーが強くなりすぎて第１群内で発生する像面湾曲の補正が困難となる。条件式（１０）の下限を越えると、光線高さを抑えることが困難となるため、フォーカス群の重量が増加し望ましくない。
本発明に係る望遠レンズは、画像入力機能付きデジタル機器（例えば、デジタルカメラ）用の撮像レンズとしての使用に適しており、これを撮像素子等と組み合わせることにより、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像光学装置を構成することができる。撮像光学装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成す光学装置であり、例えば、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の光学像を形成する望遠レンズと、その望遠レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えることにより構成される。そして、撮像素子の受光面（すなわち撮像面）上に被写体の光学像が形成されるように、前述した特徴的構成を有する望遠レンズが配置されることにより、小型・低コストで高い性能を有する撮像光学装置やそれを備えたデジタル機器を実現することができる。
画像入力機能付きデジタル機器の例としては、デジタルカメラ，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等のカメラが挙げられる。また、パーソナルコンピュータ，携帯用デジタル機器（例えば、携帯電話，スマートフォン，モバイルコンピュータ等），これらの周辺機器（スキャナー，プリンター等），その他のデジタル機器等に内蔵又は外付けによりカメラ機能が搭載されたものが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像光学装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像光学装置を搭載することによりカメラ機能を付加することが可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。
図４１に、画像入力機能付きデジタル機器の一例として、デジタル機器ＤＵの概略構成例を模式的断面で示す。図４１に示すデジタル機器ＤＵに搭載されている撮像光学装置ＬＵは、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の光学像（像面）ＩＭを形成する望遠レンズＬＮ（ＡＸ：光軸）と、平行平面板ＰＴ（撮像素子ＳＲのカバーガラス；必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター，赤外カットフィルター等の光学フィルター等に相当する。）と、望遠レンズＬＮにより受光面（撮像面）ＳＳ上に形成された光学像ＩＭを電気的な信号に変換する撮像素子ＳＲと、を備えている。この撮像光学装置ＬＵで画像入力機能付きデジタル機器ＤＵを構成する場合、通常そのボディ内部に撮像光学装置ＬＵを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像光学装置ＬＵをデジタル機器ＤＵの本体に対して着脱自在又は回動自在に構成することが可能である。
撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ型イメージセンサ，ＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子が用いられる。望遠レンズＬＮは、撮像素子ＳＲの光電変換部である受光面ＳＳ上に被写体の光学像ＩＭが形成されるように設けられているので、望遠レンズＬＮによって形成された光学像ＩＭは、撮像素子ＳＲによって電気的な信号に変換される。
デジタル機器ＤＵは、撮像光学装置ＬＵの他に、信号処理部１，制御部２，メモリ３，操作部４，表示部５等を備えている。撮像素子ＳＲで生成した信号は、信号処理部１で所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が必要に応じて施され、デジタル映像信号としてメモリ３（半導体メモリ，光ディスク等）に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号等に変換されたりして他の機器に伝送される（例えば携帯電話の通信機能）。制御部２はマイクロコンピュータから成っており、撮影機能（静止画撮影機能，動画撮影機能等），画像再生機能等の機能の制御；フォーカシング，手ぶれ補正等のためのレンズ移動機構の制御等を集中的に行う。例えば、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方を行うように、制御部２により撮像光学装置ＬＵに対する制御が行われる。表示部５は液晶モニター等のディスプレイを含む部分であり、撮像素子ＳＲによって変換された画像信号あるいはメモリ３に記録されている画像情報を用いて画像表示を行う。操作部４は、操作ボタン（例えばレリーズボタン），操作ダイヤル（例えば撮影モードダイヤル）等の操作部材を含む部分であり、操作者が操作入力した情報を制御部２に伝達する。
望遠レンズＬＮは、正負正負の４群構成になっており、第１群及び第４群の位置を像面ＩＭに対して固定した状態で、第２群と第３群をその群間隔が変化するように光軸ＡＸに沿って移動させることにより、近距離物体へのフォーカシングを行い、撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上に光学像ＩＭを形成する構成になっている。なお、望遠レンズＬＮのスペックとしては、像高Ｙ’が約１１ｍｍ、全系の焦点距離が３５ｍｍフォーマット換算で３００ｍｍ以上（２００〜６００ｍｍ程度）を想定している。
ここで、第１〜第５の実施の形態を挙げて、望遠レンズＬＮの具体的な光学構成を更に詳しく説明する。図１〜図５は、第１〜第５の実施の形態を構成する望遠レンズＬＮにそれぞれ対応するレンズ構成図であり、第１フォーカスポジションＰＯＳ１（被写体無限遠状態）と第３フォーカスポジションＰＯＳ３（被写体最近接状態）でのレンズ配置を光学断面で示している。レンズ構成図中の矢印ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４は、第１フォーカスポジションＰＯＳ１から第３フォーカスポジションＰＯＳ３へのフォーカシングにおける第１群Ｇｒ１，第２群Ｇｒ２，第３群Ｇｒ３，第４群Ｇｒ４の移動をそれぞれ模式的に示している。ただし、フォーカス群は第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３であり、被写体無限遠状態ＰＯＳ１から被写体最近接状態ＰＯＳ３へのフォーカシングにおいて、第２群Ｇｒ２と第３群Ｇｒ３は互いに異なる移動量で物体側へ移動し、第１群Ｇｒ１及び第４群Ｇｒ４は位置固定である。
第２群Ｇｒ２は、単レンズで構成されている。第３群Ｇｒ３は、単レンズ（第１，第２，第４，第５の実施の形態）又は負レンズと正レンズとから成る接合レンズ（第３の実施の形態）で構成されている。第４群Ｇｒ４は、物体側から順に、負パワーを有する第１サブ群ＧｒＡと、負パワーを有する第２サブ群ＧｒＢと、正パワーを有する第３サブ群ＧｒＣと、から構成されており、パワーを有しない光学要素としては絞りＳＴを最も物体側に有している。３つのサブ群のうち、第２サブ群ＧｒＢが手振れ補正群であり、矢印ｍＣで示すように、光軸ＡＸに対して垂直に移動することにより手振れ補正が行われる。
第１の実施の形態の望遠レンズＬＮ（図１）は、正負正負の４群構成になっており、各群は以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、物体側から順に、両凸の正レンズと、両凸の正レンズと、両凹の負レンズと、両凸の正レンズと、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、から成っている。第２群Ｇｒ２は、像側に凹の負メニスカスレンズ１枚から成っている。第３群Ｇｒ３は、物体側に凸の正メニスカスレンズ１枚から成っている。第４群Ｇｒ４は、物体側から順に、絞りＳＴと、第１サブ群ＧｒＡと、第２サブ群ＧｒＢと、第３サブ群ＧｒＣと、から成っている。第１サブ群ＧｒＡは、物体側に凹の負メニスカスレンズ１枚から成っている。第２サブ群ＧｒＢは、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、両凹の負レンズと、から成っている。第３サブ群ＧｒＣは、両凸の正レンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズから成る接合レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、から成っている。
第２の実施の形態の望遠レンズＬＮ（図２）は、正負正負の４群構成になっており、各群は以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、物体側から順に、両凸の正レンズと、両凸の正レンズと、両凹の負レンズと、両凸の正レンズと、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、から成っている。第２群Ｇｒ２は、像側に凹の負メニスカスレンズ１枚から成っている。第３群Ｇｒ３は、物体側に凸の正メニスカスレンズ１枚から成っている。第４群Ｇｒ４は、物体側から順に、絞りＳＴと、第１サブ群ＧｒＡと、第２サブ群ＧｒＢと、第３サブ群ＧｒＣと、から成っている。第１サブ群ＧｒＡは、物体側に凹の負メニスカスレンズ１枚から成っている。第２サブ群ＧｒＢは、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、両凹の負レンズと、から成っている。第３サブ群ＧｒＣは、両凸の正レンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズから成る接合レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、から成っている。
第３の実施の形態の望遠レンズＬＮ（図３）は、正負正負の４群構成になっており、各群は以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、物体側から順に、両凸の正レンズと、両凸の正レンズと、両凹の負レンズと、両凸の正レンズと、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、から成っている。第２群Ｇｒ２は、像側に凹の負メニスカスレンズ１枚から成っている。第３群Ｇｒ３は、像側に凹の負メニスカスレンズ及び物体側に凸の正メニスカスレンズから成る接合レンズ１枚から成っている。第４群Ｇｒ４は、物体側から順に、絞りＳＴと、第１サブ群ＧｒＡと、第２サブ群ＧｒＢと、第３サブ群ＧｒＣと、から成っている。第１サブ群ＧｒＡは、両凹の負レンズ１枚から成っている。第２サブ群ＧｒＢは、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、両凹の負レンズと、から成っている。第３サブ群ＧｒＣは、両凸の正レンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズから成る接合レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、から成っている。
第４の実施の形態の望遠レンズＬＮ（図４）は、正負正負の４群構成になっており、各群は以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、物体側から順に、物体側に凸の正メニスカスレンズと、両凸の正レンズと、両凹の負レンズと、両凸の正レンズと、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、から成っている。第２群Ｇｒ２は、像側に凹の負メニスカスレンズ１枚から成っている。第３群Ｇｒ３は、物体側に凸の正メニスカスレンズ１枚から成っている。第４群Ｇｒ４は、物体側から順に、絞りＳＴと、第１サブ群ＧｒＡと、第２サブ群ＧｒＢと、第３サブ群ＧｒＣと、から成っている。第１サブ群ＧｒＡは、像側に凹の平凹レンズ１枚から成っている。第２サブ群ＧｒＢは、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、両凹の負レンズと、から成っている。第３サブ群ＧｒＣは、両凸の正レンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズから成る接合レンズと、両凸の正レンズと、から成っている。
第５の実施の形態の望遠レンズＬＮ（図５）は、正負正負の４群構成になっており、各群は以下のように構成されている。第１群Ｇｒ１は、物体側から順に、物体側に凸の正メニスカスレンズと、両凸の正レンズと、両凹の負レンズと、両凸の正レンズと、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、から成っている。第２群Ｇｒ２は、像側に凹の負メニスカスレンズ１枚から成っている。第３群Ｇｒ３は、物体側に凸の正メニスカスレンズ１枚から成っている。第４群Ｇｒ４は、物体側から順に、絞りＳＴと、第１サブ群ＧｒＡと、第２サブ群ＧｒＢと、第３サブ群ＧｒＣと、から成っている。第１サブ群ＧｒＡは、像側に凹の負メニスカスレンズ１枚から成っている。第２サブ群ＧｒＢは、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、両凹の負レンズと、から成っている。第３サブ群ＧｒＣは、両凸の正レンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズから成る接合レンズと、両凸の正レンズと、から成っている。
以下、本発明を実施した望遠レンズの構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜５（ＥＸ１〜５）は、前述した第１〜第５の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第５の実施の形態を表すレンズ構成図（図１〜図５）は、対応する実施例１〜５の光学構成をそれぞれ示している。
各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号，曲率半径ｒ（ｍｍ），軸上面間隔ｄ（ｍｍ），ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に関する屈折率ｎｄ，ｄ線に関するアッベ数ｖｄを示す。また、各種データとして、全系の倍率（β），全系の焦点距離（ｆＬ，ｍｍ），全画角（２ω，°），バックフォーカス（ＢＦ，ｍｍ），レンズ全長（ＴＬ，ｍｍ），Ｆナンバー（Ｆｎｏ），像高（Ｙ’，ｍｍ），可変間隔データ（ｄｉ：フォーカシングにより変化する軸上面間隔，ｉ：面番号，ｄ０：被写体距離）を、第１フォーカスポジションＰＯＳ１（被写体無限遠状態），第２フォーカスポジションＰＯＳ２（被写体有限距離状態），第３フォーカスポジションＰＯＳ３（被写体最近接状態）のそれぞれについて示し、レンズ群データとして各レンズ群の焦点距離（ｍｍ）を示し、表１に各実施例の条件式対応値及び関連データを示す。なお、バックフォーカスは、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算長により表記しており、レンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。
図６〜図８，図９〜図１１，図１２〜図１４，図１５〜図１７，図１８〜図２０は、実施例１〜実施例５（ＥＸ１〜ＥＸ５）にそれぞれ対応する収差図であり、各フォーカスポジションＰＯＳ１〜３における諸収差を示している。図６〜図２０のそれぞれにおいて、（Ａ）は球面収差図、（Ｂ）は非点収差図、（Ｃ）は歪曲収差図である。球面収差図は、実線で示すｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する球面収差量、一点鎖線で示すＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）に対する球面収差量、破線で示すｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）に対する球面収差量を、それぞれ近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表しており、縦軸は瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値（すなわち相対瞳高さ）を表している。非点収差図において、破線Ｔはｄ線に対するタンジェンシャル像面、実線Ｓはｄ線に対するサジタル像面を、近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表しており、縦軸は像高（ＩＭＧ ＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。歪曲収差図において、横軸はｄ線に対する歪曲（単位：％）を表しており、縦軸は像高（ＩＭＧ ＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。なお、像高ＩＭＧ ＨＴの最大値は、像面ＩＭにおける最大像高Ｙ’（撮像素子ＳＲの受光面ＳＳの対角長の半分）に相当する。
図２１〜図２３，図２４〜図２６，図２７〜図２９，図３０〜図３２，図３３〜図３５は、実施例１〜実施例５（ＥＸ１〜ＥＸ５）にそれぞれ対応する横収差図であり、各フォーカスポジションＰＯＳ１〜３における通常時（偏心前）の横収差（ｍｍ）を示している。図２１〜図３５のそれぞれにおいて、（Ａ）〜（Ｅ）はタンジェンシャル光束での横収差を示しており、（Ｆ）〜（Ｊ）はサジタル光束での横収差を示している。また、ＲＥＬＡＴＩＶＥ ＦＩＥＬＤ ＨＥＩＧＨＴで表されている像高比（半画角ω°）での横収差を、実線で示すｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、一点鎖線で示すＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）、破線で示すｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）について示している。なお像高比は、像高を最大像高Ｙ’で規格化した相対的な像高である。
図３６〜図４０は、実施例１〜実施例５（ＥＸ１〜ＥＸ５）の手振れ補正時（偏心後）の第１フォーカスポジションＰＯＳ１（被写体無限遠状態）での横収差図であり、０．４度の角度の像ブレを手振れ補正群（すなわち第２サブ群ＧｒＢ）の偏心により補正したときの軸上及び軸外での横収差（ｍｍ）を示している。図３６〜図４０のそれぞれにおいて、（Ａ）〜（Ｃ）はタンジェンシャル光束での横収差、（Ｄ）〜（Ｆ）はサジタル光束での横収差をそれぞれ示しており、（Ａ）及び（Ｄ）は像高比−１（軸外）での横収差（センサー対角の７０％の位置に入射する光束の横収差）、（Ｂ）及び（Ｅ）は像高比＋１（軸外）での横収差（センサー対角の７０％の位置に入射する光束の横収差）、（Ｃ）及び（Ｆ）は像高比０（軸上）での横収差（センサー中央に入射する光束の横収差）をそれぞれ示している。また、ＲＥＬＡＴＩＶＥ ＦＩＥＬＤ ＨＥＩＧＨＴで表されている像高比（半画角ω°）での横収差を、実線で示すｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、一点鎖線で示すＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）、破線で示すｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）について示している。なお像高比は、像高を最大像高Ｙ’で規格化した相対的な像高である。
実施例１
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞ d0
1 93.651 5.72 1.48749 70.44
2 -523.066 7.27
3 49.489 8.63 1.43700 95.10
4 -198.997 2.71
5 -119.625 1.80 1.78590 44.20
6 150.343 0.40
7 66.729 6.47 1.43700 95.10
8 -119.026 0.50
9 1023.174 2.70 1.92286 18.90
10 -200.851 1.21 1.83481 42.72
11 112.840 21.55
12 33.440 0.80 1.84666 23.78
13 22.444 12.51
14 25.802 3.33 1.51680 64.20
15 167.735 3.50
16（絞り）∞ 2.20
17 -160.000 0.95 1.51680 64.20
18 -360.000 1.35
19 145.260 2.20 1.71736 29.50
20 -31.533 0.80 1.51680 64.20
21 19.026 2.89
22 -32.001 0.80 1.83481 42.72
23 60.314 3.31
24 64.883 4.46 1.70154 41.15
25 -14.979 1.00 1.80518 25.46
26 -31.577 9.10
27 49.741 2.51 1.72825 28.32
28 121.118 26.80
像面 ∞
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞ d0
1 93.651 5.72 1.48749 70.44
2 -523.066 7.27
3 49.489 8.63 1.43700 95.10
4 -198.997 2.71
5 -119.625 1.80 1.78590 44.20
6 150.343 0.40
7 66.729 6.47 1.43700 95.10
8 -119.026 0.50
9 1023.174 2.70 1.92286 18.90
10 -200.851 1.21 1.83481 42.72
11 112.840 21.55
12 33.440 0.80 1.84666 23.78
13 22.444 12.51
14 25.802 3.33 1.51680 64.20
15 167.735 3.50
16（絞り）∞ 2.20
17 -160.000 0.95 1.51680 64.20
18 -360.000 1.35
19 145.260 2.20 1.71736 29.50
20 -31.533 0.80 1.51680 64.20
21 19.026 2.89
22 -32.001 0.80 1.83481 42.72
23 60.314 3.31
24 64.883 4.46 1.70154 41.15
25 -14.979 1.00 1.80518 25.46
26 -31.577 9.10
27 49.741 2.51 1.72825 28.32
28 121.118 26.80
像面 ∞
各種データ
POS1 POS2 POS3
β 0 -0.0213 -0.1518
fL 146.26 143.52 128.97
2ω 8.60 8.77 9.75
BF 26.80 26.80 26.80
TL 137.47 137.47 137.47
Fno 2.91 2.91 2.91
Y' 11.00 11.00 11.00
d0 ∞ 6862.53 962.53
d11 21.55 21.55 20.87
d13 12.51 11.27 4.42
d15 3.50 4.74 12.27
POS1 POS2 POS3
β 0 -0.0213 -0.1518
fL 146.26 143.52 128.97
2ω 8.60 8.77 9.75
BF 26.80 26.80 26.80
TL 137.47 137.47 137.47
Fno 2.91 2.91 2.91
Y' 11.00 11.00 11.00
d0 ∞ 6862.53 962.53
d11 21.55 21.55 20.87
d13 12.51 11.27 4.42
d15 3.50 4.74 12.27
レンズ群データ
群 焦点距離
第１群 95.26
第２群 -83.40
第３群 58.54
第４群 -176.95
群 焦点距離
第１群 95.26
第２群 -83.40
第３群 58.54
第４群 -176.95
実施例２
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞ d0
1 78.818 7.58 1.48749 70.44
2 -643.769 3.79
3 51.782 8.77 1.43700 95.10
4 -169.454 2.53
5 -120.289 1.98 1.78590 44.20
6 147.130 1.92
7 60.612 6.55 1.43700 95.10
8 -143.449 0.52
9 494.166 2.70 1.92286 18.90
10 -252.368 1.22 1.83481 42.72
11 90.502 20.18
12 32.001 0.81 1.84666 23.78
13 22.112 12.36
14 25.253 3.28 1.51680 64.20
15 133.871 3.50
16（絞り）∞ 1.73
17 -160.000 1.04 1.51680 64.20
18 -360.000 0.93
19 888.875 1.93 1.71736 29.50
20 -33.373 0.80 1.51680 64.20
21 20.162 4.03
22 -36.496 0.80 1.83481 42.72
23 63.401 3.95
24 65.829 3.94 1.70154 41.15
25 -16.725 1.00 1.80518 25.46
26 -35.741 7.15
27 59.219 2.02 1.72825 28.32
28 328.009 26.80
像面 ∞
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞ d0
1 78.818 7.58 1.48749 70.44
2 -643.769 3.79
3 51.782 8.77 1.43700 95.10
4 -169.454 2.53
5 -120.289 1.98 1.78590 44.20
6 147.130 1.92
7 60.612 6.55 1.43700 95.10
8 -143.449 0.52
9 494.166 2.70 1.92286 18.90
10 -252.368 1.22 1.83481 42.72
11 90.502 20.18
12 32.001 0.81 1.84666 23.78
13 22.112 12.36
14 25.253 3.28 1.51680 64.20
15 133.871 3.50
16（絞り）∞ 1.73
17 -160.000 1.04 1.51680 64.20
18 -360.000 0.93
19 888.875 1.93 1.71736 29.50
20 -33.373 0.80 1.51680 64.20
21 20.162 4.03
22 -36.496 0.80 1.83481 42.72
23 63.401 3.95
24 65.829 3.94 1.70154 41.15
25 -16.725 1.00 1.80518 25.46
26 -35.741 7.15
27 59.219 2.02 1.72825 28.32
28 328.009 26.80
像面 ∞
各種データ
POS1 POS2 POS3
β 0 -0.0212 -0.1506
fL 146.25 143.63 129.60
2ω 8.60 8.76 9.70
BF 26.80 26.80 26.80
TL 133.81 133.81 133.81
Fno 2.91 2.91 2.91
Y' 11.00 11.00 11.00
d0 ∞ 6866.19 966.19
d11 20.18 20.24 19.16
d13 12.36 11.09 4.45
d15 3.50 4.71 12.43
POS1 POS2 POS3
β 0 -0.0212 -0.1506
fL 146.25 143.63 129.60
2ω 8.60 8.76 9.70
BF 26.80 26.80 26.80
TL 133.81 133.81 133.81
Fno 2.91 2.91 2.91
Y' 11.00 11.00 11.00
d0 ∞ 6866.19 966.19
d11 20.18 20.24 19.16
d13 12.36 11.09 4.45
d15 3.50 4.71 12.43
レンズ群データ
群 焦点距離
第１群 93.64
第２群 -87.83
第３群 59.61
第４群 -202.48
群 焦点距離
第１群 93.64
第２群 -87.83
第３群 59.61
第４群 -202.48
実施例３
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞ d0
1 91.355 5.67 1.48749 70.44
2 -741.449 7.26
3 48.652 8.70 1.43700 95.10
4 -197.448 2.81
5 -119.294 1.80 1.78590 44.20
6 148.230 0.40
7 67.387 6.35 1.43700 95.10
8 -118.675 0.50
9 799.841 2.70 1.92286 18.90
10 -203.318 1.21 1.83481 42.72
11 110.744 20.15
12 31.826 0.80 1.84666 23.78
13 22.227 12.27
14 25.559 0.80 1.90366 31.31
15 24.279 3.33 1.51680 64.20
16 151.928 3.87
17（絞り）∞ 2.08
18 -408.887 1.12 1.51680 64.20
19 1079.669 1.30
20 173.666 2.05 1.71736 29.50
21 -35.136 0.80 1.51680 64.20
22 18.594 2.76
23 -34.598 0.80 1.83481 42.72
24 62.573 3.74
25 60.199 4.25 1.70154 41.15
26 -16.317 1.46 1.80518 25.46
27 -35.239 11.42
28 53.187 2.73 1.72825 28.32
29 166.431 24.33
像面 ∞
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞ d0
1 91.355 5.67 1.48749 70.44
2 -741.449 7.26
3 48.652 8.70 1.43700 95.10
4 -197.448 2.81
5 -119.294 1.80 1.78590 44.20
6 148.230 0.40
7 67.387 6.35 1.43700 95.10
8 -118.675 0.50
9 799.841 2.70 1.92286 18.90
10 -203.318 1.21 1.83481 42.72
11 110.744 20.15
12 31.826 0.80 1.84666 23.78
13 22.227 12.27
14 25.559 0.80 1.90366 31.31
15 24.279 3.33 1.51680 64.20
16 151.928 3.87
17（絞り）∞ 2.08
18 -408.887 1.12 1.51680 64.20
19 1079.669 1.30
20 173.666 2.05 1.71736 29.50
21 -35.136 0.80 1.51680 64.20
22 18.594 2.76
23 -34.598 0.80 1.83481 42.72
24 62.573 3.74
25 60.199 4.25 1.70154 41.15
26 -16.317 1.46 1.80518 25.46
27 -35.239 11.42
28 53.187 2.73 1.72825 28.32
29 166.431 24.33
像面 ∞
各種データ
POS1 POS2 POS3
β 0 -0.0213 -0.1521
fL 146.26 143.90 131.17
2ω 8.60 8.74 9.59
BF 24.33 24.33 24.33
TL 137.48 137.48 137.48
Fno 2.91 2.91 2.91
Y' 11.00 11.00 11.00
d0 ∞ 6862.52 962.52
d11 20.15 20.15 19.55
d13 12.27 11.06 4.39
d16 3.87 5.07 12.34
POS1 POS2 POS3
β 0 -0.0213 -0.1521
fL 146.26 143.90 131.17
2ω 8.60 8.74 9.59
BF 24.33 24.33 24.33
TL 137.48 137.48 137.48
Fno 2.91 2.91 2.91
Y' 11.00 11.00 11.00
d0 ∞ 6862.52 962.52
d11 20.15 20.15 19.55
d13 12.27 11.06 4.39
d16 3.87 5.07 12.34
レンズ群データ
群 焦点距離
第１群 95.24
第２群 -90.51
第３群 60.78
第４群 -226.08
群 焦点距離
第１群 95.24
第２群 -90.51
第３群 60.78
第４群 -226.08
実施例４
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞ d0
1 74.802 6.89 1.48749 70.44
2 677.566 3.59
3 48.027 9.43 1.43700 95.10
4 -173.439 2.84
5 -127.250 2.80 1.78590 44.20
6 126.943 0.40
7 58.506 7.02 1.43700 95.10
8 -166.515 0.52
9 270.486 2.70 1.92286 18.90
10 -377.905 1.21 1.83481 42.72
11 91.388 18.11
12 28.744 0.80 1.84666 23.78
13 20.702 11.74
14 23.773 3.50 1.51680 64.20
15 92.588 4.96
16（絞り）∞ 2.00
17 ∞ 0.90 1.51680 64.20
18 95.081 1.60
19 823.245 1.80 1.71736 29.50
20 -41.809 0.80 1.51680 64.20
21 19.903 2.45
22 -46.454 0.80 1.83481 42.72
23 79.506 3.05
24 69.479 6.00 1.70154 41.15
25 -18.218 1.50 1.80518 25.46
26 -61.749 6.90
27 77.934 3.91 1.72825 28.32
28 -93.908 26.37
像面 ∞
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞ d0
1 74.802 6.89 1.48749 70.44
2 677.566 3.59
3 48.027 9.43 1.43700 95.10
4 -173.439 2.84
5 -127.250 2.80 1.78590 44.20
6 126.943 0.40
7 58.506 7.02 1.43700 95.10
8 -166.515 0.52
9 270.486 2.70 1.92286 18.90
10 -377.905 1.21 1.83481 42.72
11 91.388 18.11
12 28.744 0.80 1.84666 23.78
13 20.702 11.74
14 23.773 3.50 1.51680 64.20
15 92.588 4.96
16（絞り）∞ 2.00
17 ∞ 0.90 1.51680 64.20
18 95.081 1.60
19 823.245 1.80 1.71736 29.50
20 -41.809 0.80 1.51680 64.20
21 19.903 2.45
22 -46.454 0.80 1.83481 42.72
23 79.506 3.05
24 69.479 6.00 1.70154 41.15
25 -18.218 1.50 1.80518 25.46
26 -61.749 6.90
27 77.934 3.91 1.72825 28.32
28 -93.908 26.37
像面 ∞
各種データ
POS1 POS2 POS3
β 0 -0.0213 -0.1514
fL 146.25 144.05 132.17
2ω 8.60 8.73 9.52
BF 26.37 26.37 26.37
TL 134.62 134.62 134.62
Fno 2.91 2.91 2.91
Y' 11.00 11.00 11.00
d0 ∞ 6865.38 965.38
d11 18.11 18.05 16.75
d13 11.74 10.60 4.52
d15 4.96 6.17 13.55
POS1 POS2 POS3
β 0 -0.0213 -0.1514
fL 146.25 144.05 132.17
2ω 8.60 8.73 9.52
BF 26.37 26.37 26.37
TL 134.62 134.62 134.62
Fno 2.91 2.91 2.91
Y' 11.00 11.00 11.00
d0 ∞ 6865.38 965.38
d11 18.11 18.05 16.75
d13 11.74 10.60 4.52
d15 4.96 6.17 13.55
レンズ群データ
群 焦点距離
第１群 91.82
第２群 -91.58
第３群 60.84
第４群 -270.77
群 焦点距離
第１群 91.82
第２群 -91.58
第３群 60.84
第４群 -270.77
実施例５
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞ d0
1 83.032 6.30 1.48749 70.44
2 5169.108 3.87
3 47.533 9.47 1.43700 95.10
4 -179.044 2.82
5 -129.350 2.73 1.78590 44.20
6 124.056 0.74
7 58.372 7.05 1.43700 95.10
8 -163.587 0.52
9 273.481 2.70 1.92286 18.90
10 -361.015 1.23 1.83481 42.72
11 90.443 18.14
12 29.695 0.82 1.84666 23.78
13 21.184 11.89
14 24.518 3.41 1.51680 64.20
15 103.879 4.96
16（絞り）∞ 2.00
17 240.272 0.95 1.51680 64.20
18 54.987 1.59
19 164.892 1.89 1.71736 29.50
20 -56.248 0.80 1.51680 64.20
21 20.076 3.26
22 -45.765 0.80 1.83481 42.72
23 96.841 3.75
24 70.108 6.00 1.70154 41.15
25 -20.011 1.50 1.80518 25.46
26 -64.808 5.17
27 83.474 3.90 1.72825 28.32
28 -105.031 26.74
像面 ∞
単位：mm
面データ
面番号 r d nd vd
物面 ∞ d0
1 83.032 6.30 1.48749 70.44
2 5169.108 3.87
3 47.533 9.47 1.43700 95.10
4 -179.044 2.82
5 -129.350 2.73 1.78590 44.20
6 124.056 0.74
7 58.372 7.05 1.43700 95.10
8 -163.587 0.52
9 273.481 2.70 1.92286 18.90
10 -361.015 1.23 1.83481 42.72
11 90.443 18.14
12 29.695 0.82 1.84666 23.78
13 21.184 11.89
14 24.518 3.41 1.51680 64.20
15 103.879 4.96
16（絞り）∞ 2.00
17 240.272 0.95 1.51680 64.20
18 54.987 1.59
19 164.892 1.89 1.71736 29.50
20 -56.248 0.80 1.51680 64.20
21 20.076 3.26
22 -45.765 0.80 1.83481 42.72
23 96.841 3.75
24 70.108 6.00 1.70154 41.15
25 -20.011 1.50 1.80518 25.46
26 -64.808 5.17
27 83.474 3.90 1.72825 28.32
28 -105.031 26.74
像面 ∞
各種データ
POS1 POS2 POS3
β 0 -0.0213 -0.1516
fL 146.25 143.93 131.43
2ω 8.60 8.74 9.57
BF 26.74 26.74 26.74
TL 135.01 135.01 135.01
Fno 2.91 2.91 2.91
Y' 11.00 11.00 11.00
d0 ∞ 6864.99 964.99
d11 18.14 18.09 16.91
d13 11.89 10.72 4.47
d15 4.96 6.18 13.61
POS1 POS2 POS3
β 0 -0.0213 -0.1516
fL 146.25 143.93 131.43
2ω 8.60 8.74 9.57
BF 26.74 26.74 26.74
TL 135.01 135.01 135.01
Fno 2.91 2.91 2.91
Y' 11.00 11.00 11.00
d0 ∞ 6864.99 964.99
d11 18.14 18.09 16.91
d13 11.89 10.72 4.47
d15 4.96 6.18 13.61
レンズ群データ
群 焦点距離
第１群 92.49
第２群 -91.33
第３群 61.20
第４群 -239.41
群 焦点距離
第１群 92.49
第２群 -91.33
第３群 61.20
第４群 -239.41
ＤＵ デジタル機器
ＬＵ 撮像光学装置
ＬＮ 望遠レンズ
Ｇｒ１ 第１群
Ｇｒ２ 第２群
Ｇｒ３ 第３群
Ｇｒ４ 第４群
ＧｒＡ 第１サブ群
ＧｒＢ 第２サブ群
ＧｒＣ 第３サブ群
ＳＴ 絞り（開口絞り）
ＳＲ 撮像素子
ＳＳ 受光面（撮像面）
ＩＭ 像面（光学像）
ＡＸ 光軸
１ 信号処理部
２ 制御部
３ メモリ
４ 操作部
５ 表示部
ＬＵ 撮像光学装置
ＬＮ 望遠レンズ
Ｇｒ１ 第１群
Ｇｒ２ 第２群
Ｇｒ３ 第３群
Ｇｒ４ 第４群
ＧｒＡ 第１サブ群
ＧｒＢ 第２サブ群
ＧｒＣ 第３サブ群
ＳＴ 絞り（開口絞り）
ＳＲ 撮像素子
ＳＳ 受光面（撮像面）
ＩＭ 像面（光学像）
ＡＸ 光軸
１ 信号処理部
２ 制御部
３ メモリ
４ 操作部
５ 表示部
Claims (11)
- 物体側から順に、正パワーを有する第１群と、負パワーを有する第２群と、正パワーを有する第３群と、負パワーを有する第４群と、から成り、無限遠から近距離へのフォーカシングにおいて、前記第１群と前記第４群が位置固定であり、前記第２群と前記第３群が互いに異なる移動量で移動する望遠レンズであって、
前記第４群が、物体側から順に、負パワーを有する第１サブ群と、負パワーを有する第２サブ群と、正パワーを有する第３サブ群と、から構成され、前記第２サブ群を光軸に対して垂直に移動させることにより手振れ補正を行い、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする望遠レンズ；
５＜ｆ４ａ／ｆ４ｂ＜４０ …（１）
ただし、
ｆ４ａ：第１サブ群の焦点距離、
ｆ４ｂ：第２サブ群の焦点距離、
である。 - 以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１記載の望遠レンズ；
−０．８＜ｆ４ｂ／ｆ４ｃ＜−０．５５ …（２）
ただし、
ｆ４ｂ：第２サブ群の焦点距離、
ｆ４ｃ：第３サブ群の焦点距離、
である。 - 以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１又は２記載の望遠レンズ；
−２＜ｆ２／ｆ３＜−１．１５ …（３）
ただし、
ｆ２：第２群の焦点距離、
ｆ３：第３群の焦点距離、
である。 - 以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の望遠レンズ；
５＜｜Ｍ３／Ｍ２｜＜１８ …（４）
ただし、
Ｍ２：第２群の無限遠から最近接距離までのフォーカシング時の移動量、
Ｍ３：第３群の無限遠から最近接距離までのフォーカシング時の移動量、
である。 - 以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の望遠レンズ；
０．３＜ｆ３／ｆＬ＜０．８ …（５）
ただし、
ｆ３：第３群の焦点距離、
ｆＬ：全系の無限遠フォーカシング時の焦点距離、
である。 - 以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の望遠レンズ；
−０．８＜ｆ２／ｆＬ＜−０．４ …（６）
ただし、
ｆ２：第２群の焦点距離、
ｆＬ：全系の無限遠フォーカシング時の焦点距離、
である。 - 前記第２群が以下の条件式（７）を満足する単レンズから成ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の望遠レンズ；
０．１２＜（ＣＲ１−ＣＲ２）／（ＣＲ１＋ＣＲ２）＜０．２２ …（７）
ただし、
ＣＲ１：第２群の物体側面の曲率半径、
ＣＲ２：第２群の像面側面の曲率半径、
である。 - 前記第２群が以下の条件式（８）を満足する単レンズから成ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の望遠レンズ；
２３．０＜νｄ＿２＜３５．０ …（８）
ただし、
νｄ＿２：第２群を構成する単レンズのアッベ数、
である。 - 以下の条件式（９）及び（１０）を満足することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の望遠レンズ；
０．５５＜ｆ１／ｆＬ＜０．８ …（９）
１．８＜ｆＬ／（２×Ｆｎ×ｈ２ｆ）＜２．３ …（１０）
ただし、
ｆ１：第１群の焦点距離、
ｆＬ：全系の無限遠フォーカシング時の焦点距離、
Ｆｎ：無限遠フォーカシング時のＦナンバー、
ｈ２ｆ：軸上光束に含まれる光線のうち絞りを光軸からの最大高さで通る光線を軸上マージナル光線とするとき、第２群の物体側面での軸上マージナル光線の光軸からの高さ、
である。 - 請求項１〜９のいずれか１項に記載の望遠レンズと、受光面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像が形成されるように前記望遠レンズが設けられていることを特徴とする撮像光学装置。
- 請求項１０記載の撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とするデジタル機器。
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