JP5857891B2 - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents
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Description
撮像装置に用いられるズームレンズに関する。詳しくは、手ブレを光学的に補正することが可能であり、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に好適なバックフォーカスの長いズームレンズおよびそのズームレンズを備えた撮像装置に関する。特に、変倍比が１８乃至２４倍程度、広角端状態での画角が７０乃至８５°程度、広角端状態でのＦ値が１．５乃至１．８程度のズームレンズを想定する。
近年、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等、固体撮像素子を用いた撮像装置の普及に伴い、明るく高画質、広角、高変倍比のズームレンズが求められている。また、高画質化の観点から、ＲＧＢ３色をそれぞれ専用の撮像素子で受光する、いわゆる多板式カメラが用いられている。この多板式カメラにおいては、レンズ系と撮像素子との間に、それぞれの撮像素子に光束を導く色分解プリズム等の光学素子、ローパスフィルターや赤外線カットフィルターなどの光学部材を配置する必要が生じる。そのため、焦点距離に比較して長いバックフォーカスが必要になる。一方で、動画撮影においてズーム時やフォーカス時においても高画質と静音性を両立するためには、撮影中の像揺れまたは像飛びや、駆動機構で発生するノイズを低減する必要がある。そのため、ズームおよびフォーカス時に光軸上を移動するレンズ群は、可能な限り小型および軽量に構成されることが望ましい。
そのようなズームレンズとして、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レンズ群とを物体側より順に配置したものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態に向けて変倍する際に、第２レンズ群は像側に移動し、第３レンズ群は物体側に移動し、第４レンズ群は物体側に移動する。
しかしながら、上述の従来技術では、複数のレンズ群を光軸方向に動かして変倍作用を行うため、収差補正の自由度は向上するものの、広角化や高変倍化が不十分であった。
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、長いバックフォーカスを有し、動画撮影時においても高画質と静音性の両立が容易であり、広角かつ高変倍比であってズーム全域で良好な結像性能を有するズームレンズを提供することを目的とする。
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、広角端状態から望遠端状態へレンズ位置状態が変化する際に、上記第２レンズ群が光軸方向を像側へ移動し、上記第３レンズ群が光軸方向を物体側へ移動し、上記第４レンズ群が光軸方向に移動し、被写体位置が変化した際に、上記第４レンズ群の移動により結像位置の変化を補正し、以下の条件式（ａ）および（ｂ）を満たすズームレンズである。
条件式（ａ）： ３．５＜｜Ｍ２／ｆ２｜＜５．０
条件式（ｂ）： ０．２３＜｜Ｍ３／ｆ３｜＜０．３５
但し、Ｍ２は上記第２レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分であり、ｆ２は上記第２レンズ群の焦点距離であり、Ｍ３は上記第３レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分であり、ｆ３は上記第３レンズ群の焦点距離である。これにより、ズームレンズにおいて、第２レンズ群および第３レンズ群のストロークを適正な長さとし、広角化および高変倍化させるという作用をもたらす。
条件式（ａ）： ３．５＜｜Ｍ２／ｆ２｜＜５．０
条件式（ｂ）： ０．２３＜｜Ｍ３／ｆ３｜＜０．３５
但し、Ｍ２は上記第２レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分であり、ｆ２は上記第２レンズ群の焦点距離であり、Ｍ３は上記第３レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分であり、ｆ３は上記第３レンズ群の焦点距離である。これにより、ズームレンズにおいて、第２レンズ群および第３レンズ群のストロークを適正な長さとし、広角化および高変倍化させるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、以下の条件式（ｃ）を満たすようにしてもよい。
条件式（ｃ）： １１＜ｆ１／ｆｗ＜２１
但し、ｆ１は上記第１レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離である。これにより、前玉径や光学全長を小型化させるという作用をもたらす。
条件式（ｃ）： １１＜ｆ１／ｆｗ＜２１
但し、ｆ１は上記第１レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離である。これにより、前玉径や光学全長を小型化させるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、以下の条件式（ｄ）を満たすようにしてもよい。
条件式（ｄ）： １．４＜ｆ３／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜２．０
但し、ｆ３は上記第３レンズ群の焦点距離であり、ｆｔは望遠端状態におけるレンズ系全体の焦点距離である。これにより、広角および高変倍比において高画質化させるという作用をもたらす。
条件式（ｄ）： １．４＜ｆ３／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜２．０
但し、ｆ３は上記第３レンズ群の焦点距離であり、ｆｔは望遠端状態におけるレンズ系全体の焦点距離である。これにより、広角および高変倍比において高画質化させるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、以下の条件式（ｅ）を満たすようにしてもよい。
条件式（ｅ）： １．６＜ｆ４／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜２．２
但し、ｆ４は上記第４レンズ群の焦点距離である。これにより、近接合焦時も結像性能を向上させるという作用をもたらす。
条件式（ｅ）： １．６＜ｆ４／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜２．２
但し、ｆ４は上記第４レンズ群の焦点距離である。これにより、近接合焦時も結像性能を向上させるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記第２レンズ群と上記第３レンズ群の間に開口絞りを有するようにしてもよい。これにより、前玉径および後玉径をバランスよく小型化させるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記第３レンズ群は、正の屈折力を有する前側部分レンズ群と、正の屈折力を有する後側部分レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、像ブレを補正する際には上記後側部分レンズ群を光軸に略垂直な方向にシフトさせるようにしてもよい。これにより、防振レンズ群としての後側部分レンズ群の移動量を小さくし、防振時の収差変動を抑制し、その駆動機構を小型化させるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、以下の条件式（ｆ）を満たすようにしてもよい。
条件式（ｆ）： ０．１０＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜０．２５
但し、ｆ３ａは上記第３レンズ群の前側部分レンズ群の焦点距離であり、ｆ３ｂは上記第３レンズ群の後側部分レンズ群の焦点距離である。これにより、防振時の収差変動をさらに抑制し、その駆動機構を小型化させるという作用をもたらす。
条件式（ｆ）： ０．１０＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜０．２５
但し、ｆ３ａは上記第３レンズ群の前側部分レンズ群の焦点距離であり、ｆ３ｂは上記第３レンズ群の後側部分レンズ群の焦点距離である。これにより、防振時の収差変動をさらに抑制し、その駆動機構を小型化させるという作用をもたらす。
また、本技術の第２の側面は、ズームレンズと、上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とを備える撮像装置であって、上記ズームレンズは、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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、上記第２レンズ群が光軸方向を像側へ移動し、上記第３レンズ群が光軸方向を物体側へ移動し、上記第４レンズ群が光軸方向に移動し、被写体位置が変化した際に、上記第４レンズ群の移動により結像位置の変化を補正し、以下の条件式（ａ）および（ｂ）を満たす撮像装置である。
条件式（ａ）： ３．５＜｜Ｍ２／ｆ２｜＜５．０
条件式（ｂ）： ０．２３＜｜Ｍ３／ｆ３｜＜０．３５
但し、Ｍ２は上記第２レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分であり、ｆ２は上記第２レンズ群の焦点距離であり、Ｍ３は上記第３レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分であり、ｆ３は上記第３レンズ群の焦点距離である。これにより、撮像装置のズームレンズにおいて第２レンズ群および第３レンズ群のストロークを適正な長さとし、広角化および高変倍化させるという作用をもたらす。
条件式（ａ）： ３．５＜｜Ｍ２／ｆ２｜＜５．０
条件式（ｂ）： ０．２３＜｜Ｍ３／ｆ３｜＜０．３５
但し、Ｍ２は上記第２レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分であり、ｆ２は上記第２レンズ群の焦点距離であり、Ｍ３は上記第３レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分であり、ｆ３は上記第３レンズ群の焦点距離である。これにより、撮像装置のズームレンズにおいて第２レンズ群および第３レンズ群のストロークを適正な長さとし、広角化および高変倍化させるという作用をもたらす。
本技術によれば、多板式カメラに対応する長いバックフォーカスを有し、動画撮影時においても高画質と静音性の両立が容易であり、広角かつ高変倍比であってズーム全域で良好な結像性能を有するズームレンズを提供することができるという優れた効果を奏し得る。
本開示におけるズームレンズは、上述の課題を解決するために、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レンズ群とを物体側より像側へ順に配置されて構成される。広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第２レンズ群が光軸方向を像側へ移動し、第３レンズ群が光軸方向を物体側へ移動し、第４レンズ群が光軸方向に移動する。被写体位置が変化した際に、第４レンズ群の移動により結像位置の変化を補正する。条件式（ａ）：３．５＜｜Ｍ２／ｆ２｜＜５．０、および、条件式（ｂ）：０．２３＜｜Ｍ３／ｆ３｜＜０．３５を満足する。ただし、Ｍ２を第２レンズ群の広角端状態と望遠端状態での光軸上の位置差分、ｆ２を第２レンズ群の焦点距離、Ｍ３を第３レンズ群の広角端状態と望遠端状態での光軸上の位置差分、ｆ３を第３レンズ群の焦点距離とする。
条件式（ａ）は、第２レンズ群の焦点距離に対する第２レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分の適切な割合を規定したものである。条件式（ａ）の下限値を下回ると、第２レンズ群のストロークが短過ぎ、または、第２レンズ群のパワーが小さくなり過ぎるため、十分な高変倍化が困難となってしまう。一方、条件式（ａ）の上限値を上回ると、第２レンズ群のストロークが長過ぎるため、前玉径が大型化してしまう。また、第２レンズ群のパワーが大きくなり過ぎるため、ズーム時の収差変動が大きくなり、ズーム全域で良好な結像性能を得ることが困難となる。
条件式（ｂ）は、第３レンズ群の焦点距離に対する第３レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分の適切な割合を規定したものである。条件式（ｂ）の下限値を下回ると、第３レンズ群のストロークが短過ぎる、または、第３レンズ群のパワーが小さくなり過ぎるため、十分な広角化および高変倍化の達成が困難となってしまう。一方、条件式（ｂ）の上限値を上回ると、第３レンズ群のストロークが長過ぎるため、広角端状態で第３レンズ群に入射する光線の高さが増大し、広角端状態における収差補正が困難となる。また、第３レンズ群のパワーが大きくなり過ぎるため、ズーム時の収差変動が大きくなり、ズーム全域で良好な結像性能を得ることが困難となる。
したがって、条件式（ａ）および（ｂ）を満足することにより、ズームレンズを小型に構成しながら、ズーム全域で良好な結像性能を有する、十分に広角および高変倍比のズームレンズを達成することができる。
なお、本開示におけるズームレンズにおいては、条件式（ａ）を条件式（ａ'）：３．８＜｜Ｍ２／ｆ２｜＜４．７の範囲にすると、さらにその効果を高めることができる。また、本開示におけるズームレンズにおいては、条件式（ｂ）を条件式（ｂ'）：０．２７＜｜Ｍ３／ｆ３｜＜０．３１の範囲にすると、さらにその効果を高めることができる。
本開示におけるズームレンズは、条件式（ｃ）：１１＜ｆ１／ｆｗ＜２１を満足する。ただし、ｆ１を第１レンズ群の焦点距離、ｆｗを広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離とする。条件式（ｃ）は、広角端状態のレンズ全系の焦点距離に対する第１レンズ群の焦点距離の適切な割合を規定したものである。条件式（ｃ）の下限値を下回ると、第１レンズ群のパワーが大きくなり過ぎるため、前玉径が大型化して十分な広角化が図れなくなってしまう。一方、条件式（ｃ）の上限値を上回ると、第１レンズ群のパワーが小さくなり過ぎるため、光学全長が増大して十分な高変倍化が図れなくなってしまう。したがって、条件式（ｃ）を満足することにより、十分に広角化および高変倍化させながら、前玉径や光学全長を小型に構成することができる。
なお、本開示におけるズームレンズにおいては、条件式（ｃ）を条件式（ｃ'）：１４＜ｆ１／ｆｗ＜１９の範囲にすると、さらにその効果を高めることができる。
本開示におけるズームレンズは、条件式（ｄ）：１．４＜ｆ３／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜２．０を満足する。ただし、ｆ３を第３レンズ群の焦点距離、ｆｔを望遠端状態におけるレンズ系全体での焦点距離とする。条件式（ｄ）は、広角端状態と望遠端状態のレンズ全系の焦点距離の積の平方根に対する第３レンズ群の焦点距離の適切な割合を規定したものである。条件式（ｄ）の下限値を下回ると、第３レンズ群のパワーが大きくなり過ぎるため、長いバックフォーカスの確保が困難となってしまう。一方、条件式（ｄ）の上限値を上回ると、第３レンズ群のパワーが小さくなり過ぎるため、十分な広角化および高変倍化の達成が困難となってしまう。また、広角端状態で第４レンズ群に入射する光線の高さが増大するため、広角端状態における収差補正が困難となる。したがって、条件式（ｄ）を満足することにより、長いバックフォーカスを確保しながら、十分に広角および高変倍比で高画質なズームレンズを達成することができる。
なお、本開示におけるズームレンズにおいては、条件式（ｄ）を条件式（ｄ'）：１．６＜ｆ３／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜１．８の範囲にすると、さらにその効果を高めることができる。
本開示におけるズームレンズは、条件式（ｅ）：１．６＜ｆ４／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜２．２を満足する。ただし、ｆ４を第４レンズ群の焦点距離とする。条件式（ｅ）は、広角端状態と望遠端状態のレンズ全系の焦点距離の積の平方根に対する第４レンズ群の焦点距離の適切な割合を規定したものである。条件式（ｅ）の下限値を下回ると、第４レンズ群のパワーが大きくなり過ぎるため、長いバックフォーカスの確保が困難となる上、近接合焦時の収差変動も大きくなってしまう。一方、条件式（ｅ）の上限値を上回ると、第４レンズ群のパワーが小さくなり過ぎるため、フォーカスストロークが増大し、光学全長も増大してしまう。したがって、条件式（ｅ）を満足することにより、長いバックフォーカスを確保しながら、近接合焦時も良好な結像性能を有することができる。
なお、本開示におけるズームレンズにおいては、条件式（ｅ）を条件式（ｅ'）：１．８＜ｆ４／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜２．０の範囲にすると、さらにその効果を高めることができる。
本開示におけるズームレンズは、第２レンズ群と第３レンズ群の間に開口絞りを有する。開口絞りから離れて配置されるレンズ群を通過する軸外光線は、開口絞りから離れるほど光軸からの光線高さも大きくなり、軸外収差の発生も大きくなってしまう。したがって、第２レンズ群と第３レンズ群の間に開口絞りを配置することにより、ズームレンズの前玉径および後玉径をバランスよく小型に構成することができる。また、ズーム時やフォーカス時に光軸上を移動する第２レンズ群、第３レンズ群および第４レンズ群も小型および軽量に構成することができる。そのため、動画撮影においてズームやフォーカス時においても像揺れおよび像飛びやノイズを少なくすることができ、高画質と静音性の両立が容易となる。
本開示におけるズームレンズは、第３レンズ群は、正の屈折力を有する前側部分レンズ群と、正の屈折力を有する後側部分レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成される。像ブレを補正する際には後側部分レンズ群を光軸に略垂直な方向にシフトさせる。第３レンズ群は光軸方向に可動であるため、防振レンズ群が大型化してしまうと、第３レンズ群を可動させるための駆動機構も大型化するため、ズームレンズの鏡筒径や重量が増大してしまう。したがって、駆動機構も含めて防振レンズ群は小型および軽量に構成することが望ましい。
また、本開示におけるズームレンズでは、第３レンズ群は絞り近傍に配置されているため、防振レンズ群の移動量に対する像シフト量の割合、いわゆるブレ補正係数を大きくすることが容易であり、防振時の収差変動も抑制しやすい。本開示におけるズームレンズのように、第３レンズ群全体ではなく、後側部分レンズ群のみをシフトさせる方式とすることにより、防振レンズ群の移動量を小さく、防振時の収差変動も抑制しながら、その駆動機構も含めて小型に構成することができる。
なお、本開示のズームレンズにおいて、レンズシフト時のコマ収差変動を抑制するためには、防振レンズ群に少なくとも１面の非球面を設けることが望ましい。また、レンズシフト時の色収差変動を抑制するためには、防振レンズ群は、正の屈折力を有する低分散のレンズのみ、または、強い正の屈折力を有する低分散のレンズと弱い負の屈折力を有する高分散のレンズとを組み合わせた色消しレンズによって構成することが望ましい。
本開示におけるズームレンズは、条件式（ｆ）：０．１０＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜０．２５を満足する。ただし、ｆ３ａを第３レンズ群の前側部分レンズ群の焦点距離、ｆ３ｂを第３レンズ群の後側部分レンズ群の焦点距離とする。条件式（ｆ）は、第３レンズ群において、防振時に固定となるレンズ群の焦点距離に対する防振時に可動となるレンズ群の焦点距離の適切な割合を規定したものである。条件式（ｆ）の下限値を下回ると、防振レンズ群のパワーが大きくなり過ぎるため、防振時の収差変動が大きくなってしまう。一方、条件式（ｆ）の上限値を上回ると、防振レンズ群のパワーが小さくなり過ぎるため、ブレ補正係数が小さくなり、防振レンズ群のシフト量が大きくなって、防振レンズ群の径やその駆動機構が大型化してしまう。したがって、条件式（ｆ）を満足することにより、防振時の収差変動を抑制しながら、駆動機構も含めて鏡筒を小型および軽量に構成することができる。
なお、本開示におけるズームレンズにおいては、条件式（ｆ）を条件式（ｆ'）：０．１４＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜０．２１の範囲にすると、さらにその効果を高めることができる。
なお、本開示のズームレンズにおいて、光量の調整のために絞り径を変化させる代わりに、ＮＤ（Neutral Density）フィルターや液晶調光素子を用いることが小型化および小絞り回折の劣化防止のためには好ましい。さらに、第１レンズ群において最も像側に配置されたレンズに非球面を設けることにより、さらなる高画質化を図ることができる。
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（数値実施例１）
２．第２の実施の形態（数値実施例２）
３．第３の実施の形態（数値実施例３）
４．適用例（撮像装置）
１．第１の実施の形態（数値実施例１）
２．第２の実施の形態（数値実施例２）
３．第３の実施の形態（数値実施例３）
４．適用例（撮像装置）
なお、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、以下に示す通りである。すなわち、「ｓｉ」は物体側から数えて第ｉ番目の面、「ｒｉ」は物体側から数えて第ｉ番目の面の曲率半径、「ｄｉ」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す。「ｎｉ」は第ｉ番目の面を有するレンズの材質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における屈折率を示す。「νｉ」は第ｉ番目の面を有するレンズの材質のｄ線におけるアッベ数を示す。「ｒｉ」に関し「ＩＮＦＩＮＩＴＹ」は当該面が平面であることを示す。「ｄｉ」に関し「可変」は当該間隔が可変間隔であることを示す。「Ｆｎｏ」はＦ値（Ｆナンバー）を示す。「ω」は半画角を示す。
また、各実施の形態において用いられるズームレンズには、レンズ面が非球面によって構成されるものがある。レンズ面の頂点から光軸方向の距離（サグ量）を「ｘ」、光軸と垂直な方向の高さを「ｈ」、曲率半径を「Ｒ」、円錐（コーニック）定数を「к」とすると、以下の数式によって表される。
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／（１＋（１−（１＋к）・ｈ2／Ｒ2）1/2）
＋Ａ４・ｈ4＋Ａ６・ｈ6＋Ａ８・ｈ8＋Ａ１０・ｈ10
なお、Ａ４、Ａ６、Ａ８およびＡ１０は、それぞれ第４次、第６次、第８次および第１０次の非球面係数である。
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／（１＋（１−（１＋к）・ｈ2／Ｒ2）1/2）
＋Ａ４・ｈ4＋Ａ６・ｈ6＋Ａ８・ｈ8＋Ａ１０・ｈ10
なお、Ａ４、Ａ６、Ａ８およびＡ１０は、それぞれ第４次、第６次、第８次および第１０次の非球面係数である。
以下に示す実施の形態におけるズームレンズは何れも、正の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４とが物体側から像側へ順に配置されて構成されている。広角端状態から望遠端状態へレンズ位置状態が変化する際に、第２レンズ群ＧＲ２は、光軸方向を像側へ単調に移動し、第３レンズ群ＧＲ３は光軸方向を物体側へ単調に移動し、第４レンズ群ＧＲ４は光軸方向に移動する。したがって、第２レンズ群ＧＲ２および第３レンズ群ＧＲ３の広角端状態と望遠端状態における位置差分の絶対値は単調に増加する。さらに、実施の形態におけるズームレンズは、被写体位置が変化する際に、第４レンズ群ＧＲ４の光軸方向への移動により近距離合焦を行う。
＜１．第１の実施の形態＞
［レンズ構成］
図１は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
［レンズ構成］
図１は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
第１レンズ群ＧＲ１は、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズＬ１１および両凸形状の正レンズＬ１２が接合されてなる接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ１３と、物体側に凸のメニスカス形状の正レンズＬ１４とが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
第２レンズ群ＧＲ２は、物体側に凸のメニスカス形状で両面が非球面に形成された負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、両凸形状で物体側の片面が非球面に形成された正レンズＬ２３とが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
第３レンズ群ＧＲ３は、物体側に凸のメニスカス形状で物体側の片面が非球面に形成された正レンズＬ３１と、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズＬ３２と、両凸形状で物体側の片面が非球面に形成された正レンズＬ３３および像側に凸のメニスカス形状の負レンズＬ３４が接合されてなる接合レンズとが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。第３レンズ群ＧＲ３内の接合レンズＬ３３／Ｌ３４は光軸に略垂直な方向へ移動可能とされ、接合レンズＬ３３／Ｌ３４が光軸に略垂直な方向へ移動されることにより像のシフトが行われる。なお、レンズＬ３１およびＬ３２は、特許請求の範囲に記載の前側部分レンズ群の一例である。また、接合レンズＬ３３／Ｌ３４は、特許請求の範囲に記載の後側部分レンズ群の一例である。
第４レンズ群ＧＲ４は、両凸形状で物体側の片面が非球面に形成された正レンズＬ４１および像側に凸のメニスカス形状の負レンズＬ４２が接合されてなる接合レンズによって構成されている。
第３レンズ群ＧＲ３の物体側には、第３レンズ群ＧＲ３に近接した位置に開口絞りＩＲ（絞り面ｓ１４）が配置されている。また、第５レンズ群ＧＲ５と像面ＩＭＧとの間には、色分解プリズムＰＰ（Polarizing Prism）が配置されている。
［ズームレンズの緒元］
表１に、第１の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデータを示す。
表１に、第１の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデータを示す。
この第１の実施の形態におけるズームレンズでは、第２レンズ群ＧＲ２の負レンズＬ２１の物体側の面（ｓ８）および像側の面（ｓ９）、第２レンズ群ＧＲ２の正レンズＬ２３の物体側の面（ｓ１２）、第３レンズ群ＧＲ３の正レンズＬ３１の物体側の面（ｓ１５）、第３レンズ群ＧＲ３の正レンズＬ３３の物体側の面（ｓ１９）、第４レンズ群ＧＲ４の正レンズＬ４１の物体側の面（ｓ２２）は非球面に形成されている。数値実施例１における非球面の４次、６次、８次および１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を円錐定数кとともに表２に示す。なお、表２およ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、「０．１２３４５Ｅ−０５」は「０．１２３４５×１０-5」を表している。
この第１の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２の間の面間隔ｄ７、第２レンズ群ＧＲ２と開口絞りＩＲの間の面間隔ｄ１３、開口絞りＩＲと第３レンズ群ＧＲ３の間の面間隔ｄ１４、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４の間の面間隔ｄ２１、および、第４レンズ群ＧＲ４と色分解プリズムＰＰの間の面間隔ｄ２４が変化する。数値実施例１における各面間隔の広角端状態（焦点距離＝４．２０）、中間焦点位置状態（焦点距離＝１８．４６）および望遠端状態（焦点距離＝８１．１０）における可変間隔を、ＦナンバーＦｎｏおよび半画角ωとともに表３に示す。
［ズームレンズの収差］
図２は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズの広角端状態（焦点距離＝４．２０）における無限遠合焦時の諸収差図である。図３は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズの広角端状態（焦点距離＝４．２０）における無限遠合焦時のコマ収差図である。図４は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズの中間焦点位置状態（焦点距離＝１８．４６）における無限遠合焦時の諸収差図である。図５は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズの中間焦点位置状態（焦点距離＝１８．４６）における無限遠合焦時のコマ収差図である。図６は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズの望遠端状態（焦点距離＝８１．１０）における無限遠合焦時の諸収差図である。図７は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズの望遠端状態（焦点距離＝８１．１０）における無限遠合焦時のコマ収差図である。
図２は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズの広角端状態（焦点距離＝４．２０）における無限遠合焦時の諸収差図である。図３は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズの広角端状態（焦点距離＝４．２０）における無限遠合焦時のコマ収差図である。図４は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズの中間焦点位置状態（焦点距離＝１８．４６）における無限遠合焦時の諸収差図である。図５は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズの中間焦点位置状態（焦点距離＝１８．４６）における無限遠合焦時のコマ収差図である。図６は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズの望遠端状態（焦点距離＝８１．１０）における無限遠合焦時の諸収差図である。図７は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズの望遠端状態（焦点距離＝８１．１０）における無限遠合焦時のコマ収差図である。
図２、図４および図６において、ａは球面収差図、ｂは非点収差（像面湾曲）図、ｃは歪曲収差図をそれぞれ示している。図２、図４および図６の球面収差図において、縦軸が開放Ｆ値との割合を示し、横軸がデフォーカスを示し、実線でｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、点線でＣ線（波長６５６．３ｎｍ）における値をそれぞれ示す。図２、図４および図６の非点収差図において、縦軸が画角を示し、横軸がデフォーカスを示し、実線でサジタル像面における値を示し、破線でメリディオナル像面における値を示す。図２、図４および図６の歪曲収差図において、縦軸が画角を示し、横軸が％を示す。図３、図５および図７のコマ収差図において、ωは半画角を示し、実線でｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、点線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）における値をそれぞれ示す。なお、後述の諸収差図においても同様である。
各収差図から、数値実施例１は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
＜２．第２の実施の形態＞
［レンズ構成］
図８は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
［レンズ構成］
図８は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
第１レンズ群ＧＲ１は、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズＬ１１および両凸形状の正レンズＬ１２が接合されてなる接合レンズと、物体側に凸のメニスカス形状の正レンズＬ１３と、物体側に凸のメニスカス形状の正レンズＬ１４とが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
第２レンズ群ＧＲ２は、物体側に凸のメニスカス形状で両面が非球面に形成された負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、両凸形状で物体側の片面が非球面に形成された正レンズＬ２３とが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
第３レンズ群ＧＲ３は、物体側に凸のメニスカス形状で物体側の片面が非球面に形成された正レンズＬ３１と、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズＬ３２と、両凸形状で物体側の片面が非球面に形成された正レンズＬ３３および像側に凸のメニスカス形状の負レンズＬ３４が接合されてなる接合レンズとが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。第３レンズ群ＧＲ３内の接合レンズＬ３３／Ｌ３４は光軸に略垂直な方向へ移動可能とされ、接合レンズＬ３３／Ｌ３４が光軸に略垂直な方向へ移動されることにより像のシフトが行われる。なお、レンズＬ３１およびＬ３２は、特許請求の範囲に記載の前側部分レンズ群の一例である。また、接合レンズＬ３３／Ｌ３４は、特許請求の範囲に記載の後側部分レンズ群の一例である。
第４レンズ群ＧＲ４は、両凸形状で物体側の片面が非球面に形成された正レンズＬ４１および像側に凸のメニスカス形状の負レンズＬ４２が接合されてなる接合レンズによって構成されている。
第３レンズ群ＧＲ３の物体側には、第３レンズ群ＧＲ３に近接した位置に開口絞りＩＲ（絞り面ｓ１４）が配置されている。また、第５レンズ群ＧＲ５と像面ＩＭＧとの間には、色分解プリズムＰＰが配置されている。
［ズームレンズの緒元］
表４に、第２の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデータを示す。
表４に、第２の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデータを示す。
この第２の実施の形態におけるズームレンズでは、第２レンズ群ＧＲ２の負レンズＬ２１の物体側の面（ｓ８）および像側の面（ｓ９）、第２レンズ群ＧＲ２の正レンズＬ２３の物体側の面（ｓ１２）、第３レンズ群ＧＲ３の正レンズＬ３１の物体側の面（ｓ１５）、第３レンズ群ＧＲ３の正レンズＬ３３の物体側の面（ｓ１９）、第４レンズ群ＧＲ４の正レンズＬ４１の物体側の面（ｓ２２）は非球面に形成されている。数値実施例２における非球面の４次、６次、８次および１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を円錐定数кとともに表５に示す。
この第２の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２の間の面間隔ｄ７、第２レンズ群ＧＲ２と開口絞りＩＲの間の面間隔ｄ１３、開口絞りＩＲと第３レンズ群ＧＲ３の間の面間隔ｄ１４、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４の間の面間隔ｄ２１、および、第４レンズ群ＧＲ４と色分解プリズムＰＰの間の面間隔ｄ２４が変化する。数値実施例２における各面間隔の広角端状態（焦点距離＝３．８５）、中間焦点位置状態（焦点距離＝１８．２４）および望遠端状態（焦点距離＝８６．５０）における可変間隔を、ＦナンバーＦｎｏおよび半画角ωとともに表６に示す。
［ズームレンズの収差］
図９は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズの広角端状態（焦点距離＝３．８５）における無限遠合焦時の諸収差図である。図１０は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズの広角端状態（焦点距離＝３．８５）における無限遠合焦時のコマ収差図である。図１１は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズの中間焦点位置状態（焦点距離＝１８．２４）における無限遠合焦時の諸収差図である。図１２は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズの中間焦点位置状態（焦点距離＝１８．２４）における無限遠合焦時のコマ収差図である。図１３は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズの望遠端状態（焦点距離＝８６．５０）における無限遠合焦時の諸収差図である。図１４は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズの望遠端状態（焦点距離＝８６．５０）における無限遠合焦時のコマ収差図である。
図９は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズの広角端状態（焦点距離＝３．８５）における無限遠合焦時の諸収差図である。図１０は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズの広角端状態（焦点距離＝３．８５）における無限遠合焦時のコマ収差図である。図１１は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズの中間焦点位置状態（焦点距離＝１８．２４）における無限遠合焦時の諸収差図である。図１２は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズの中間焦点位置状態（焦点距離＝１８．２４）における無限遠合焦時のコマ収差図である。図１３は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズの望遠端状態（焦点距離＝８６．５０）における無限遠合焦時の諸収差図である。図１４は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズの望遠端状態（焦点距離＝８６．５０）における無限遠合焦時のコマ収差図である。
各収差図から、数値実施例２は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
＜３．第３の実施の形態＞
［レンズ構成］
図１５は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
［レンズ構成］
図１５は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
第１レンズ群ＧＲ１は、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２と、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズＬ１３および両凸形状の正レンズＬ１４が接合されてなる接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ１５と、物体側に凸のメニスカス形状の正レンズＬ１６とが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
第２レンズ群ＧＲ２は、物体側に凸のメニスカス形状で両面が非球面に形成された負レンズＬ２１と、像側に凸のメニスカス形状の負レンズＬ２２と、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズＬ２３および両凸形状で像側の片面が非球面に形成された正レンズＬ２４が接合されてなる接合レンズとが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
第３レンズ群ＧＲ３は、物体側に凸のメニスカス形状で物体側の片面が非球面に形成された正レンズＬ３１と、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズＬ３２と、両凸形状で物体側の片面が非球面に形成された正レンズＬ３３および像側に凸のメニスカス形状の負レンズＬ３４が接合されてなる接合レンズとが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。第３レンズ群ＧＲ３内の接合レンズＬ３３／Ｌ３４は光軸に略垂直な方向へ移動可能とされ、接合レンズＬ３３／Ｌ３４が光軸に略垂直な方向へ移動されることにより像のシフトが行われる。なお、レンズＬ３１およびＬ３２は、特許請求の範囲に記載の前側部分レンズ群の一例である。また、接合レンズＬ３３／Ｌ３４は、特許請求の範囲に記載の後側部分レンズ群の一例である。
第４レンズ群ＧＲ４は、両凸形状で物体側の片面が非球面に形成された正レンズＬ４１および像側に凸のメニスカス形状の負レンズＬ４２が接合されて成る接合レンズによって構成されている。
第３レンズ群ＧＲ３の物体側には、第３レンズ群ＧＲ３に近接した位置に開口絞りＩＲ（絞り面ｓ１９）が配置されている。また、第５レンズ群ＧＲ５と像面ＩＭＧとの間には、色分解プリズムＰＰが配置されている。
［ズームレンズの緒元］
表７に、第３の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデータを示す。
表７に、第３の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデータを示す。
この第３の実施の形態におけるズームレンズでは、第２レンズ群ＧＲ２の負レンズＬ２１の物体側の面（ｓ１２）および像側の面（ｓ１３）、第２レンズ群ＧＲ２の正レンズＬ２４の像側の面（ｓ１８）、第３レンズ群ＧＲ３の正レンズＬ３１の物体側の面（ｓ２０）、第３レンズ群ＧＲ３の正レンズＬ３３の物体側の面（ｓ２４）、および、第４レンズ群ＧＲ４の正レンズＬ４１の物体側の面（ｓ２７）は非球面に形成されている。数値実施例３における非球面の４次、６次、８次および１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を円錐定数кとともに表８に示す。
この第３の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２の間の面間隔ｄ１１、第２レンズ群ＧＲ２と開口絞りＩＲの間の面間隔ｄ１８、開口絞りＩＲと第３レンズ群ＧＲ３の間の面間隔ｄ１９、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４の間の面間隔ｄ２６、および、第４レンズ群ＧＲ４と色分解プリズムＰＰの間の面間隔ｄ２９が変化する。数値実施例３における各面間隔の広角端状態（焦点距離＝３．８０）、中間焦点位置状態（焦点距離＝１８．００）及び望遠端状態（焦点距離＝８５．４１）における可変間隔を、ＦナンバーＦｎｏおよび半画角ωとともに表９に示す。
［ズームレンズの収差］
図１６は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズの広角端状態（焦点距離＝３．８０）における無限遠合焦時の諸収差図である。図１７は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズの広角端状態（焦点距離＝３．８０）における無限遠合焦時のコマ収差図である。図１８は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズの中間焦点位置状態（焦点距離＝１８．００）における無限遠合焦時の諸収差図である。図１９は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズの中間焦点位置状態（焦点距離＝１８．００）における無限遠合焦時のコマ収差図である。図２０は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズの望遠端状態（焦点距離＝８５．４１）における無限遠合焦時の諸収差図である。図２１は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズの望遠端状態（焦点距離＝８５．４１）における無限遠合焦時のコマ収差図である。
図１６は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズの広角端状態（焦点距離＝３．８０）における無限遠合焦時の諸収差図である。図１７は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズの広角端状態（焦点距離＝３．８０）における無限遠合焦時のコマ収差図である。図１８は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズの中間焦点位置状態（焦点距離＝１８．００）における無限遠合焦時の諸収差図である。図１９は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズの中間焦点位置状態（焦点距離＝１８．００）における無限遠合焦時のコマ収差図である。図２０は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズの望遠端状態（焦点距離＝８５．４１）における無限遠合焦時の諸収差図である。図２１は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズの望遠端状態（焦点距離＝８５．４１）における無限遠合焦時のコマ収差図である。
各収差図から、数値実施例３は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
［条件式のまとめ］
表１０に、第１乃至第３の実施の形態の数値実施例１乃至３における各値を示す。この値からも明らかなように、条件式（ａ）乃至（ｆ）を満足することがわかる。
表１０に、第１乃至第３の実施の形態の数値実施例１乃至３における各値を示す。この値からも明らかなように、条件式（ａ）乃至（ｆ）を満足することがわかる。
＜４．適用例＞
［撮像装置の構成］
図２２は、本技術の第１乃至第３の実施の形態によるズームレンズを撮像装置１００に適用した例を示す図である。この撮像装置１００は、第１乃至第３の実施の形態によるズームレンズ１２０と、そのズームレンズ１２０により形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子１３０とを備える。撮像素子１３０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利用することができる。ズームレンズ１２０としては、ここでは、第１乃至第３の実施の形態のレンズ群を単レンズに簡略化して示している。
［撮像装置の構成］
図２２は、本技術の第１乃至第３の実施の形態によるズームレンズを撮像装置１００に適用した例を示す図である。この撮像装置１００は、第１乃至第３の実施の形態によるズームレンズ１２０と、そのズームレンズ１２０により形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子１３０とを備える。撮像素子１３０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利用することができる。ズームレンズ１２０としては、ここでは、第１乃至第３の実施の形態のレンズ群を単レンズに簡略化して示している。
撮像素子１３０によって形成された電気信号は、映像分離回路１４０によってフォーカス制御用の信号が制御回路１５０に供給され、映像用の信号は後段の（図示しない）映像処理回路へ供給される。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、記録、転送等の処理に利用される。
制御回路１５０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、その操作信号に応じて種々の処理がなされる。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、指令に応じた焦点距離状態とすべく、ドライバ回路１６０、１７０および１８０を介して駆動部１６１、１７１および１８１を動作させる。これにより、各レンズ群ＧＲ２、ＧＲ３およびＧＲ４を所定の位置へと移動させる。各センサ１６２、１７２および１８２によって得られた各レンズ群ＧＲ２、ＧＲ３およびＧＲ４の位置情報は制御回路１５０に入力されて、ドライバ回路１６０、１７０および１８０へ指令信号を出力する際に参照される。また、制御回路１５０は映像分離回路１４０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、駆動部１８１を動作させて第４レンズ群ＧＲ４を位置制御する。
また、撮像装置１００は像ブレ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伴う撮像素子１３０におけるブレを像ブレ検出回路１９０が検出する。この像ブレ検出回路１９０は、例えば、ジャイロセンサーにより実現される。像ブレ検出回路１９０からの信号が制御回路１５０に入力されると、制御回路１５０において画像のブレを補償するためのブレ補正角が算出される。その算出されたブレ補正角に基づいて、ドライバ回路１７０を介して駆動部１７１を動作させて、第３レンズ群ＧＲ３の後側部分レンズ群を光軸に垂直な方向にシフトさせる。第３レンズ群ＧＲ３の位置はセンサ１７２によって検出されており、センサ１７２によって得られた位置情報は制御回路１５０に入力されて、ドライバ回路１７０へ指令信号を送出する際に参照される。
この撮像装置１００が適用される具体的製品としては、各種の形態を採りうる。例えば、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラや、デジタル入出力機器のカメラ部などに広く適用することができる。特に、多板式カメラのような長いバックフォーカスを有するカメラに最適である。
このように、本技術の実施の形態では、多板式カメラに対応する長いバックフォーカスを有する４群構成のズームレンズにおいて、第２レンズ群ＧＲ２および第３レンズ群ＧＲ３の移動量と焦点距離との関係を規定する。これにより、動画撮影時においても高画質と静音性の両立が容易となり、広角かつ高変倍化を実現でき、良好な光学性能を有することができる。すなわち、この実施の形態のズームレンズおよび撮像装置では、変倍比が１８乃至２４倍程度、広角端状態での画角が７０乃至８５°程度、広角端状態でのＦ値が１．５乃至１．８程度に構成することにより、広角化、高変倍化および高性能化を図ることができる。
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、
広角端状態から望遠端状態へレンズ位置状態が変化する際に、前記第２レンズ群が光軸方向を像側へ移動し、前記第３レンズ群が光軸方向を物体側へ移動し、前記第４レンズ群が光軸方向に移動し、
被写体位置が変化した際に、前記第４レンズ群の移動により結像位置の変化を補正し、
以下の条件式（ａ）および（ｂ）を満たすズームレンズ。
条件式（ａ）： ３．５＜｜Ｍ２／ｆ２｜＜５．０
条件式（ｂ）： ０．２３＜｜Ｍ３／ｆ３｜＜０．３５
Ｍ２： 前記第２レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分
ｆ２： 前記第２レンズ群の焦点距離
Ｍ３： 前記第３レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分
ｆ３： 前記第３レンズ群の焦点距離
（２）以下の条件式（ｃ）を満たす前記（１）に記載のズームレンズ。
条件式（ｃ）： １１＜ｆ１／ｆｗ＜２１
ｆ１： 前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ： 広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
（３）以下の条件式（ｄ）を満たす前記（１）または（２）に記載のズームレンズ。
条件式（ｄ）： １．４＜ｆ３／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜２．０
ｆ３： 前記第３レンズ群の焦点距離
ｆｔ： 望遠端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
（４）以下の条件式（ｅ）を満たす前記（１）から（３）のいずれかに記載のズームレンズ。
条件式（ｅ）： １．６＜ｆ４／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜２．２
ｆ４： 前記第４レンズ群の焦点距離
（５）前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に開口絞りを有する前記（１）から（４）のいずれかに記載のズームレンズ。
（６）前記第３レンズ群は、正の屈折力を有する前側部分レンズ群と、正の屈折力を有する後側部分レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、像ブレを補正する際には前記後側部分レンズ群を光軸に略垂直な方向にシフトさせる前記（１）から（５）のいずれかに記載のズームレンズ。
（７）以下の条件式（ｆ）を満たす請求項６記載のズームレンズ。
条件式（ｆ）： ０．１０＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜０．２５
ｆ３ａ： 前記第３レンズ群の前側部分レンズ群の焦点距離
ｆ３ｂ： 前記第３レンズ群の後側部分レンズ群の焦点距離
（８）実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに有する前記（１）から（７）のいずれかに記載のズームレンズ。
（９）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とを備える撮像装置であって、
前記ズームレンズは、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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、
広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第２レンズ群が光軸方向を像側へ移動し、前記第３レンズ群が光軸方向を物体側へ移動し、前記第４レンズ群が光軸方向に移動し、
被写体位置が変化した際に、前記第４レンズ群の移動により結像位置の変化を補正し、
以下の条件式（ａ）および（ｂ）を満たす撮像装置。
条件式（ａ）： ３．５＜｜Ｍ２／ｆ２｜＜５．０
条件式（ｂ）： ０．２３＜｜Ｍ３／ｆ３｜＜０．３５
Ｍ２： 前記第２レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分
ｆ２： 前記第２レンズ群の焦点距離
Ｍ３： 前記第３レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分
ｆ３： 前記第３レンズ群の焦点距離
（１０）実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに有する前記（９）に記載の撮像装置。
（１）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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、
広角端状態から望遠端状態へレンズ位置状態が変化する際に、前記第２レンズ群が光軸方向を像側へ移動し、前記第３レンズ群が光軸方向を物体側へ移動し、前記第４レンズ群が光軸方向に移動し、
被写体位置が変化した際に、前記第４レンズ群の移動により結像位置の変化を補正し、
以下の条件式（ａ）および（ｂ）を満たすズームレンズ。
条件式（ａ）： ３．５＜｜Ｍ２／ｆ２｜＜５．０
条件式（ｂ）： ０．２３＜｜Ｍ３／ｆ３｜＜０．３５
Ｍ２： 前記第２レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分
ｆ２： 前記第２レンズ群の焦点距離
Ｍ３： 前記第３レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分
ｆ３： 前記第３レンズ群の焦点距離
（２）以下の条件式（ｃ）を満たす前記（１）に記載のズームレンズ。
条件式（ｃ）： １１＜ｆ１／ｆｗ＜２１
ｆ１： 前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ： 広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
（３）以下の条件式（ｄ）を満たす前記（１）または（２）に記載のズームレンズ。
条件式（ｄ）： １．４＜ｆ３／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜２．０
ｆ３： 前記第３レンズ群の焦点距離
ｆｔ： 望遠端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
（４）以下の条件式（ｅ）を満たす前記（１）から（３）のいずれかに記載のズームレンズ。
条件式（ｅ）： １．６＜ｆ４／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜２．２
ｆ４： 前記第４レンズ群の焦点距離
（５）前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に開口絞りを有する前記（１）から（４）のいずれかに記載のズームレンズ。
（６）前記第３レンズ群は、正の屈折力を有する前側部分レンズ群と、正の屈折力を有する後側部分レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、像ブレを補正する際には前記後側部分レンズ群を光軸に略垂直な方向にシフトさせる前記（１）から（５）のいずれかに記載のズームレンズ。
（７）以下の条件式（ｆ）を満たす請求項６記載のズームレンズ。
条件式（ｆ）： ０．１０＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜０．２５
ｆ３ａ： 前記第３レンズ群の前側部分レンズ群の焦点距離
ｆ３ｂ： 前記第３レンズ群の後側部分レンズ群の焦点距離
（８）実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに有する前記（１）から（７）のいずれかに記載のズームレンズ。
（９）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とを備える撮像装置であって、
前記ズームレンズは、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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、
広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第２レンズ群が光軸方向を像側へ移動し、前記第３レンズ群が光軸方向を物体側へ移動し、前記第４レンズ群が光軸方向に移動し、
被写体位置が変化した際に、前記第４レンズ群の移動により結像位置の変化を補正し、
以下の条件式（ａ）および（ｂ）を満たす撮像装置。
条件式（ａ）： ３．５＜｜Ｍ２／ｆ２｜＜５．０
条件式（ｂ）： ０．２３＜｜Ｍ３／ｆ３｜＜０．３５
Ｍ２： 前記第２レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分
ｆ２： 前記第２レンズ群の焦点距離
Ｍ３： 前記第３レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分
ｆ３： 前記第３レンズ群の焦点距離
（１０）実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに有する前記（９）に記載の撮像装置。
１００ 撮像装置
１２０ ズームレンズ
１３０ 撮像素子
１４０ 映像分離回路
１５０ 制御回路
１６０、１７０、１８０ ドライバ回路
１６１、１７１、１８１ 駆動部
１６２、１７２、１８２ センサ
１９０ 像ブレ検出回路
１２０ ズームレンズ
１３０ 撮像素子
１４０ 映像分離回路
１５０ 制御回路
１６０、１７０、１８０ ドライバ回路
１６１、１７１、１８１ 駆動部
１６２、１７２、１８２ センサ
１９０ 像ブレ検出回路
Claims (9)
- 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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、
広角端状態から望遠端状態へレンズ位置状態が変化する際に、前記第２レンズ群が光軸方向を像側へ移動し、前記第３レンズ群が光軸方向を物体側へ移動し、前記第４レンズ群が光軸方向に移動し、
被写体位置が変化した際に、前記第４レンズ群の移動により結像位置の変化を補正し、
以下の条件式（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を満たすズームレンズ。
条件式（ａ）： ３．５＜｜Ｍ２／ｆ２｜＜５．０
条件式（ｂ）： ０．２３＜｜Ｍ３／ｆ３｜＜０．３５
条件式（ｃ）： １１＜ｆ１／ｆｗ＜２１
Ｍ２： 前記第２レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分
ｆ２： 前記第２レンズ群の焦点距離
Ｍ３： 前記第３レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分
ｆ３： 前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ１： 前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ： 広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離 - 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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、
広角端状態から望遠端状態へレンズ位置状態が変化する際に、前記第２レンズ群が光軸方向を像側へ移動し、前記第３レンズ群が光軸方向を物体側へ移動し、前記第４レンズ群が光軸方向に移動し、
被写体位置が変化した際に、前記第４レンズ群の移動により結像位置の変化を補正し、
以下の条件式（ａ）、（ｂ）および（ｄ）を満たすズームレンズ。
条件式（ａ）： ３．５＜｜Ｍ２／ｆ２｜＜５．０
条件式（ｂ）： ０．２３＜｜Ｍ３／ｆ３｜＜０．３５
条件式（ｄ）： １．４＜ｆ３／（ｆｗ・ｆｔ） 1/2 ＜２．０
Ｍ２： 前記第２レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分
ｆ２： 前記第２レンズ群の焦点距離
Ｍ３： 前記第３レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分
ｆ３： 前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ３： 前記第３レンズ群の焦点距離
ｆｗ： 広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
ｆｔ： 望遠端状態におけるレンズ系全体の焦点距離 - 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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、
広角端状態から望遠端状態へレンズ位置状態が変化する際に、前記第２レンズ群が光軸方向を像側へ移動し、前記第３レンズ群が光軸方向を物体側へ移動し、前記第４レンズ群が光軸方向に移動し、
被写体位置が変化した際に、前記第４レンズ群の移動により結像位置の変化を補正し、
以下の条件式（ａ）、（ｂ）および（ｅ）を満たすズームレンズ。
条件式（ａ）： ３．５＜｜Ｍ２／ｆ２｜＜５．０
条件式（ｂ）： ０．２３＜｜Ｍ３／ｆ３｜＜０．３５
条件式（ｅ）： １．６＜ｆ４／（ｆｗ・ｆｔ） 1/2 ＜２．２
Ｍ２： 前記第２レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分
ｆ２： 前記第２レンズ群の焦点距離
Ｍ３： 前記第３レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分
ｆ３： 前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ４： 前記第４レンズ群の焦点距離
ｆｗ： 広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
ｆｔ： 望遠端状態におけるレンズ系全体の焦点距離 - 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に開口絞りを有する請求項１から３のいずれかに記載のズームレンズ。
- 前記第３レンズ群は、正の屈折力を有する前側部分レンズ群と、正の屈折力を有する後側部分レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、像ブレを補正する際には前記後側部分レンズ群を光軸に略垂直な方向にシフトさせる請求項１から４のいずれかに記載のズームレンズ。
- 以下の条件式（ｆ）を満たす請求項５記載のズームレンズ。
条件式（ｆ）： ０．１０＜ｆ３ｂ／ｆ３ａ＜０．２５
ｆ３ａ： 前記第３レンズ群の前側部分レンズ群の焦点距離
ｆ３ｂ： 前記第３レンズ群の後側部分レンズ群の焦点距離 - 実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに有する請求項１から６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とを備える撮像装置であって、
前記ズームレンズは、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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、
広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第２レンズ群が光軸方向を像側へ移動し、前記第３レンズ群が光軸方向を物体側へ移動し、前記第４レンズ群が光軸方向に移動し、
被写体位置が変化した際に、前記第４レンズ群の移動により結像位置の変化を補正し、
以下の条件式（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を満たす撮像装置。
条件式（ａ）： ３．５＜｜Ｍ２／ｆ２｜＜５．０
条件式（ｂ）： ０．２３＜｜Ｍ３／ｆ３｜＜０．３５
条件式（ｃ）： １１＜ｆ１／ｆｗ＜２１
Ｍ２： 前記第２レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分
ｆ２： 前記第２レンズ群の焦点距離
Ｍ３： 前記第３レンズ群の広角端状態と望遠端状態とにおける光軸上の位置差分
ｆ３： 前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ１： 前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ： 広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離 - 実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに有する請求項８記載の撮像装置。
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| JP2012147295A JP5857891B2 (ja) | 2012-06-29 | 2012-06-29 | ズームレンズおよび撮像装置 |
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