JPWO2013151153A1 - 撮像レンズ、撮像レンズユニット及び撮像装置 - Google Patents

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Abstract

コンパクトでありながら、広角・高変倍な撮像レンズ及び該撮像レンズを組み込んだ撮像レンズユニット及び撮像装置を提供する。物体側より順に、変倍時に固定で正の第１レンズ群、変倍時に光軸に沿って移動する負の第２レンズ群、変倍時に固定で正の第３レンズ群、変倍時に光軸に沿って移動する正の第４レンズ群又は変倍時に光軸に沿って移動する正の第４レンズ群等から構成され、第３レンズ群は物体側より順に正レンズ、及び負レンズの２枚の単レンズで構成され、第３レンズ群全体を光軸方向に垂直な方向に移動させることで像のぶれを補正し、第１レンズ群の最も物体側にあるレンズは両凹レンズであり、全系の広角端の焦点距離をｆｗ、第３レンズ群の２枚の単レンズの光軸上の空気間隔をｄ３として、以下の条件式（１）を満足する撮像レンズとする。０．５＜ｆｗ／ｄ３＜２．０ （１）

Description

本発明は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等のデジタル入出力機器の撮影光学系に好適で、コンパクトでありながら広角で高変倍率を有する撮像レンズ並びにこれを用いた撮像レンズユニット及び撮像装置に関する。
近年、デジタルスチルカメラ等の固体撮像素子を用いた撮像装置の普及が進み、一層の高画質化が求められている。特に画素数の多いデジタルスチルカメラ等においては、画素数の多い固体撮像素子に対応した結像性能に優れ、コンパクトかつ広角・高変倍な撮影用レンズが求められている。
特許文献１に記載されたズームレンズでは、物体側から順に正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群を備える。特許文献１のズームレンズのうち第３レンズ群は物体側から正プラスチックレンズと負レンズから構成される。特許文献１のズームレンズは、第３レンズ群全体を光軸方向に垂直な方向に移動させることで像のぶれを補正している。
しかしながら、上記特許文献１に記載されたズームレンズでは、変倍比は３０前後であるが、充分な広角化が実現できていないという問題がある。
特開２００７−２７１６９２号公報
本発明は、上記した問題に鑑み、コンパクトかつ広角で高変倍な撮像レンズ及びその撮像レンズを組み込んだ撮像レンズユニット及び撮像装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る第１の撮像レンズは、物体側より順に、変倍時に固定の正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍時に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍時に固定の正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍時に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、第３レンズ群は物体側より順に正レンズ及び負レンズの２枚の単レンズで構成され、第３レンズ群全体を光軸方向に対して垂直な方向に移動させることで像のぶれを補正し、第１レンズ群の最も物体側にあるレンズは両凹レンズであり、以下の条件式を満足する。
０．５＜ｆｗ／ｄ３＜２．０ … （１）
ただし、
ｆｗ：全系の広角端の焦点距離
ｄ３：第３レンズ群の２枚の単レンズの光軸上の空気間隔
上記第１の撮像レンズにおいて、第１レンズ群が変倍時に固定であり、防水構造を構成し易くなる。また、第１レンズ群が固定であるため、移動群である第２レンズ群の主たる役割は変倍であり、所謂バリエーターとなる。高変倍を実現するためにはバリエーターになるべく強い屈折力を持たせることが好ましいが、その分収差補正が難しくなってくる。収差補正の観点からは、第１レンズ群の屈折力と第２レンズ群の屈折力とは逆であることが好ましく、よって物体側より順に正負か負正の組み合わせとなる。ここで、第１レンズ群を正の屈折力として第２レンズ群を通る光線高を小さくすれば、第２レンズ群の屈折力をある程度強くしても収差補正が可能である。逆に、仮に第１レンズ群を負の屈折力とすると第２レンズ群を通る光線高が大きくなることから、収差発生を抑制するためには第２レンズ群に大きな屈折力を持たせることが困難となる。よって、物体側より順に正負の組み合わせとすることで収差補正と高変倍化とを両立することができる。
第３レンズ群は変倍時に固定である。第３レンズ群は手ぶれ補正のため光軸に垂直な面内で移動するので、変倍時に固定とした方が第３レンズ群を保持する鏡枠及び当該鏡枠周辺の機構構成の複雑化を防ぐことができる。また、第３レンズ群を正の屈折力とすることで、後群の有効径が大きくなって大型化するのを防ぐことができる。ここで、手ぶれ補正とは、手ぶれによる画像のぶれ（乱れ）を補正することをいう。第４レンズ群は移動群であり、主に変倍による像面移動の補正を行い、所謂コンペンセーターである。また、第４レンズ群を正の屈折力とすることで、フォーカスを適度な移動量で行うことができる。
第３レンズ群は、物体側より順に正レンズ及び負レンズの２枚の単レンズで構成される。第３レンズ群全体を光軸に垂直な方向に移動させて手ぶれ補正を行うので、第３レンズ群全体のシフト偏芯感度を小さくする必要がある。ここで、異符合の屈折力のレンズを一緒に移動させることで、シフト偏芯感度をキャンセルさせて小さくすることができる。また、そのレンズ枚数を必要最低枚数の２枚とすることで、駆動源にかかる負荷を抑えることができる。
また、第１レンズ群の最も物体側にあるレンズは両凹レンズである。最も物体側のレンズを強い負のパワーとすることで、広角化とコンパクト化とを両立することができる。
条件式（１）は、全系の広角端の焦点距離と第３レンズ群の２枚の単レンズの光軸上の空気間隔との比を規定したものである。条件式（１）の値が下限値を上回ることにより、空気間隔を狭めて第３レンズ群を小型化することができる。条件式（１）の値が上限値を下回ることにより、充分な広角化と良好な光学性能を両立することができる。
条件式（１）は、下式の範囲であれば、より好ましい。
０．５＜ｆｗ／ｄ３＜１．０ … （１）'
本発明に係る第２の撮像レンズは、上記第１の撮像レンズに対して第５レンズ群を追加して５群構成としたものである。５群構成は、収差補正の観点でより有利である。
本発明の具体的な観点又は側面では、上記第１又は第２の撮像レンズにおいて、以下の条件式を満足する。
１．３＜Ｙ／ｆｗ＜１．６ … （２）
ただし、
Ｙ：撮像レンズの撮像面の対角長
ｆｗ：全系の広角端の焦点距離
条件式（２）は、撮像レンズの撮像面の対角長と全系の広角端の焦点距離との比を規定したものである。条件式（２）の値が下限値を上回ることにより、充分な広角化を実現することができる。条件式（２）の値が上限値を下回ることにより、広角端における軸外収差を良好に補正することができる。
条件式（２）は、下式の範囲であれば、より好ましい。
１．４＜Ｙ／ｆｗ＜１．５ … （２）'
本発明の別の側面では、以下の条件式を満足する。
−１．２＜ｆ１１／ｆｔ＜−０．５ … （３）
ただし、
ｆ１１：第１レンズ群の最も物体側にある両凹レンズの焦点距離
ｆｔ：全系の望遠端の焦点距離
条件式（３）は、第１レンズ群の最も物体側にあるレンズの焦点距離と全系の望遠端の焦点距離との比を規定したものである。条件式（３）の値が下限値を上回ることにより、広角化とコンパクト化とを両立することができる。条件式（３）の値が上限値を下回ることにより、広角端における軸外収差を良好に補正することができる。
条件式（３）は、下式の範囲であれば、より好ましい。
−０．８５＜ｆ１１／ｆｔ＜−０．５５ … （３）'
本発明のさらに別の側面では、第１レンズ群が４枚のレンズで構成されている。この場合、第１レンズ群を構成するレンズ枚数が比較的多く、広角端の軸外収差及び望遠端の軸上収差を良好に補正することができる。
本発明のさらに別の側面では、以下の条件式を満足する。
１５＜ｆｔ／ｄ３＜７０ … （４）
ただし、
ｆｔ：全系の望遠端の焦点距離
ｄ３：第３レンズ群の２枚の単レンズの光軸上の空気間隔
条件式（４）は、全系の望遠端の焦点距離と第３レンズ群の２枚の単レンズの光軸上の空気間隔との比を規定したものである。条件式（４）の値が下限値を上回ることにより、充分な変倍比を実現することができる。条件式（４）の値が上限値を下回ることにより、収差補正が比較的容易となって良好な光学性能を確保することができる。
条件式（４）は、下式の範囲であれば、より好ましい。
１５＜ｆｔ／ｄ３＜３５ … （４）'
なお、下式の範囲であれば、さらに好ましい。
２０＜ｆｔ／ｄ３＜３０ … （４）''
本発明のさらに別の側面では、以下の条件式を満足する。
０．８＜ＬＩ／ｆｔ＜１．１ … （５）
ただし、
ＬＩ：全系の光学全長（第１レンズ群の最も物体側の面から撮像面までの距離）
ｆｔ：全系の望遠端の焦点距離
条件式（５）は、全系の光学全長と全系の望遠端の焦点距離との比を規定したものである。条件式（５）の値が下限値を上回ることにより、全系が短くなりすぎることを防止して望遠端での色収差発生を抑制することができる。条件式（５）の値が上限値を下回ることにより、全系を小型化することができる。
条件式（５）は、下式の範囲であれば、より好ましい。
０．９＜ＬＩ／ｆｔ＜１．０ … （５）'
本発明のさらに別の側面では、開口絞りを有し、以下の条件式を満足する。
０．５＜ＬＳ／ＬＩ＜０．７ … （６）
ただし、
ＬＳ：第１レンズ群の最も物体側にある両凹レンズの光軸頂点から開口絞りまでの距離
ＬＩ：全系の光学全長
条件式（６）は、第１レンズ群の最も物体側にあるレンズの光軸頂点から開口絞りまでの距離と全系の光学全長との比を規定したものである。条件式（６）の値が下限値を上回ることにより、開口絞りより像側のレンズの有効径を小さくすることができ、第２レンズ群の移動量を確保しやすくなる。条件式（６）の値が上限値を下回ることにより、前玉径を小さくすることができ、第４レンズ群の移動量を確保しやすくなる。
条件式（６）は、下式の範囲であれば、より好ましい。
０．５５＜ＬＳ／ＬＩ＜０．６５ … （６）'
本発明のさらに別の側面では、以下の条件式を満足する。
７＜ｆ３／ｆｗ＜１２ … （７）
ただし、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ｆｗ：全系の広角端の焦点距離
上記条件式（７）は、第３レンズ群の焦点距離と全系の広角端の焦点距離との比を規定したものであり、手ぶれ補正の性能を良好にするための条件となっている。条件式（７）の値が下限値を上回ることにより、第３レンズ群で発生する収差を抑制することができる。条件式（７）の値が上限値を下回ることにより、全系を小型化することができる。
条件式（７）は、下式の範囲であれば、より好ましい。
８＜ｆ３／ｆｗ＜１１ … （７）'
本発明のさらに別の側面では、以下の条件式を満足する。
０．５＜｜ｆ３ｐ／ｆ３ｎ｜＜０．８ … （８）
ただし、
ｆ３ｐ：第３レンズ群の正レンズの焦点距離
ｆ３ｎ：第３レンズ群の負レンズの焦点距離
上記条件式（８）は、第３レンズ群の正レンズの焦点距離と第３レンズ群の負レンズの焦点距離との比を規定したものであり、正負レンズのバランスを保っている。条件式（８）の値が下限値を上回ることにより、像側に後続する第４レンズ群によるフォーカスを適度な移動量で行うことができる。条件式（８）の値が上限値を下回ることにより、全系を小型化することができる。
本発明のさらに別の側面では、第３レンズ群の正レンズは非球面形状を有するプラスチックレンズである。この場合、主に広角端の球面収差やコマ収差を良好に補正することができる。また、手ぶれ補正時に移動させる第３レンズ群の正レンズを軽量なプラスチックレンズとすることで駆動源の負荷を低減させた構成とすることができる。
本発明のさらに別の側面では、第３レンズ群の負レンズは非球面形状を有する。この場合、主に広角端の球面収差やコマ収差を良好に補正することができる。
本発明のさらに別の側面では、以下の条件式を満足する。
０．５＜（１−β３ｔ）×β４ｔ＜１．３ … （９）
ただし、
β３ｔ：第３レンズ群の望遠端における横倍率
β４ｔ：第４レンズ群の望遠端における横倍率
上記条件式（９）は、第３レンズ群が光軸と垂直な方向に単位量移動した時に、像が同方向にどれだけ移動するかを示している式である。条件式（９）の値が下限値を上回ることにより、手ぶれ補正時の第３レンズ群の移動量が大きくならないようにすることができる。条件式（９）の値が上限値を下回ることにより、第３レンズ群を光軸と垂直な方向に移動させる駆動源に、適度な分解能をもつアクチュエーターを使用することができる。
条件式（９）は、下式の範囲であれば、より好ましい。
０．５＜（１−β３ｔ）×β４ｔ＜０．８ … （９）'
本発明のさらに別の側面では、第４レンズ群は物体側より順に負レンズと正レンズとを接合した接合レンズを有する。この場合、第４レンズ群は変倍時やフォーカス時に移動するので色収差変動を抑えることができる。
本発明のさらに別の側面では、第２レンズ群は３枚の単レンズで構成される。この場合、比較的レンズ枚数が多く、変倍時における像面湾曲等の収差変動を抑えることができる。
本発明のさらに別の側面では、第２レンズ群は非球面形状を有するレンズを少なくとも１枚有する。この場合、変倍時による収差変動を抑えることができる。
本発明のさらに別の側面では、開口絞りは第２レンズ群と第３レンズ群との間にある。このように、第２レンズ群と第３レンズ群との間に開口絞りを配置することによって、全てのレンズ有効径を適度な大きさにすることができ、周辺光量比や撮像素子への光線の入射角を適度な値にすることができる。なお、開口絞りを第３レンズ群の正レンズの物体側近傍に配置する場合であっても、第３レンズ群は変倍に際して固定されることから、正レンズに伴って開口絞りを移動させなくて済む。一方、仮に第３レンズ群が変倍に際して移動するとするならば、第３レンズ群と一緒に開口絞りも移動することになって、ズームポジション間でＦ値の差が大きくなる傾向が生じる。
本発明のさらに別の側面では、開口絞りから第３レンズ群の正レンズまでの光軸上の空気間隔は、第３レンズ群の正レンズから同群の負レンズのまでの光軸上の空気間隔よりも小さい。この場合、第３レンズ群の２枚のレンズの有効径を小さくすることができる。
本発明のさらに別の側面では、第４レンズ群はフォーカシング時に移動するレンズ群である。この場合、適度な移動量でフォーカスを行うことができる。
本発明のさらに別の側面では、第５レンズ群は非球面形状を有する単レンズ１枚から構成されている。この場合、全系の小型化や歪曲収差の抑制の効果がある。
本発明のさらに別の側面では、実質的に屈折力を有しないレンズを有する。
本発明に係る撮像レンズユニットは、上述の撮像レンズと、撮像レンズにより撮像面に形成された画像を光電変換する撮像素子とを備える。本発明の撮像レンズを用いることで、広角で高変倍ながらもコンパクトな撮像レンズユニットを得ることができる。
本発明に係る撮像装置は、上述の撮像レンズユニットと、撮像素子から出力される信号を処理する処理部と制御部とを備える。本発明の撮像レンズユニットを用いることで、広角で高変倍ながらもコンパクトな撮像装置を得ることができる。
本発明の一実施形態の撮像レンズユニットを説明する図である。 図１の撮像レンズユニットを組み込んだ撮像装置を説明するブロック図である。 実施例１の撮像レンズの断面図である。 図４Ａ〜４Ｃは、実施例１の撮像レンズの広角端での収差図であり、図４Ｄ〜４Ｆは、実施例１の撮像レンズの中間位置での収差図であり、図４Ｇ〜４Ｉは、実施例１の撮像レンズの望遠端での収差図である。 実施例２の撮像レンズの断面図である。 図６Ａ〜６Ｃは、実施例２の撮像レンズの広角端での収差図であり、図６Ｄ〜６Ｆは、実施例２の撮像レンズの中間位置での収差図であり、図６Ｇ〜６Ｉは、実施例２の撮像レンズの望遠端での収差図である。 実施例３の撮像レンズの断面図である。 図８Ａ〜８Ｃは、実施例３の撮像レンズの広角端での収差図であり、図８Ｄ〜８Ｆは、実施例３の撮像レンズの中間位置での収差図であり、図８Ｇ〜８Ｉは、実施例３の撮像レンズの望遠端での収差図である。 実施例４の撮像レンズの断面図である。 図１０Ａ〜１０Ｃは、実施例４の撮像レンズの広角端での収差図であり、図１０Ｄ〜１０Ｆは、実施例４の撮像レンズの中間位置での収差図であり、図１０Ｇ〜１０Ｉは、実施例４の撮像レンズの望遠端での収差図である。 実施例５の撮像レンズの断面図である。 図１２Ａ〜１２Ｃは、実施例５の撮像レンズの広角端での収差図であり、図１２Ｄ〜１２Ｆは、実施例５の撮像レンズの中間位置での収差図であり、図１２Ｇ〜１２Ｉは、実施例５の撮像レンズの望遠端での収差図である。
図１は、本発明の一実施形態の撮像レンズを備える撮像レンズユニットを説明する断面図である。
撮像レンズユニット５０は、被写体像を形成する撮像レンズ１０と、撮像レンズ１０によって形成された被写体像を検出する撮像素子５１と、この撮像素子５１を背後から保持するとともに配線等を有する配線基板５２と、撮像レンズ１０を保持するとともに物体側からの光束を入射させる開口部ＯＰを有する鏡筒部５５とを備える。
撮像レンズ１０は、物体側から順に、第１レンズ群ＧＲ１と、第２レンズ群ＧＲ２と、開口絞りＳと、第３レンズ群ＧＲ３と、第４レンズ群ＧＲ４と、第５レンズ群ＧＲ５とを備える。第１〜第５レンズ群ＧＲ１〜ＧＲ５のうち、第１、第２、及び４レンズ群ＧＲ１，ＧＲ２，ＧＲ４は、３〜４枚のレンズでそれぞれ構成され、第３レンズ群ＧＲ３は、２枚の単レンズで構成され、第５レンズ群ＧＲ５は、１枚のレンズで構成されている。
撮像素子５１は、固体撮像素子からなるセンサーチップである。撮像素子５１の光電変換部５１ａは、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）からなる。光電変換部５１ａは、入射光をＲＧＢの各画素毎に光電変換し、そのアナログ信号を出力する。受光部としての光電変換部５１ａの表面は、撮像面ＩＭとなっている。
配線基板５２は、支持体を介して撮像素子５１を他の部材（例えば鏡筒部５５）に対してアライメントして固定する役割を有する。配線基板５２は、外部回路から撮像素子５１や駆動機構５５ａを駆動するための電圧や信号の供給を受けたり、また、検出信号を上記外部回路へ出力したりすることを可能としている。
撮像素子５１の撮像レンズ１０側には、不図示のホルダー部材によって、例えばシールガラス、ＩＲ（赤外線）カットフィルター、光学的ローパスフィルター等で構成された平行平板ＣＧが撮像素子５１等を覆うように配置・固定されている。
鏡筒部５５は、撮像レンズ１０を収納し保持している。鏡筒部５５は、撮像レンズ１０の変倍、合焦及び手ぶれ補正の動作を可能にするため、駆動機構５５ａを有している。駆動機構５５ａは、独立して動作する複数の機構を内蔵している。駆動機構５５ａは、撮像レンズ１０を構成するレンズ群ＧＲ１〜ＧＲ５のうち第２及び第４レンズ群ＧＲ２，ＧＲ４を光軸ＡＸに沿って移動させることにより、撮像レンズ１０に変倍動作を行わせる。また、駆動機構５５ａは、撮像レンズ１０を構成するレンズ群ＧＲ１〜ＧＲ５のうち第４レンズ群ＧＲ４を光軸ＡＸに沿って移動させることにより、撮像レンズ１０に合焦動作を行わせる。さらに、駆動機構５５ａは、撮像レンズ１０を構成するレンズ群ＧＲ１〜ＧＲ５のうち第３レンズ群ＧＲ３を手ぶれセンサー１０４（図２参照）の検出結果を相殺するように光軸ＡＸに垂直な方向に移動させることにより、撮像レンズ１０に手ぶれ補正動作を行わせる。
図２を参照して、図１の撮像レンズユニット５０を組み込んだ撮像装置１００について説明する。
撮像装置１００は、既に説明した撮像レンズユニット５０のほかに、Ａ／Ｄ変換部１０２、制御部１０３、手ぶれセンサー１０４、光学系駆動部１０５、タイミング発生部１０６、撮像素子駆動部１０７、画像メモリー１０８、画像処理部１０９、画像圧縮部１１０、画像記録部１１１、表示部１１２、及び操作部１１３を備える。
撮像レンズユニット５０は、図１を参照して説明した撮像レンズ１０及び撮像素子５１を有している。撮像レンズ１０は、被写体像を撮像素子５１の撮像面ＩＭに結像させる機能を有する。撮像素子５１は、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）からなる光電変換部５１ａを有しており、入射光をＲＧＢ毎に光電変換し、そのアナログ信号を出力する。
Ａ／Ｄ変換部１０２は、撮像素子５１から出力された検出信号又は光電変換信号としてのアナログ信号をデジタルの画像データに変換する。
制御部１０３は、撮像装置１００の各部を制御する。制御部１０３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含み、ＲＯＭから読み出されてＲＡＭに展開された各種プログラムとＣＰＵとの協働で各種処理を実行する。なお、制御部１０３は、手ぶれセンサー１０４等の出力を監視している。
光学系駆動部１０５は、制御部１０３の制御により、変倍、合焦、手ぶれ補正、露出等を行う際に、撮像レンズ１０の駆動機構５５ａを動作させて撮像レンズ１０の状態を制御する。
タイミング発生部１０６は、アナログ信号出力用のタイミング信号を出力し、撮像素子駆動部１０７は、タイミング信号に基づいて撮像素子５１を走査駆動制御する。
画像メモリー１０８は、撮像素子５１によって検出されＡ／Ｄ変換部１０２によってデジタル化された画像データを、読み出し及び書き込み可能に記憶する。
画像処理部１０９は、画像メモリー１０８等に保管された画像データ等に対して、各種画像処理を施す。画像圧縮部１１０は、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）等の圧縮方式により、撮像された画像処理前後の画像データを圧縮する。
画像記録部１１１は、図示しないスロットにセットされた、メモリーカード等の記録メディアに画像データを記録する。
表示部１１２は、カラー液晶パネル等であり、撮影後の画像データ、撮影前のスルー画像、及び各種操作画面等を表示する。操作部１１３は、レリーズボタン及び各種モード等を設定するための各種操作キーを含み、ユーザーにより操作入力された情報を制御部１０３に対して出力する。
ここで、撮像装置１００における動作を説明する。撮影時に、被写体のモニタリング（スルー画像表示）と、画像撮影実行とが行われる。モニタリングにおいては、撮像レンズ１０を介して得られた被写体の像が、撮像素子５１の湾曲した撮像面ＩＭ（図１参照）に結像される。撮像素子５１は、タイミング発生部１０６及び撮像素子駆動部１０７によって走査駆動され、一定周期毎に結像した光像に対応する光電変換出力としてのアナログ信号を１画面分出力する。
このアナログ信号は、撮像素子５１に付属する回路においてＲＧＢの各原色成分毎に適宜ゲイン調整された後に、Ａ／Ｄ変換部１０２でデジタルデータに変換される。そのデジタルデータは、画像処理部１０９により、画素補間処理及びＹ補正処理を含むカラープロセス処理が行われた後に、デジタル値の輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒ（画像データ）が生成されて画像メモリー１０８に格納される。デジタルデータは、その信号が画像処理部１０９から定期的に読み出されてそのビデオ信号が生成されて、表示部１１２に出力される。
この表示部１１２は、モニタリングにおいては電子ファインダーとして機能し、撮像画像をリアルタイムに表示することとなる。この状態で、随時、ユーザーが操作部１１３を介して行う操作入力に基づいて、光学系駆動部１０５の駆動により撮像レンズ１０の変倍、合焦、手ぶれ補正、露出等が実行又は設定される。
このようなモニタリング状態において、ユーザーが操作部１１３のレリーズボタンを操作することにより、静止画像データが撮影される。レリーズボタンの操作に応じて、画像メモリー１０８に格納された１コマの画像データが読み出されて、画像圧縮部１１０により圧縮される。その圧縮された画像データが、画像記録部１１１により記録メディアに記録される。
なお、上述の撮像装置１００は、本発明に好適な撮像装置の一例であり、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、撮像レンズユニット５０又は撮像レンズ１０を組み込んだ撮像装置としては、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、撮像機能付のコンピューター等であってもよい。
以上の撮像装置１００において、撮像レンズユニット５０は、コネクター等を介して本体側の制御部１０３等に対して着脱可能にできる。また、撮像装置１００がレンズ交換型のカメラである場合、撮像レンズユニット５０は交換レンズとして機能し、制御部１０３等を組み込んだカメラボディ等に対して着脱可能に固定される。
以下、図１に戻って、本発明の一実施形態である撮像レンズ１０について詳細に説明する。
実施形態の撮像レンズ１０は、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とからなる、又は、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、第５レンズ群ＧＲ５とからなる。撮像レンズ１０は、例えばＩＲカットフィルター等である平行平板ＣＧを含んでいてもよい。撮像レンズ１０は、広角端から望遠端への変倍に際し、第１〜第５レンズ群ＧＲ１〜ＧＲ５のうち１組以上のレンズ群の間隔を変える。具体的には、第１〜第５レンズ群ＧＲ１〜ＧＲ５のうち第２及び第４レンズ群ＧＲ２，ＧＲ４を光軸ＡＸに沿って変位させ、第１、第３、及び５レンズ群ＧＲ１，ＧＲ３，ＧＲ５は固定である。さらに、開口絞りＳは、収差補正の便宜や設置の簡便性等を考慮して、中央の第３レンズ群ＧＲ３の周辺に配置されている。
第１レンズ群ＧＲ１は、例えば４枚のレンズＬ１〜Ｌ４で構成される。第１レンズ群ＧＲ１のうち最も物体側にあるレンズＬ１は両凹レンズである。第２レンズ群ＧＲ２は、例えば３枚のレンズＬ５〜Ｌ７で構成される。第２レンズ群ＧＲ２のうち例えばレンズＬ６が非球面レンズとなっている。第３レンズ群ＧＲ３は、物体側より順に正レンズＬ８及び負レンズＬ９の２枚の単レンズで構成される。これらの単レンズＬ８，Ｌ９は、例えばプラスチックレンズとすることができる。第４レンズ群ＧＲ４は、例えば３枚のレンズＬ１０〜Ｌ１２で構成される。第５レンズ群ＧＲ５は、１枚の単レンズＬ１３で構成される。第５レンズ群ＧＲ５のレンズＬ１３は、非球面レンズとなっている。
以上の撮像レンズ１０において、第１レンズ群ＧＲ１が変倍時に固定であり、防水構造を構成し易くなる。また第１レンズ群ＧＲ１が固定であるため、移動群である第２レンズ群ＧＲ２の主たる役割は変倍であり、所謂バリエーターとなる。高変倍を実現するためにはバリエーターたる第２レンズ群ＧＲ２になるべく強い屈折力を持たせることが好ましいが、その分収差補正が難しくなってくる。収差補正の観点から、第１レンズ群ＧＲ１の屈折力と第２レンズ群ＧＲ２の屈折力とは逆であることが好ましい。特に第１レンズ群ＧＲ１を正の屈折力として第２レンズ群ＧＲ２を通る光線高を小さくすれば、第２レンズ群ＧＲ２の屈折力をある程度強くしても収差補正が可能である。なお、第１レンズ群ＧＲ１の最も物体側にあるレンズＬ１は両凹レンズである。最も物体側のレンズＬ１を強い負のパワーとすることで、広角化とコンパクト化とを両立することができる。
以上の撮像レンズ１０において、第３レンズ群ＧＲ３は変倍時に固定である。第３レンズ群ＧＲ３は手ぶれ補正のため光軸ＡＸに垂直な面内で移動するので、変倍時に固定とした方が第３レンズ群ＧＲ３を保持する鏡枠及び当該鏡枠周辺の機構構成の複雑化を防ぐことができる。また、第３レンズ群ＧＲ３を正の屈折力とすることで、後群の有効径が大きくなって大型化するのを防ぐことができる。第３レンズ群ＧＲ３は、物体側より順に正レンズＬ８及び負レンズＬ９の２枚の単レンズで構成される。第３レンズ群ＧＲ３全体を光軸ＡＸに垂直な方向に移動させて手ぶれ補正を行うので、第３レンズ群ＧＲ３全体のシフト偏芯感度を小さくする必要がある。ここで、異符合の屈折力のレンズＬ８，Ｌ９を一緒に移動させることで、シフト偏芯感度をキャンセルさせて小さくすることができる。また、そのレンズ枚数を必要最低枚数の２枚とすることで、駆動源にかかる負荷を抑えることができる。
以上の撮像レンズ１０において、第４レンズ群ＧＲ４は移動群であり、主に変倍による像面移動の補正を行う、所謂コンペンセーターである。また、第４レンズ群ＧＲ４を正の屈折力とすることで、フォーカスを適度な移動量で行うことができる。
撮像レンズ１０は、既に説明した条件式（１）を満たす。また、撮像レンズ１０は、条件式（２）〜（９）の少なくとも１つ以上を満たす。
〔実施例〕
以下、本発明の撮像レンズの実施例１〜５を説明する。
〔実施例１〕
実施例１のレンズ面のデータを以下の表１に示す。表１中で、「ｓ」は撮像レンズを構成する物体側からの面番号を意味し、「ｒ」は曲率半径を意味し、「ｄ」は光軸上面間隔を意味し、「ｎｄ」はｄ線に関する屈折率を意味し、「νd」はｄ線に関するアッベ数を意味する。なお、「variable」は間隔ｄが変倍に際して可変であることを示し、「infinity」は無限大であることを示す。
〔表１〕
s r d nd νd
1 -35.3674 1.500 1.90366 31.3
2 53.0548 5.082 1.48749 70.4
3 -28.8141 0.200
4 54.4540 2.676 1.71300 53.9
5 -97.9528 0.200
6 30.4979 2.269 1.80420 46.5
7 153.7967 variable
8 153.7967 0.500 1.91082 35.3
9 4.9385 1.703
10 -10.9243 0.600 1.85135 40.1
11 12.1680 0.528
12 17.0805 1.134 1.94595 18.0
13 -19.9255 variable
14 infinity 0.200 絞り
15 8.3202 3.226 1.54400 56.0
16 -28.4991 2.948
17 -202.0504 0.800 1.92286 20.9
18 19.8461 variable
19 13.5398 0.942 1.94595 18.0
20 8.6423 1.499 1.63854 55.4
21 20.3430 0.200
22 8.8159 2.449 1.54400 56.0
23 -18.4434 variable
24 -6.0568 0.800 1.63400 24.0
25 -5.9481 0.400
26 infinity 0.800 1.51680 64.2
27 infinity 1.200
28 infinity 0.000 像面
以上のレンズ面のデータのうち面番号１０、１１、１５〜１８、２２〜２５が非球面である。各面における円錐定数及び非球面係数を以下の表２にまとめた。
〔表２〕
第10面
K=0, A4=-1.65475E-03, A6=1.02630E-04, A8=4.13876E-06,
A10=-1.13076E-06
第11面
K=0, A4=-1.93752E-03, A6=1.73593E-04, A8=-1.07874E-05,
A10=2.46005E-07
第15面
K=0, A4=-6.42349E-04, A6=-6.89912E-06, A8=1.21138E-06,
A10=-1.84291E-08
第16面
K=0, A4=-1.13471E-03, A6=5.30524E-05, A8=-1.90414E-07,
A10=-7.81506E-09
第17面
K=0, A4=6.90542E-04, A6=7.38623E-05, A8=-4.17259E-06,
A10=2.99115E-08
第18面
K=0, A4=1.68819E-03, A6=2.10021E-05, A8=-2.80696E-06,
A10=-1.95602E-09
第22面
K=0, A4=-1.15142E-04, A6=-2.91782E-05, A8=-1.91827E-07,
A10=8.39863E-08
第23面
K=0, A4=-2.27467E-04, A6=1.16556E-05, A8=-1.96172E-06,
A10=1.28309E-07
第24面
K=0, A4=5.93335E-03, A6=4.06217E-03, A8=-1.14792E-03,
A10=8.15709E-05
第25面
K=0, A4=6.54183E-03, A6=6.50814E-03, A8=-1.93374E-03,
A10=1.47295E-04
なお、この実施例１及び以下の実施例において、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の「数１」で表す。
〔数１〕
Figure 2013151153
ただし、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
Ｒ ：曲率半径
Ｋ ：円錐定数
実施例１の撮像レンズの概要を以下に示す。以下の表３は、広角端、中間位置、及び望遠端における、焦点距離と、Ｆ値（Fno）と、半画角（ω）と、レンズ全長と、第７、第１３、第１８、及び第２３面s7，s13，s18，s23から次の面までの距離（d7，d13，d18，d23）とをまとめたものである。表４は、第１〜第５レンズ群ＧＲ１〜ＧＲ５それぞれの単体での焦点距離及び全系での変倍のズーム比を示している。
〔表３〕
広角端 中間位置 望遠端
焦点距離 2.19 12.68 75.03
Fno 1.84 1.82 4.35
ω(度) 35.24 6.97 1.18
レンズ全長 71.3 71.3 71.3
d7 0.600 19.376 27.164
d13 27.463 8.688 0.900
d18 7.423 2.919 8.354
d23 3.930 8.433 3.000
〔表４〕
第１群の焦点距離 30.243
第２群の焦点距離 -4.869
第３群の焦点距離 19.323
第４群の焦点距離 11.318
第５群の焦点距離 135.366
ズーム比 34.2
図３は、実施例１の撮像レンズ１１（１０）の広角端における断面図である。撮像レンズ１１（１０）は、物体側からの順で正負正正正の組み合わせとなっている第１〜第５レンズ群ＧＲ１〜ＧＲ５からなる。第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間には第３レンズ群ＧＲ３に近接して開口絞りＳが配置されている。ここで、第１レンズ群ＧＲ１は、両凹で負の第１レンズＬ１と、両凸で正の第２レンズＬ２と、両凸で正の第３レンズＬ３と、物体側に凸で正メニスカスの第４レンズＬ４とを有する。これらのうち、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、物体側に凸で負メニスカスの第５レンズＬ５と、両凹で負の第６レンズＬ６と、両凸で正の第７レンズＬ７とを有する。このうち、第６レンズＬ６は非球面レンズである。第３レンズ群ＧＲ３は、両凸で正の第８レンズＬ８と、両凹で負の第９レンズＬ９とを有する。両レンズＬ８，Ｌ９は非球面レンズである。第４レンズ群ＧＲ４は、物体側に凸で負メニスカスの第１０レンズＬ１０と、物体側に凸で正メニスカスの第１１レンズＬ１１と、両凸で正の第１２レンズＬ１２とを有する。これらのうち、第１０レンズＬ１０と第１１レンズＬ１１とは接合レンズである。また、第１２レンズＬ１２は非球面レンズである。第５レンズ群ＧＲ５は、像側に凸で僅かに正の第１３レンズＬ１３を有する。第１３レンズＬ１３は非球面レンズである。その他、符号ＣＧは、撮像素子用のシールガラス、ＩＲカットフィルター、光学的ローパスフィルター等を想定した平行平板を示す。また、符号ＩＭは、撮像素子５１の撮像面を示す。なお、第３レンズ群ＧＲ３を構成する２枚の単レンズＬ８，Ｌ９はプラスチックレンズを想定している。
図３の撮像レンズ１１において、第２レンズ群ＧＲ２は、広角から望遠への変倍に際して軸ＡＸに沿って像側に移動する。第４レンズ群ＧＲ４は、広角から望遠への変倍に際して一旦軸ＡＸに沿って物体側に移動した後に軸ＡＸに沿って像側に移動する。第３レンズ群ＧＲ３は、手ぶれ補正に際して光軸ＡＸに垂直な方向に変位する。合焦に際しては、第４レンズ群ＧＲ４を光軸ＡＸに沿って移動させる。
図４Ａ〜４Ｃは、撮像レンズ１１の広角端における収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図４Ｄ〜４Ｆは、中間における収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図４Ｇ〜４Ｉは、望遠端における収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。
〔実施例２〕
実施例２のレンズ面のデータを以下の表５に示す。表５中の「ｓ」、「ｒ」、「ｄ」、「ｎｄ」、「νd」等の意味は、実施例１と同様である。
〔表５〕
s r d nd νd
1 -75.0913 1.255 1.90366 31.3
2 33.5383 4.039 1.48749 70.4
3 -49.6254 0.201
4 56.3278 2.295 1.71300 53.9
5 -200.6327 0.315
6 26.9622 2.704 1.80420 46.5
7 196.7335 variable
8 16.9454 0.500 1.91082 35.3
9 4.8203 2.603
10 -7.1886 0.600 1.85135 40.1
11 9.9699 0.659
12 18.2060 1.140 1.94595 18.0
13 -18.2264 variable
14 infinity 0.200 絞り
15 8.2673 2.850 1.54400 56.0
16 -32.0726 3.908
17 -28.5494 0.800 1.92286 20.9
18 36.4934 variable
19 19.7449 0.701 1.94595 18.0
20 11.6310 1.628 1.63854 55.4
21 123.9401 0.200
22 8.4265 2.865 1.54400 56.0
23 -19.4206 variable
24 -7.5918 0.918 1.63400 24.0
25 -11.7462 0.603
26 infinity 0.800 1.51680 64.2
27 infinity 1.200
28 infinity 0.000 像面
以上のレンズ面のデータのうち面番号１０、１１、１５〜１８、２２〜２５が非球面である。各面における円錐定数及び非球面係数を以下の表６にまとめた。
〔表６〕
第10面
K=0, A4=-1.71968E-03, A6=1.49710E-04, A8=-8.55144E-06,
A10=3.62740E-07
第11面
K=0, A4=-1.89121E-03, A6=1.72244E-04, A8=-7.02768E-06,
A10=8.44376E-08
第15面
K=0, A4=-6.83839E-04, A6=9.96566E-07, A8=6.22859E-07,
A10=-1.90179E-08
第16面
K=0, A4=-9.52351E-04, A6=4.07601E-05, A8=-3.90998E-07,
A10=-9.45893E-09
第17面
K=0, A4=7.88211E-04, A6=7.55873E-05, A8=-4.32066E-06,
A10=3.50133E-08
第18面
K=0, A4=1.48207E-03, A6=3.61457E-05, A8=-2.24550E-06,
A10=-3.94106E-08
第22面
K=0, A4=-2.96695E-04, A6=1.40500E-06, A8=-8.17165E-07,
A10=2.02354E-08
第23面
K=0, A4=-1.34840E-04, A6=2.20378E-05, A8=-2.06004E-06,
A10=6.76489E-08
第24面
K=0, A4=9.73910E-03, A6=-1.39055E-03, A8=7.43955E-05,
A10=-1.33316E-07
第25面
K=0, A4=1.05756E-02, A6=-1.94260E-03, A8=9.25842E-05,
A10=1.00082E-08
実施例２の撮像レンズの概要を以下に示す。以下の表７は、広角端、中間位置、及び望遠端における撮像レンズの焦点距離等をまとめたものである。表８は、第１〜第５レンズ群ＧＲ１〜ＧＲ５それぞれの単体での焦点距離、及び全系での変倍のズーム比を示している。
〔表７〕
広角端 中間位置 望遠端
焦点距離 2.15 12.47 73.49
Fno 1.78 1.88 4.04
ω(度) 35.80 7.09 1.21
レンズ全長 69.0 69.0 69.0
d7 0.647 18.556 26.494
d13 26.614 8.704 0.766
d18 4.923 0.845 4.347
d23 3.792 7.870 4.367
〔表８〕
第１群の焦点距離 31.831
第２群の焦点距離 -4.428
第３群の焦点距離 20.388
第４群の焦点距離 9.839
第５群の焦点距離 -36.996
ズーム比 34.2
図５は、実施例２の撮像レンズ１２（１０）の広角端における断面図である。撮像レンズ１２（１０）は、物体側からの順で正負正正負の組み合わせとなっている第１〜第５レンズ群ＧＲ１〜ＧＲ５からなる。第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間には第３レンズ群ＧＲ３に近接して開口絞りＳが配置されている。ここで、第１レンズ群ＧＲ１は、両凹で負の第１レンズＬ１と、両凸で正の第２レンズＬ２と、両凸で正の第３レンズＬ３と、物体側に凸で正メニスカスの第４レンズＬ４とを有する。これらのうち、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、物体側に凸で負メニスカスの第５レンズＬ５と、両凹で負の第６レンズＬ６と、両凸で正の第７レンズＬ７とを有する。このうち、第６レンズＬ６は非球面レンズである。第３レンズ群ＧＲ３は、両凸で正の第８レンズＬ８と、両凹で負の第９レンズＬ９とを有する。両レンズＬ８，Ｌ９は非球面レンズである。第４レンズ群ＧＲ４は、物体側に凸で負メニスカスの第１０レンズＬ１０と、物体側に凸で正メニスカスの第１１レンズＬ１１と、両凸で正の第１２レンズＬ１２とを有する。これらのうち、第１０レンズＬ１０と第１１レンズＬ１１とは接合レンズである。また、第１２レンズＬ１２は非球面レンズである。第５レンズ群ＧＲ５は、像側に凸で僅かに負の第１３レンズＬ１３を有する。第１３レンズＬ１３は非球面レンズである。その他、符号ＣＧは、撮像素子用のシールガラス、ＩＲカットフィルター、光学的ローパスフィルター等を想定した平行平板を示す。また、符号ＩＭは、撮像素子５１の撮像面を示す。なお、第３レンズ群ＧＲ３を構成する２枚の単レンズＬ８，Ｌ９はプラスチックレンズを想定している。
図５の撮像レンズ１２において、第２レンズ群ＧＲ２は、広角から望遠への変倍に際して軸ＡＸに沿って像側に移動する。第４レンズ群ＧＲ４は、広角から望遠への変倍に際して一旦軸ＡＸに沿って物体側に移動した後に軸ＡＸに沿って像側に移動する。第３レンズ群ＧＲ３は、手ぶれ補正に際して光軸ＡＸに垂直な方向に変位する。合焦に際しては、第４レンズ群ＧＲ４を光軸ＡＸに沿って移動させる。
図６Ａ〜６Ｃは、撮像レンズ１２の広角端における収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図６Ｄ〜６Ｆは、中間における収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図６Ｇ〜６Ｉは、望遠端における収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。
〔実施例３〕
実施例３のレンズ面のデータを以下の表９に示す。表９中の「ｓ」、「ｒ」、「ｄ」、「ｎｄ」、「νd」等の意味は、実施例１と同様である。
〔表９〕
s r d nd νd
1 -50.9347 1.250 1.90366 31.3
2 38.9975 4.560 1.48749 70.4
3 -38.8821 0.200
4 54.6160 2.505 1.71300 53.9
5 -126.6797 0.200
6 29.3310 2.529 1.80420 46.5
7 220.7405 variable
8 98.8436 0.500 1.91082 35.3
9 5.4137 1.699
10 -8.6296 0.600 1.85135 40.1
11 10.9789 0.611
12 19.7587 1.139 1.94595 18.0
13 -16.9558 variable
14 infinity 0.200 絞り
15 8.8675 3.106 1.54400 56.0
16 -37.1804 2.295
17 103.5964 0.800 1.92286 20.9
18 17.8927 variable
19 12.4799 1.500 1.94595 18.0
20 8.1546 1.951 1.63854 55.4
21 25.7512 0.200
22 8.4714 2.670 1.54400 56.0
23 -25.3153 variable
24 -5.5018 0.692 1.63400 24.0
25 -7.7920 0.782
26 infinity 0.800 1.51680 64.2
27 infinity 1.200
28 infinity 0.000 像面
以上のレンズ面のデータのうち面番号１０、１１、１５〜１８、２２〜２５が非球面である。各面における円錐定数及び非球面係数を以下の表１０にまとめた。
〔表１０〕
第10面
K=0, A4=-1.46550E-03, A6=1.81623E-04, A8=-2.11231E-05,
A10=9.02147E-07
第11面
K=0, A4=-1.70306E-03, A6=1.82113E-04, A8=-1.72257E-05,
A10=7.31571E-07
第15面
K=0, A4=-5.87816E-04, A6=-3.82759E-06, A8=1.19770E-06,
A10=-2.63200E-08
第16面
K=0, A4=-1.08475E-03, A6=5.89036E-05, A8=-3.05553E-07,
A10=-1.89870E-08
第17面
K=0, A4=7.21833E-04, A6=7.08633E-05, A8=-3.65563E-06,
A10=3.37867E-08
第18面
K=0, A4=1.47450E-03, A6=3.12437E-05, A8=-2.55377E-06,
A10=1.13955E-08
第22面
K=0, A4=-7.33532E-05, A6=-4.62726E-06, A8=-3.60084E-07,
A10=5.76023E-08
第23面
K=0, A4=3.26789E-05, A6=1.86029E-05, A8=-1.45395E-06,
A10=9.89982E-08
第24面
K=0, A4=1.83769E-02, A6=2.63798E-05, A8=-4.47951E-04,
A10=4.37857E-05
第25面
K=0, A4=1.91435E-02, A6=1.63890E-03, A8=-9.49227E-04,
A10=8.65431E-05
実施例３の撮像レンズの概要を以下に示す。以下の表１１は、広角端、中間位置、及び望遠端における撮像レンズの焦点距離等をまとめたものである。表１２は、第１〜第５レンズ群ＧＲ１〜ＧＲ５それぞれの単体での焦点距離、及び全系での変倍のズーム比を示している。
〔表１１〕
広角端 中間位置 望遠端
焦点距離 2.17 12.88 74.17
Fno 1.80 1.83 4.17
ω(度) 35.55 6.86 1.20
レンズ全長 70.7 70.7 70.7
d7 0.600 19.215 26.946
d13 27.245 8.632 0.900
d18 7.143 3.236 7.360
d23 3.763 7.671 3.547
〔表１２〕
第１群の焦点距離 31.049
第２群の焦点距離 -4.689
第３群の焦点距離 21.800
第４群の焦点距離 10.904
第５群の焦点距離 -33.4125
ズーム比 34.2
図７は、実施例３の撮像レンズ１３（１０）の広角端における断面図である。撮像レンズ１３（１０）は、物体側からの順で正負正正負の組み合わせとなっている第１〜第５レンズ群ＧＲ１〜ＧＲ５からなる。第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間には第３レンズ群ＧＲ３に近接して開口絞りＳが配置されている。ここで、第１レンズ群ＧＲ１は、両凹で負の第１レンズＬ１と、両凸で正の第２レンズＬ２と、両凸で正の第３レンズＬ３と、物体側に凸で正メニスカスの第４レンズＬ４とを有する。これらのうち、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、物体側に凸で負メニスカスの第５レンズＬ５と、両凹で負の第６レンズＬ６と、両凸で正の第７レンズＬ７とを有する。このうち、第６レンズＬ６は非球面レンズである。第３レンズ群ＧＲ３は、両凸で正の第８レンズＬ８と、物体側に凸で負メニスカスの第９レンズＬ９とを有する。両レンズＬ８，Ｌ９は非球面レンズである。第４レンズ群ＧＲ４は、物体側に凸で負メニスカスの第１０レンズＬ１０と、物体側に凸で正メニスカスの第１１レンズＬ１１と、両凸で正の第１２レンズＬ１２とを有する。これらのうち、第１０レンズＬ１０と第１１レンズＬ１１とは接合レンズである。また、第１２レンズＬ１２は非球面レンズである。第５レンズ群ＧＲ５は、像側に凸で僅かに負の第１３レンズＬ１３を有する。第１３レンズＬ１３は非球面レンズである。その他、符号ＣＧは、撮像素子用のシールガラス、ＩＲカットフィルター、光学的ローパスフィルター等を想定した平行平板を示す。また、符号ＩＭは、撮像素子５１の撮像面を示す。なお、第３レンズ群ＧＲ３を構成する２枚の単レンズＬ８，Ｌ９はプラスチックレンズを想定している。
図７の撮像レンズ１３において、第２レンズ群ＧＲ２は、広角から望遠への変倍に際して軸ＡＸに沿って像側に移動する。第４レンズ群ＧＲ４は、広角から望遠への変倍に際して一旦軸ＡＸに沿って物体側に移動した後に軸ＡＸに沿って像側に移動する。第３レンズ群ＧＲ３は、手ぶれ補正に際して光軸ＡＸに垂直な方向に変位する。合焦に際しては、第４レンズ群ＧＲ４を光軸ＡＸに沿って移動させる。
図８Ａ〜８Ｃは、撮像レンズ１３の広角端における収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図８Ｄ〜８Ｆは、中間における収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図８Ｇ〜８Ｉは、望遠端における収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。
〔実施例４〕
実施例４のレンズ面のデータを以下の表１３に示す。表１３中の「ｓ」、「ｒ」、「ｄ」、「ｎｄ」、「νd」等の意味は、実施例１と同様である。
〔表１３〕
s r d nd νd
1 -48.8456 1.500 1.90366 31.3
2 40.5503 4.359 1.48749 70.4
3 -37.5605 0.200
4 59.3948 2.484 1.71300 53.9
5 -114.9412 0.200
6 28.8254 2.567 1.80420 46.5
7 221.0486 variable
8 221.0486 0.500 1.91082 35.3
9 4.7733 1.670
10 -9.2590 0.600 1.85135 40.1
11 15.1000 0.513
12 19.6500 1.128 1.94595 18.0
13 -17.6081 variable
14 infinity 0.200 絞り
15 8.7574 2.641 1.54400 56.0
16 -37.1545 2.807
17 3647.6306 0.800 1.92286 20.9
18 20.7024 variable
19 10.6292 1.500 1.94595 18.0
20 6.9239 2.104 1.63854 55.4
21 17.5111 0.200
22 8.4525 2.862 1.54400 56.0
23 -40.4130 variable
24 infinity 0.800 1.51680 64.2
25 infinity 2.022
26 infinity 0.000 像面
以上のレンズ面のデータのうち面番号１０、１１、１５〜１８、２２、２３が非球面である。各面における円錐定数及び非球面係数を以下の表１４にまとめた。
〔表１４〕
第10面
K=0, A4=-1.61440E-03, A6=2.92922E-04, A8=-4.44359E-05,
A10=2.97714E-06
第11面
K=0, A4=-1.72841E-03, A6=2.44310E-04, A8=-3.01505E-05,
A10=1.75073E-06
第15面
K=0, A4=-6.67412E-04, A6=-1.17617E-06, A8=1.07951E-06,
A10=-2.65609E-08
第16面
K=0, A4=-1.04568E-03, A6=5.19100E-05, A8=-2.42927E-07,
A10=-1.72700E-08
第17面
K=0, A4=8.09891E-04, A6=7.90857E-05, A8=-3.63001E-06,
A10=3.91860E-08
第18面
K=0, A4=1.50980E-03, A6=3.89414E-05, A8=-1.53901E-06,
A10=-9.07393E-09
第22面
K=0, A4=1.37994E-04, A6=-7.04764E-06, A8=-2.16876E-07,
A10=4.84265E-08
第23面
K=0, A4=3.06817E-04, A6=8.28728E-06, A8=-1.26792E-06,
A10=1.01556E-07
実施例４の撮像レンズの概要を以下に示す。以下の表１５は、広角端、中間位置、及び望遠端における撮像レンズの焦点距離等をまとめたものである。表１６は、第１〜第４レンズ群ＧＲ１〜ＧＲ４それぞれの単体での焦点距離、及び全系での変倍のズーム比を示している。
〔表１５〕
広角端 中間位置 望遠端
焦点距離 2.19 12.36 74.74
Fno 1.82 1.89 4.21
ω(度) 35.35 7.15 1.19
レンズ全長 72.0 72.0 72.0
d7 0.600 18.769 26.938
d13 27.237 9.069 0.900
d18 8.637 3.706 8.945
d23 3.883 8.813 3.576
〔表１６〕
第１群の焦点距離 30.875
第２群の焦点距離 -4.694
第３群の焦点距離 21.525
第４群の焦点距離 12.243
ズーム比 34.2
図９は、実施例４の撮像レンズ１４（１０）の広角端における断面図である。撮像レンズ１４（１０）は、物体側からの順で正負正正の組み合わせとなっている第１〜第４レンズ群ＧＲ１〜ＧＲ４からなる。第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間には第３レンズ群ＧＲ３に近接して開口絞りＳが配置されている。ここで、第１レンズ群ＧＲ１は、両凹で負の第１レンズＬ１と、両凸で正の第２レンズＬ２と、両凸で正の第３レンズＬ３と、物体側に凸で正メニスカスの第４レンズＬ４とを有する。これらのうち、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、物体側に凸で負メニスカスの第５レンズＬ５と、両凹で負の第６レンズＬ６と、両凸で正の第７レンズＬ７とを有する。このうち、第６レンズＬ６は非球面レンズである。第３レンズ群ＧＲ３は、両凸で正の第８レンズＬ８と、物体側に凸で負メニスカスの第９レンズＬ９とを有する。両レンズＬ８，Ｌ９は非球面レンズである。第４レンズ群ＧＲ４は、物体側に凸で負メニスカスの第１０レンズＬ１０と、物体側に凸で正メニスカスの第１１レンズＬ１１と、両凸で正の第１２レンズＬ１２とを有する。これらのうち、第１０レンズＬ１０と第１１レンズＬ１１とは接合レンズである。また、第１２レンズＬ１２は非球面レンズである。その他、符号ＣＧは、撮像素子用のシールガラス、ＩＲカットフィルター、光学的ローパスフィルター等を想定した平行平板を示す。また、符号ＩＭは、撮像素子５１の撮像面を示す。なお、第３レンズ群ＧＲ３を構成する２枚の単レンズＬ８，Ｌ９はプラスチックレンズを想定している。
図９の撮像レンズ１４において、第２レンズ群ＧＲ２は、広角から望遠への変倍に際して軸ＡＸに沿って像側に移動する。第４レンズ群ＧＲ４は、広角から望遠への変倍に際して一旦軸ＡＸに沿って物体側に移動した後に軸ＡＸに沿って像側に移動する。第３レンズ群ＧＲ３は、手ぶれ補正に際して光軸ＡＸに垂直な方向に変位する。合焦に際しては、第４レンズ群ＧＲ４を光軸ＡＸに沿って移動させる。
図１０Ａ〜１０Ｃは、撮像レンズ１４の広角端における収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図１０Ｄ〜１０Ｆは、中間における収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図１０Ｇ〜１０Ｉは、望遠端における収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。
〔実施例５〕
実施例５のレンズ面のデータを以下の表１７に示す。表１７中の「ｓ」、「ｒ」、「ｄ」、「ｎｄ」、「νd」等の意味は、実施例１と同様である。
〔表１７〕
s r d nd νd
1 -111.3517 1.200 1.90366 31.3
2 41.8053 4.013 1.48749 70.4
3 -55.6058 0.200
4 53.5306 2.313 1.71300 53.9
5 -205.7268 0.200
6 26.4641 2.359 1.71300 53.9
7 98.5717 variable
8 98.5717 0.500 1.91082 35.3
9 4.9443 2.002
10 -7.5808 0.600 1.85135 40.1
11 15.9223 0.544
12 29.3319 1.173 1.94595 18.0
13 -13.5471 variable
14 infinity 0.355 絞り
15 10.0034 3.413 1.58313 59.5
16 -19.4689 1.200
17 23.3853 0.800 1.63400 24.0
18 8.4883 variable
19 9.2287 0.968 1.92286 20.9
20 6.0917 2.964 1.63854 55.4
21 117.7440 0.402
22 17.4115 1.139 1.53100 56.0
23 43.9761 variable
24 19.8416 1.182 1.53100 56.0
25 -152.0939 0.532
26 infinity 0.800 1.51680 64.2
27 infinity 1.200
28 infinity 0.000 像面
以上のレンズ面のデータのうち面番号１０、１１、１５〜１８、２２〜２５が非球面である。各面における円錐定数及び非球面係数を以下の表１８にまとめた。
〔表１８〕
第10面
k=0, A4=-1.50211E-03, A6=8.69825E-05, A8=-8.88019E-06,
A10=2.46252E-07
第11面
k=0, A4=-1.70022E-03, A6=1.07188E-04, A8=-5.09498E-06,
A10=4.43124E-08
第15面
k=0, A4=-3.85453E-04, A6=-1.09887E-05, A8=1.29720E-06,
A10=-3.17192E-08
第16面
k=0, A4=-8.26537E-04, A6=5.88505E-05, A8=-9.43150E-07,
A10=-1.04487E-08
第17面
k=0, A4=-5.30277E-04, A6=7.64145E-05, A8=-2.18449E-06,
A10=-1.49061E-08
第18面
k=0, A4=3.52382E-04, A6=-1.16614E-05, A8=8.21918E-07,
A10=-6.09769E-08
第22面
k=0, A4=1.06200E-03, A6=-8.05227E-05, A8=5.73242E-06,
A10=-3.91115E-08
第23面
k=0, A4=1.17604E-03, A6=-7.93195E-05, A8=6.28765E-06,
A10=7.85020E-09
第24面
k=0, A4=-6.02992E-04, A6=7.17127E-04, A8=-1.05711E-04,
A10=3.80741E-06
第25面
k=0, A4=4.48961E-05, A6=1.39978E-03, A8=-2.92627E-04,
A10=1.63187E-05
実施例５の撮像レンズの概要を以下に示す。以下の表１９は、広角端、中間位置、及び望遠端における撮像レンズの焦点距離等をまとめたものである。表２０は、第１〜第５レンズ群ＧＲ１〜ＧＲ５それぞれの単体での焦点距離、及び全系での変倍のズーム比を示している。
〔表１９〕
広角端 中間位置 望遠端
焦点距離 2.20 12.96 75.19
Fno 1.86 1.93 3.99
ω(度) 35.18 5.96 1.18
レンズ全長 72.6 72.6 72.6
d7 0.600 19.508 27.700
d13 28.000 9.092 0.900
d18 11.166 4.884 9.997
d23 2.810 9.091 3.978
〔表２０〕
第１群の焦点距離 33.534
第２群の焦点距離 -4.585
第３群の焦点距離 19.409
第４群の焦点距離 14.925
第５群の焦点距離 33.1658
ズーム比 34.2
図１１は、実施例５の撮像レンズ１５（１０）の広角端における断面図である。撮像レンズ１５（１０）は、物体側からの順で正負正正正の組み合わせとなっている第１〜第５レンズ群ＧＲ１〜ＧＲ５からなる。第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間には第３レンズ群ＧＲ３に近接して開口絞りＳが配置されている。ここで、第１レンズ群ＧＲ１は、両凹で負の第１レンズＬ１と、両凸で正の第２レンズＬ２と、両凸で正の第３レンズＬ３と、物体側に凸で正メニスカスの第４レンズＬ４とを有する。これらのうち、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、物体側に凸で負メニスカスの第５レンズＬ５と、両凹で負の第６レンズＬ６と、両凸で正の第７レンズＬ７とを有する。このうち、第６レンズＬ６は非球面レンズである。第３レンズ群ＧＲ３は、両凸で正の第８レンズＬ８と、物体側に凸で負メニスカスの第９レンズＬ９とを有する。両レンズＬ８，Ｌ９は非球面レンズである。第４レンズ群ＧＲ４は、物体側に凸で負メニスカスの第１０レンズＬ１０と、物体側に凸で正メニスカスの第１１レンズＬ１１と、物体側に凸で正メニスカスの第１２レンズＬ１２とを有する。これらのうち、第１０レンズＬ１０と第１１レンズＬ１１とは接合レンズである。また、第１２レンズＬ１２は非球面レンズである。第５レンズ群ＧＲ５は、両凸で僅かに正の第１３レンズＬ１３を有する。第１３レンズＬ１３は非球面レンズである。その他、符号ＣＧは、撮像素子用のシールガラス、ＩＲカットフィルター、光学的ローパスフィルター等を想定した平行平板を示す。また、符号ＩＭは、撮像素子５１の撮像面を示す。なお、第３レンズ群ＧＲ３を構成する２枚の単レンズＬ８，Ｌ９はプラスチックレンズを想定している。
図１１の撮像レンズ１５において、第２レンズ群ＧＲ２は、広角から望遠への変倍に際して軸ＡＸに沿って像側に移動する。第４レンズ群ＧＲ４は、広角から望遠への変倍に際して一旦軸ＡＸに沿って物体側に移動した後に軸ＡＸに沿って像側に移動する。第３レンズ群ＧＲ３は、手ぶれ補正に際して光軸ＡＸに垂直な方向に変位する。合焦に際しては、第４レンズ群ＧＲ４を光軸ＡＸに沿って移動させる。
図１２Ａ〜１２Ｃは、撮像レンズ１５の広角端における収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図１２Ｄ〜１２Ｆは、中間における収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。図１２Ｇ〜１２Ｉは、望遠端における収差図（球面収差、非点収差、及び歪曲収差）である。
以下の表２１は、各条件式（１）〜（９）に対応する各実施例１〜５の値をまとめたものである。
〔表２１〕
Figure 2013151153
以上では、実施形態や実施例に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態等に限定されるものではない。
その他、図示を省略しているが、実施形態の撮像レンズ１０に対して実質的にパワーを持たないダミーレンズをさらに付与した場合も、本発明の適用範囲内である。

Claims (23)

  1. 物体側より順に、
    変倍時に固定の正の屈折力を有する第１レンズ群と、
    変倍時に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、
    変倍時に固定の正の屈折力を有する第３レンズ群と、
    変倍時に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第４レンズ群とからなり、
    前記第３レンズ群は、物体側より順に正レンズ及び負レンズの２枚の単レンズで構成され、
    前記第３レンズ群全体を光軸方向に対して垂直な方向に移動させることで像のぶれを補正し、
    前記第１レンズ群の最も物体側にあるレンズは、両凹レンズであり、
    以下の条件式を満足する撮像レンズ。
    ０．５＜ｆｗ／ｄ３＜２．０ … （１）
    ただし、
    ｆｗ：全系の広角端の焦点距離
    ｄ３：前記第３レンズ群の前記２枚の単レンズの光軸上の空気間隔
  2. 物体側より順に、
    変倍時に固定の正の屈折力を有する第１レンズ群と、
    変倍時に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、
    変倍時に固定の正の屈折力を有する第３レンズ群と、
    変倍時に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第４レンズ群と、
    第５レンズ群とからなり、
    前記第３レンズ群は、物体側より順に正レンズ及び負レンズの２枚の単レンズで構成され、
    前記第３レンズ群全体を光軸方向に対して垂直な方向に移動させることで像のぶれを補正し、
    前記第１レンズ群の最も物体側にあるレンズは、両凹レンズであり、
    以下の条件式を満足する撮像レンズ。
    ０．５＜ｆｗ／ｄ３＜２．０ … （１）
    ただし、
    ｆｗ：全系の広角端の焦点距離
    ｄ３：前記第３レンズ群の前記２枚の単レンズの光軸上の空気間隔
  3. 以下の条件式を満足する、請求項１又は２に記載の撮像レンズ。
    １．３＜Ｙ／ｆｗ＜１．６ … （２）
    ただし、
    Ｙ：前記撮像レンズの撮像面の対角長
    ｆｗ：全系の広角端の焦点距離
  4. 以下の条件式を満足する、請求項１から３までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
    −１．２＜ｆ１１／ｆｔ＜−０．５ … （３）
    ただし、
    ｆ１１：前記第１レンズ群の最も物体側にある両凹レンズの焦点距離
    ｆｔ：全系の望遠端の焦点距離
  5. 前記第１レンズ群は、４枚のレンズで構成されている、請求項１から４までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
  6. 以下の条件式を満足する、請求項１から５までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
    １５＜ｆｔ／ｄ３＜７０ … （４）
    ただし、
    ｆｔ：全系の望遠端の焦点距離
    ｄ３：前記第３レンズ群の前記２枚の単レンズの光軸上の空気間隔
  7. 以下の条件式を満足する、請求項１から６までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
    ０．８＜ＬＩ／ｆｔ＜１．１ … （５）
    ただし、
    ＬＩ：全系の光学全長
    ｆｔ：全系の望遠端の焦点距離
  8. 開口絞りを有し、以下の条件式を満足する、請求項１から７までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
    ０．５＜ＬＳ／ＬＩ＜０．７ … （６）
    ただし、
    ＬＳ：前記第１レンズ群の最も物体側にある両凹レンズの光軸頂点から前記開口絞りまでの距離
    ＬＩ：全系の光学全長
  9. 以下の条件式を満足する、請求項１から８までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
    ７＜ｆ３／ｆｗ＜１２ … （７）
    ただし、
    ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
    ｆｗ：全系の広角端の焦点距離
  10. 以下の条件式を満足する、請求項１から９までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
    ０．５＜｜ｆ３ｐ／ｆ３ｎ｜＜０．８ … （８）
    ただし、
    ｆ３ｐ：前記第３レンズ群の正レンズの焦点距離
    ｆ３ｎ：前記第３レンズ群の負レンズの焦点距離
  11. 前記第３レンズ群の正レンズは、非球面形状を有するプラスチックレンズである、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
  12. 前記第３レンズ群の負レンズは、非球面形状を有する、請求項１から１１までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
  13. 以下の条件式を満足する、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
    ０．５＜（１−β３ｔ）×β４ｔ＜１．３ … （９）
    ただし、
    β３ｔ：前記第３レンズ群の望遠端における横倍率
    β４ｔ：前記第４レンズ群の望遠端における横倍率
  14. 前記第４レンズ群は、物体側より順に負レンズと正レンズとを接合した接合レンズを有する、請求項１から１３までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
  15. 前記第２レンズ群は、３枚の単レンズで構成される、請求項１から１４までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
  16. 前記第２レンズ群は、非球面形状を有するレンズを少なくとも１枚有する、請求項１から１５までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
  17. 前記開口絞りは、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間にある、請求項１から１６までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
  18. 前記開口絞りから前記第３レンズ群の正レンズまでの光軸上の空気間隔は、前記第３レンズ群の正レンズから同群の負レンズまでの光軸上の空気間隔よりも小さい、請求項１から１７までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
  19. 前記第４レンズ群は、フォーカシング時に移動するレンズ群である、請求項１から１８のまでいずれか一項に記載の撮像レンズ。
  20. 前記第５レンズ群は、非球面形状を有する単レンズ１枚から構成されている、請求項２に記載の撮像レンズ。
  21. 実質的に屈折力を有しないレンズを有する、請求項１から２０までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
  22. 請求項１から２１までのいずれか一項に記載の撮像レンズと、
    前記撮像レンズにより撮像面に形成された画像を光電変換する撮像素子とを備える撮像レンズユニット。
  23. 請求項２２に記載の撮像レンズユニットと、
    前記撮像素子から出力される信号を処理する処理部と制御部とを備える撮像装置。
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