(57)【要約】【課題】高倍率でありながら、小型、軽量で高性能なズームレンズおよび撮像装置を提供する。【解決手段】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とを備える。  前記第１ないし第４のレンズ群の隣り合うレンズ群同士の間隔を変化させることによってズーミングを行う。前記第４レンズ群Ｇ４を、物体側より順に、第１の正レンズＬ４１と、第１の負メニスカスレンズＬ４２と、物体側に凸面を向けた第２の負メニスカスレンズＬ４３および第２の正レンズＬ４４からなる接合レンズとで構成する。【選択図】図１
2013130614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、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１ないし第４のレンズ群の隣り合うレンズ群同士の間隔を変化させることによってズーミングが行われ、
前記第４レンズ群は、物体側より順に、第１の正レンズと、第１の負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた第２の負メニスカスレンズおよび第２の正レンズからなる接合レンズとで構成されている
ズームレンズ。
【請求項２】
前記第３レンズ群は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた第１の負メニスカスレンズおよび正レンズからなる接合レンズと、像側に凸面を向けた第２の負メニスカスレンズとで構成されている
請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載のズームレンズ。
２≦ｆ３／ｆ４＜３  ……（１）
ただし、
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
とする。
【請求項４】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載のズームレンズ。
４＜ｆｔ／Ｒ３１＜５  ……（２）
ただし、
ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離
Ｒ３１：前記第３レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径
とする。
【請求項５】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載のズームレンズ。
０＜｜（Ｒ３１＋Ｒ３５）／（Ｒ３１−Ｒ３５）｜＜１  ……（３）
ただし、
Ｒ３１：前記第３レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径
Ｒ３５：前記第３レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径
とする。
【請求項６】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載のズームレンズ。
２＜ｆ４ｒ／ｆ４＜３  ……（４）
ただし、
ｆ４ｒ：前記第４レンズ群内の前記接合レンズの焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
とする。
【請求項７】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載のズームレンズ。
｜１／（ｆ４３×ν４３）＋１／（ｆ４４×ν４４）｜＜１×１０-4  ……（５）
ただし、
ｆ４３：前記第４レンズ群内の前記第２の負メニスカスレンズの焦点距離
ν４３：前記第４レンズ群内の前記第２の負メニスカスレンズのアッベ数
ｆ４４：前記第４レンズ群内の前記第２の正レンズの焦点距離
ν４４：前記第４レンズ群内の前記第２の正レンズのアッベ数
とする。
【請求項８】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載のズームレンズ。
２＜ｆｔ／ｄＸ１＜３  ……（６）
ただし、
ｄＸ１：広角端から望遠端へとズーミングした際の前記第１レンズ群の光軸方向の移動量
とする。
【請求項９】
前記第４レンズ群において、前記第１の負メニスカスレンズの物体側のレンズ面は非球面である
請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
広角端から望遠端へとズーミングする際に、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レンズ群の間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が減少するように、前記第１ないし第４の各レンズ群が移動する
請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
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に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを含み、
前記ズームレンズは、
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１ないし第４のレンズ群の隣り合うレンズ群同士の間隔を変化させることによってズーミングが行われ、
前記第４レンズ群は、物体側より順に、第１の正レンズと、第１の負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた第２の負メニスカスレンズおよび第２の正レンズからなる接合レンズとで構成されている
撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えばデジタル一眼レフカメラに装着可能な交換レンズに適したズームレンズ、およびそのようなズームレンズを用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラにおける記録手段として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（ComplementtaryMetal Oxide Semiconductor）等の光電変換素子を用いた撮像素子面上に形成された被写体像を、光量に応じて各光電変換素子によって電気的出力に変換し、記録する方法が知られている。近年、加工技術等の進歩によって、撮像素子が高画素数化され、より高い空間周波数の記録が可能となった。それに伴い光学系もより高周波成分の結像性能向上を図る必要性が出てきた。
【０００３】
近年、交換レンズにおいては、デジタル一眼レフカメラの普及に伴い、レンズ１本で広角から望遠までの範囲を撮影できる高倍率ズームレンズへの要望が多い。このような交換レンズは、高い結像性能を有する必要性は勿論のこと、カメラボディに装着したまま持ち運ばれることも多いため、小型で軽量であることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２７５５２３号公報
【特許文献２】特開２００７−１１４４３２号公報
【特許文献３】特開２００９−５８９８０号公報
【特許文献４】特開２００３−２４１０９２号公報
【特許文献５】特開２００２−３２３６５６号公報
【特許文献６】特開２００３−１７７３１７号公報
【特許文献７】特開２００９−１５６８９１号公報
【特許文献８】特開２０１０−２３７４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高倍率ズームレンズとしては、正負正正の４群ズームタイプ（特許文献１〜６参照）や、正負正負正の５群ズームタイプ（特許文献７，８参照）が多く用いられてきた。これらのズームタイプは、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第２レンズ群が移動することによって、主たる変倍比を得ている。そのため、より高倍率化を図るためには、第２レンズ群の屈折力を強める必要がある。しかしながら、第２レンズ群の屈折力を強めることは、高変倍比を得る反面、第２レンズ群自体で発生する諸収差を増大させてしまうことを意味する。そのため、ズーミングによって変化する軸外収差変動を良好に補正することが難しかった。
【０００６】
例えば特許文献１および２に記載されているような、正負正正の４群ズームレンズでは、第２レンズ群やその他のレンズ群で発生する収差を補正するために、レンズ枚数を増やすことで諸収差を補正している。しかしながら、収差を補正する反面、レンズ枚数の増加に伴う重量アップとコストアップを避けることができない。
【０００７】
また、例えば特許文献７および８に記載されているような、正負正負正の５群ズームレンズでは、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔、第４レンズ群と第５レンズ群との間隔が変化することで、変倍作用の一部を担っている。そのため、第２レンズ群の屈折力を極端に強めることなく高変倍比を得ることができ、高倍率化や収差補正には有効である。しかしながら、可動群が増えたことでメカ構成が複雑になり、さらにレンズ枚数も増えることから、軽量化や小型化が難しい。
【０００８】
本開示の目的は、高倍率（例えば７〜８．５の変倍率）でありながら、小型、軽量で高性能なズームレンズおよび撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示によるズームレンズは、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、第１ないし第４のレンズ群の隣り合うレンズ群同士の間隔を変化させることによってズーミングを行うようにしたものである。そして、第４レンズ群を、物体側より順に、第１の正レンズと、第１の負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた第２の負メニスカスレンズおよび第２の正レンズからなる接合レンズとで構成したものである。
【００１０】
本開示による撮像装置は、ズームレンズと、ズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備え、ズームレンズを、上記本開示によるズームレンズによって構成したものである。
【００１１】
本開示によるズームレンズまたは撮像装置では、正負正正の４群ズームの構成において、各レンズ群の構成が最適化されていることで、例えばデジタル一眼レフカメラに装着可能な交換レンズに適した性能が得られる。
【発明の効果】
【００１２】
本開示のズームレンズまたは撮像装置によれば、正負正正の４群ズームの構成とし、各レンズ群の構成の最適化を図るようにしたので、例えばデジタル一眼レフカメラに装着可能な交換レンズに適した、高倍率でありながら、小型、軽量で高性能を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の一実施の形態に係るズームレンズの第１の構成例を示すものであり、数値実施例１に対応するレンズ断面図である。
【図２】ズームレンズの第２の構成例を示すものであり、数値実施例２に対応するレンズ断面図である。
【図３】各レンズ群の屈折力配置を、変倍の際の各レンズ群の移動の様子と共に示す説明図であり、（Ａ）は広角端状態を示し、（Ｂ）は望遠端状態を示す。
【図４】数値実施例１に対応するズームレンズの広角端状態における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は横収差を示す。
【図５】数値実施例１に対応するズームレンズの中間焦点距離状態における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は横収差を示す。
【図６】数値実施例１に対応するズームレンズの望遠端状態における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は横収差を示す。
【図７】数値実施例２に対応するズームレンズの広角端状態における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は横収差を示す。
【図８】数値実施例２に対応するズームレンズの中間焦点距離状態における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は横収差を示す。
【図９】数値実施例２に対応するズームレンズの望遠端状態における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は横収差を示す。
【図１０】撮像装置の一構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
［レンズの基本構成］
図１（Ａ）〜（Ｃ）は、本開示の一実施の形態に係るズームレンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の数値実施例１のレンズ構成に対応している。なお、図１（Ａ）は広角端状態、図１（Ｂ）は中間焦点距離状態、図１（Ｃ）は望遠端状態でのレンズ配置に対応している。同様にして、後述の数値実施例２のレンズ構成に対応する第２の構成例を、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図１〜図２において、符号Ｓｉｍｇは像面を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお符号Ｄｉについては、変倍に伴って変化する部分の面間隔（Ｄ５，Ｄ１４，Ｄ２０）のみ符号を付す。
【００１６】
本実施の形態に係るズームレンズは、光軸Ｚ１に沿って物体側より順に、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とが順に配置された、実質的に４つのレンズ群で構成されている。
【００１７】
開口絞りＳｔは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間で、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側に配置され、変倍に伴ってレンズ位置状態が変化する際に、第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動するようになっている。
【００１８】
図３（Ａ），（Ｂ）は、各レンズ群の屈折力配置を、変倍の際の各レンズ群の移動の様子と共に示している。図３（Ａ），（Ｂ）に示したように、第１ないし第４のレンズ群Ｇ１〜Ｇ４の隣り合うレンズ群同士の間隔を変化させることによってズーミングを行うようになっている。具体的には、焦点距離がもっとも短くなる広角端状態（図３（Ａ））から焦点距離がもっとも長い望遠端状態（図３（Ｂ））までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔Ｄ５が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔Ｄ１４が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔Ｄ２０が減少するように、すべてのレンズ群が移動するようになっている。
【００１９】
近距離物体への合焦は、例えば第２レンズ群Ｇ２を光軸Ｚ１に沿って移動させることで可能である。
【００２０】
その他、本実施の形態に係るズームレンズは、後述する所定の条件式を満足することが好ましい。
【００２１】
［各レンズ群の構成および機能］
次に、各レンズ群の構成および機能を説明する。
【００２２】
（第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２）
広角端では、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが間隔を狭めた配置となる。これら２つの群の合成焦点距離は負の焦点距離をとるため、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２は１つの負レンズ群と見なすことができる。この場合、前群が仮想的に負レンズ群となることで、広角に適したレンズ構成となる。望遠端では、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが間隔を広げた配置となる。この場合、第１レンズ群Ｇ１は正の屈折力、第２レンズ群Ｇ２は負の屈折力であることから、両群配置がテレフォトタイプとなり、望遠レンズに適したレンズ構成となる。
【００２３】
（第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３）
広角端では、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが間隔を広げた配置となる。それによって、第２レンズ群Ｇ２を通過する軸外光束が光軸Ｚ１から離れ、その結果、軸上収差と軸外収差を独立して補正できる。望遠端では、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが間隔を狭めた配置となる。それによって、第２レンズ群Ｇ２を通過する軸外光束が光軸Ｚ１に近づき、広角端とは異なる位置で軸外収差補正を行うことができる。
【００２４】
（第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４）
第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４は、共に正の屈折力を有するため、それらの間隔を変化させても、変倍には大きく寄与しないが、これらの間隔を変化させることで、軸外収差、とりわけ像面湾曲を良好に補正することが可能となる。
【００２５】
第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とに関しては、以下の条件［Ｉ］および［ＩＩ］を満足することが好ましい。
【００２６】
［Ｉ］第３レンズ群Ｇ３は物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１の負メニスカスレンズである第１レンズＬ３１と、両凸の正レンズである第２レンズＬ３２と、像側に凸面を向けた第２の負メニスカスレンズである第３レンズＬ３３とで構成され、第１レンズＬ３１と第２レンズＬ３２は接合されて正の接合レンズの形態を取る。
【００２７】
［ＩＩ］第４レンズ群Ｇ４は物体側から順に、両凸の第１の正レンズである第１レンズＬ４１と、物体側に凸面を向けた第１の負メニスカスレンズである第２レンズＬ４２と、物体側に凸面を向けた第２の負メニスカスレンズである第３レンズＬ４３と、両凸の第２の正レンズである第４レンズＬ４４とで構成され、第３レンズＬ４３と第４レンズＬ４４は接合されて正の接合レンズの形態を取る。
【００２８】
条件［Ｉ］は、第３レンズ群Ｇ３における収差補正および誤差感度低減のための条件である。一般的に、曲率半径が小さくなるほど、面の屈折力が大きくなるため、偏芯誤差が発生した場合の性能劣化量は大きくなる。第３レンズ群Ｇ３において、負の第１レンズＬ３１に屈折率が１．８以上の高屈折硝材を使用することで、第１レンズＬ３１の物体側面の曲率半径を大きくし、その結果、誤差発生時の性能劣化量を低減することができる。また、第２レンズＬ３２に低屈折硝材を使用することで、第１レンズＬ３１との接合面において、両レンズの屈折率差を利用して収差補正を行うことができる。それにより、レンズ要素を増やすこと無く適正な収差補正が可能となる。さらに、第３レンズＬ３３に像側に凸面を持つ負のメニスカスレンズを配置することで、第３レンズ群Ｇ３全体としての正の屈折力を小さくし、第４レンズ群Ｇ４との相対感度を低減することが可能となる。
【００２９】
条件［ＩＩ］は、第４レンズ群Ｇ４の簡略化と収差補正とを両立させるための条件である。４群ズームレンズにおける光学性能は、特に第４レンズ群Ｇ４の構成が重要である。その結果、性能向上のためにレンズ枚数を増やす、あるいは非球面を多用する等の取り組みがなされる。本実施の形態では、正の第１レンズＬ４１と負の第２レンズＬ４２とを適正な屈折力配置にすることで、収差を良好に補正している。その際、負の第２レンズＬ４２の物体側面に非球面を設けることで、軸上収差をより良好に補正することが可能となる。また、負の第３レンズＬ４３と正の第４レンズＬ４４とからなる接合レンズには、屈折率差が小さく、アッベ数差が大きい、いわゆる色消しレンズにすることで望遠端における色収差を良好に補正することが可能となる。
【００３０】
［条件式の説明］
さらに、本実施の形態に係るズームレンズでは、以下の条件式を少なくとも１つ、好ましくは２つ以上の条件式を組み合わせて満足するように各レンズ群の構成の最適化を図ることで、より良好な性能を得ることができる。
【００３１】
本実施の形態に係るズームレンズは、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
２≦ｆ３／ｆ４＜３  ……（１）
ただし、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群Ｇ４の焦点距離
とする。
【００３２】
条件式（１）は、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との焦点距離比を規定する条件式であり、小型化に関するものである。条件式（１）の下限を下回った場合、第４レンズ群Ｇ４による収斂作用が弱まるため、光学全長が長くなり小型化を実現できない。条件式（１）の上限を上回った場合、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が弱まるため、第３レンズ群Ｇ３を通過する光線の高さが高くなり、径方向の小型化に不利となる。
【００３３】
なお、上記条件式（１）の数値範囲を以下の条件式（１）’の通り、設定することが好ましい。
２≦ｆ３／ｆ４＜２．５  ……（１）’
【００３４】
本実施の形態に係るズームレンズは、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
４＜ｆｔ／Ｒ３１＜５  ……（２）
ただし、
ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離
Ｒ３１：第３レンズ群Ｇ３の最も物体側のレンズ面の曲率半径
とする。
【００３５】
条件式（２）は、望遠端における全系の焦点距離と第３レンズ群Ｇ３の最も物体側に位置するレンズ面の曲率半径とを規定する条件式であり、上述の条件［Ｉ］に関する記載の内容を数値化したものである。条件式（２）の下限を下回った場合、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側のレンズ面の曲率半径が大きくなることで、そのレンズ面の屈折力が不十分となり、適正な収差補正を行うことができない。条件式（２）の上限を上回った場合、そのレンズ面の曲率半径が小さくなり過ぎるため、そのレンズ面の屈折力が大きくなり、そのレンズ面の偏芯感度が上がる。その結果、製造時に発生する偏芯誤差によって著しく光学性能が劣化してしまう。
【００３６】
なお、上記条件式（２）の数値範囲を以下の条件式（２）’の通り、設定することが好ましい。
４．５＜ｆｔ／Ｒ３１＜４．９  ……（２）’
【００３７】
本実施の形態に係るズームレンズは、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
０＜｜（Ｒ３１＋Ｒ３５）／（Ｒ３１−Ｒ３５）｜＜１  ……（３）
ただし、
Ｒ３１：第３レンズ群Ｇ３の最も物体側のレンズ面の曲率半径
Ｒ３５：第３レンズ群Ｇ３の最も像側のレンズ面の曲率半径
とする。
【００３８】
条件式（３）は、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側に位置するレンズ面と、最も像側に位置するレンズ面との曲率半径を規定し、収差を良好に補正すると共に、誤差発生時の性能劣化量を低減するものである。条件式（３）の下限を下回った場合、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側のレンズ面の曲率半径に対して、第３レンズ群Ｇ３の最も像側のレンズ面の曲率半径が過度に小さくなる。その結果、軸上収差と軸外収差を良好に補正することが困難となってしまう。条件式（３）の上限を上回った場合、第３レンズ群Ｇ３の最も像側のレンズ面の曲率半径が、像側に凹面を向けた構成となるため、上述の条件［Ｉ］に反する構成となる。その結果、第４レンズ群Ｇ４との相対感度が上昇し、誤差発生時の性能劣化量が増大する。
【００３９】
なお、上記条件式（３）の数値範囲を以下の条件式（３）’の通り、設定することが好ましい。
０．１＜｜（Ｒ３１＋Ｒ３５）／（Ｒ３１−Ｒ３５）｜＜０．５  ……（３）’
【００４０】
本実施の形態に係るズームレンズは、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
２＜ｆ４ｒ／ｆ４＜３  ……（４）
ただし、
ｆ４ｒ：第４レンズ群Ｇ４内の接合レンズの焦点距離
ｆ４：第４レンズ群Ｇ４の焦点距離
とする。
【００４１】
条件式（４）は、第４レンズ群Ｇ４と第４レンズ群Ｇ４内の接合レンズとの焦点距離比を規定するものである。条件式（４）の下限を下回った場合、接合レンズの屈折力が大きくなるため、偏芯感度が増大し、その結果、製造時に発生する偏芯誤差によって著しく光学性能が劣化してしまう。条件式（４）の上限を上回った場合、接合レンズの屈折力が過度に小さくなってしまうため、軸外収差を良好に補正することが困難となる。
【００４２】
なお、上記条件式（４）の数値範囲を以下の条件式（４）’の通り、設定することが好ましい。
２．３＜ｆ４ｒ／ｆ４＜３  ……（４）’
【００４３】
本実施の形態に係るズームレンズは、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
｜１／（ｆ４３×ν４３）＋１／（ｆ４４×ν４４）｜＜１×１０-4  ……（５）
ただし、
ｆ４３：第４レンズ群Ｇ４内の第２の負メニスカスレンズの焦点距離
ν４３：第４レンズ群Ｇ４内の第２の負メニスカスレンズのアッベ数
ｆ４４：第４レンズ群Ｇ４内の第２の正レンズの焦点距離
ν４４：第４レンズ群Ｇ４内の第２の正レンズのアッベ数
とする。
【００４４】
条件式（５）は、上述の条件［ＩＩ］に記載の接合レンズにおける色収差低減に関わる条件式である。条件式（５）を満足することで、高倍率ズームレンズの望遠端における軸上色収差を良好に補正することが可能となる。
【００４５】
本実施の形態に係るズームレンズは、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
２＜ｆｔ／ｄＸ１＜３  ……（６）
ただし、
ｄＸ１：広角端から望遠端へとズーミングした際の第１レンズ群Ｇ１の光軸方向の移動量
とする。
【００４６】
条件式（６）は、望遠端における全系の焦点距離と広角端から望遠端へとズーミングした際の第１レンズ群Ｇ１の光軸方向の移動量とを規定するものである。条件式（６）の下限を下回った場合、第１レンズ群Ｇ１の光軸方向の移動量が大きくなる。その結果、第１レンズ群Ｇ１を通過する軸外光束が光軸Ｚ１から離れてしまうため、第１レンズ群Ｇ１のレンズ径が大きくなってしまう。条件式（６）の上限を上回った場合、第１レンズ群Ｇ１の光軸方向の移動量が小さくなる。その結果、所望の変倍比を確保するために、第２レンズ群Ｇ２の光軸方向の移動量を大きくすることが必要となるため、結果的に広角端全長が長くなる。
【００４７】
なお、上記条件式（６）の数値範囲を以下の条件式（６）’の通り、設定することが好ましい。
２．２＜ｆｔ／ｄＸ１＜２．４  ……（６）’
【００４８】
以上のように本実施の形態によれば、正負正正の４群ズームの構成とし、各レンズ群の構成の最適化を図るようにしたので、例えばデジタル一眼レフカメラに装着可能な交換レンズに適した、高倍率（例えば７〜８．５の変倍率）でありながら、小型、軽量で高性能を実現できる。
【００４９】
［撮像装置への適用例］
図１０は、本実施の形態に係るズームレンズを適用した撮像装置１００の一構成例を示している。この撮像装置１００は、例えばデジタルスチルカメラであり、カメラブロック１０と、カメラ信号処理部２０と、画像処理部３０と、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）４０と、Ｒ／Ｗ（リーダ／ライタ）５０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０と、入力部７０とを備えている。
【００５０】
カメラブロック１０は、撮像機能を担うものであり、撮像レンズとしてのズームレンズ１１（図１および図２に示したズームレンズ１，２）を含む光学系と、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子１２とを有している。撮像素子１２は、ズームレンズ１１によって形成された光学像を電気信号へ変換することで、光学像に応じた撮像信号（画像信号）を出力するようになっている。
【００５１】
カメラ信号処理部２０は、撮像素子１２から出力された画像信号に対してアナログ−デジタル変換、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の各種の信号処理を行うものである。
【００５２】
画像処理部３０は、画像信号の記録再生処理を行うものであり、所定の画像データフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や解像度等のデータ仕様の変換処理等を行うようになっている。
【００５３】
ＬＣＤ４０は、ユーザの入力部７０に対する操作状態や撮影した画像等の各種のデータを表示する機能を有している。Ｒ／Ｗ５０は、画像処理部３０によって符号化された画像データのメモリカード１０００への書込、およびメモリーカード１０００に記録された画像データの読み出しを行うものである。メモリカード１０００は、例えば、Ｒ／Ｗ５０に接続されたスロットに対して着脱可能な半導体メモリーである。
【００５４】
ＣＰＵ６０は、撮像装置１００に設けられた各回路ブロックを制御する制御処理部として機能するものであり、入力部７０からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御するようになっている。入力部７０は、ユーザによって所要の操作が行われる各種のスイッチ等からなり、例えば、シャッタ操作を行うためのシャッタレリーズボタンや、動作モードを選択するための選択スイッチ等によって構成され、ユーザによる操作に応じた指示入力信号をＣＰＵ６０に対して出力するようになっている。レンズ駆動制御部８０は、カメラブロック１０に配置されたレンズの駆動を制御するものであり、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてズームレンズ１１の各レンズを駆動する図示しないモータ等を制御するようになっている。
【００５５】
以下に、撮像装置１００における動作を説明する。
撮影の待機状態では、ＣＰＵ６０による制御の下で、カメラブロック１０において撮影された画像信号が、カメラ信号処理部２０を介してＬＣＤ４０に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、例えば入力部７０からのズーミングやフォーカシングのための指示入力信号が入力されると、ＣＰＵ６０がレンズ駆動制御部８０に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部８０の制御に基づいてズームレンズ１１の所定のレンズが移動する。
【００５６】
入力部７０からの指示入力信号によりカメラブロック１０の図示しないシャッターが動作されると、撮影された画像信号がカメラ信号処理部２０から画像処理部３０に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換される。変換されたデータはＲ／Ｗ５０に出力され、メモリカード１０００に書き込まれる。
【００５７】
なお、フォーカシングは、例えば、入力部５０のシャッタレリーズボタンが半押しされた場合や記録（撮影）のために全押しされた場合等に、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてレンズ駆動制御部８０がズームレンズ１１の所定のレンズを移動させることにより行われる。
【００５８】
メモリカード１０００に記録された画像データを再生する場合には、入力部７０に対する操作に応じて、Ｒ／Ｗ５０によってメモリカード１０００から所定の画像データが読み出され、画像処理部３０によって伸張復号化処理が行われた後、再生画像信号がＬＣＤ４０に出力されて再生画像が表示される。
【００５９】
なお、上記した実施の形態においては、撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した例を示したが、撮像装置の適用範囲はデジタルスチルカメラに限られることはなく、他の種々の電子機器を撮像装置１００の具体的対象とするようにしても良い。例えば、レンズ交換式のカメラや、デジタルビデオカメラ、デジタルビデオカメラ等が組み込まれた携帯電話機、ＰＤＡ（Personal DigitalAssistant）等のその他の種々の電子機器を、撮像装置１００の具体的対象とするようにしても良い。
【実施例】
【００６０】
次に、本実施の形態に係るズームレンズの具体的な数値実施例について説明する。
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、下記に示す通りである。「Ｓｉ」は、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の番号を示している。「ｒｉ」は、ｉ番目の面の曲率半径（ｍｍ）を示す。「Ｄｉ」はｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の光軸上の間隔（ｍｍ）を示す。「Ｎｄｉ」はｉ番目の面を有する光学要素の材質（媒質）のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における屈折率の値を示す。「νｄｉ」はｉ番目の面を有する光学要素の材質のｄ線におけるアッベ数の値を示す。また、ＦｎｏはＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、ωは半画角を示す。面番号に「ＳＴＯ」を付した面は絞り面であることを示す。
【００６１】
各実施例において、非球面の形状は次式で表される。非球面係数のデータにおいて、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０５」であれば、「１．０×１０-5」であることを示す。
【００６２】
（非球面の式）
ｘ＝ｃｙ2／（１＋（１−（１＋ｋ）ｃ2ｙ2）1/2）＋Ａｙ4＋Ｂｙ6＋…
【００６３】
ただし、ｙは光軸Ｚ１からの高さ、ｘはサグ量、ｃは曲率、ｋは円錐定数、Ａ，Ｂ，…は非球面係数である。
【００６４】
以下の各数値実施例に係るズームレンズ１，２はいずれも、物体側より順に、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とが順に配置された、実質的に４つのレンズ群で構成されている。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１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔Ｄ５が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔Ｄ１４が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔Ｄ２０が減少するように、すべてのレンズ群が移動する。開口絞りＳｔは、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側に配置され、変倍に伴ってレンズ位置状態が変化する際に、第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。
【００６５】
第１レンズ群Ｇ１は物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１および物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２からなる接合レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとにより構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズＬ２１と、両凹形状の第２の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第３の負レンズＬ２４とにより構成されている。
【００６６】
第３レンズ群Ｇ３は物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１の負メニスカスレンズである第１レンズＬ３１と、両凸の正レンズである第２レンズＬ３２と、像側に凸面を向けた第２の負メニスカスレンズである第３レンズＬ３３とで構成されている。第１レンズＬ３１と第２レンズＬ３２は互いに接合された、正の接合レンズとなっている。
【００６７】
第４レンズ群Ｇ４は物体側から順に、両凸の第１の正レンズである第１レンズＬ４１と、物体側に凸面を向けた第１の負メニスカスレンズである第２レンズＬ４２と、物体側に凸面を向けた第２の負メニスカスレンズである第３レンズＬ４３と、両凸の第２の正レンズである第４レンズＬ４４とで構成されている。第３レンズＬ４３と第４レンズＬ４４は互いに接合された、正の接合レンズとなっている。
【００６８】
［数値実施例１］
［表１］〜［表３］は、図１に示した第１の構成例に係るズームレンズ１に対応する具体的なレンズデータを示している。特に［表１］にはその基本的なレンズデータを示し、［表２］には非球面に関するデータを示す。［表３］にはその他のデータを示す。このズームレンズ１は、変倍に伴って各レンズ群が移動するため、各レンズ群の前後の面間隔の値は可変となっている。この可変の面間隔のデータは［表３］に示す。［表３］にはまた、Ｆｎｏ，ｆ，ωの値を示す。
【００６９】
【表１】
2013130614.tif 000003
@0018
【００７０】
【表２】
2013130614.tif 000004
@0019
【００７１】
【表３】
2013130614.tif 000005
@0020
【００７２】
［数値実施例２］
［表４］〜［表６］は、図２に示した第２の構成例に係るズームレンズ２に対応する具体的なレンズデータを示している。特に［表４］にはその基本的なレンズデータを示し、［表５］には非球面に関するデータを示す。［表６］にはその他のデータを示す。このズームレンズ２は、変倍に伴って各レンズ群が移動するため、各レンズ群の前後の面間隔の値は可変となっている。この可変の面間隔のデータは［表６］に示す。［表６］にはまた、Ｆｎｏ，ｆ，ωの値を示す。
【００７３】
【表４】
2013130614.tif 000006
@0021
【００７４】
【表５】
2013130614.tif 000007
@0022
【００７５】
【表６】
2013130614.tif 000008
@0023
【００７６】
［各実施例のその他の数値データ］
［表７］には、上述の各条件式に関する値を、各数値実施例についてまとめたものを示す。［表７］から分かるように、各条件式について、各数値実施例の値がその数値範囲内となっている。
【００７７】
【表７】
2013130614.tif 000009
@0024
【００７８】
［収差性能］
図４〜図９に、各数値実施例の収差性能を示す。図４〜図９に示した収差はいずれも無限遠合焦時のものである。
【００７９】
図４（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、数値実施例１に対応するズームレンズ１の広角端状態における球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、および横収差を示している。図５（Ａ）〜（Ｄ）は中間焦点距離状態における同様の各収差を示している。図６（Ａ）〜（Ｄ）は望遠端状態における同様の各収差を示している。これらの各収差図には、ｄ線（５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。非点収差図において、Ｓ（実線）はサジタル方向、Ｔ（破線）はタンジェンシャル方向の収差を示す。横収差としては、複数の相対フィールド高さについての収差を示す。
【００８０】
同様に、数値実施例２に対応するズームレンズ２についての球面収差、非点収差、歪曲収差、および横収差を図７〜図９の（Ａ）〜（Ｄ）に示す。
【００８１】
以上の各収差図から分かるように、各実施例について、７倍を超える高い変倍率でありながら、小型、軽量で高性能なズームレンズを実現できている。
【００８２】
＜その他の実施の形態＞
本開示による技術は、上記実施の形態および実施例の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記各数値実施例において示した各部の形状および数値は、いずれも本技術を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本技術の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【００８３】
また、上記実施の形態および実施例では、４つのレンズ群からなる構成について説明したが、実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた構成であっても良い。
【００８４】
また例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
［１］
物体側から順に、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１ないし第４のレンズ群の隣り合うレンズ群同士の間隔を変化させることによってズーミングが行われ、
前記第４レンズ群は、物体側より順に、第１の正レンズと、第１の負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた第２の負メニスカスレンズおよび第２の正レンズからなる接合レンズとで構成されている
ズームレンズ。
［２］
前記第３レンズ群は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた第１の負メニスカスレンズおよび正レンズからなる接合レンズと、像側に凸面を向けた第２の負メニスカスレンズとで構成されている
ズームレンズ。
［３］
以下の条件式を満足する、上記［１］または［２］に記載のズームレンズ。
２≦ｆ３／ｆ４＜３  ……（１）
ただし、
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
とする。
［４］
以下の条件式を満足する、上記［１］ないし［３］のいずれか１つに記載のズームレンズ。
４＜ｆｔ／Ｒ３１＜５  ……（２）
ただし、
ｆｔ：望遠端における全系の焦点距離
Ｒ３１：前記第３レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径
とする。
［５］
以下の条件式を満足する、上記［１］ないし［４］のいずれか１つに記載のズームレンズ。
０＜｜（Ｒ３１＋Ｒ３５）／（Ｒ３１−Ｒ３５）｜＜１  ……（３）
ただし、
Ｒ３１：前記第３レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径
Ｒ３５：前記第３レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径
とする。
［６］
以下の条件式を満足する、上記［１］ないし［５］のいずれか１つに記載のズームレンズ。
２＜ｆ４ｒ／ｆ４＜３  ……（４）
ただし、
ｆ４ｒ：前記第４レンズ群内の前記接合レンズの焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
とする。
［７］
以下の条件式を満足する、上記［１］ないし［６］のいずれか１つに記載のズームレンズ。
｜１／（ｆ４３×ν４３）＋１／（ｆ４４×ν４４）｜＜１×１０-4  ……（５）
ただし、
ｆ４３：前記第４レンズ群内の前記第２の負メニスカスレンズの焦点距離
ν４３：前記第４レンズ群内の前記第２の負メニスカスレンズのアッベ数
ｆ４４：前記第４レンズ群内の前記第２の正レンズの焦点距離
ν４４：前記第４レンズ群内の前記第２の正レンズのアッベ数
とする。
［８］
上記［１］ないし［７］のいずれか１つに記載のズームレンズ。
２＜ｆｔ／ｄＸ１＜３  ……（６）
ただし、
ｄＸ１：広角端から望遠端へとズーミングした際の前記第１レンズ群の光軸方向の移動量
とする。
［９］
前記第４レンズ群において、前記第１の負メニスカスレンズの物体側のレンズ面は非球面である
上記［１］ないし［８］のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［１０］
広角端から望遠端へとズーミングする際に、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レンズ群の間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が減少するように、前記第１ないし第４の各レンズ群が移動する
上記［１］ないし［９］のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［１１］
実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた
上記［１］ないし［１０］のいずれか１つに記載のズームレンズ。
［１２］
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に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを含み、
前記ズームレンズは、
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１ないし第４のレンズ群の隣り合うレンズ群同士の間隔を変化させることによってズーミングが行われ、
前記第４レンズ群は、物体側より順に、第１の正レンズと、第１の負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた第２の負メニスカスレンズおよび第２の正レンズからなる接合レンズとで構成されている
撮像装置。
［１３］
前記ズームレンズは、実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備える
上記［１２］に記載の撮像装置。
【符号の説明】
【００８５】
Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２…第２レンズ群、Ｇ３…第３レンズ群、Ｇ４…第４レンズ群、Ｓｔ…開口絞り、Ｓｉｍｇ…像面、Ｚ１…光軸、１，２…ズームレンズ、１０…カメラブロック、１１…ズームレンズ、１２…撮像素子、２０…カメラ信号処理部、３０…画像処理部、４０…ＬＣＤ、５０…Ｒ／Ｗ（リーダ／ライタ）、６０…ＣＰＵ、７０…入力部、８０…レンズ駆動制御部、１００…撮像装置、１０００…メモリカード。
【図１】
2013130614.tif 000010
【図２】
2013130614.tif 000011
【図３】
2013130614.tif 000012
【図４】
2013130614.tif 000013
【図５】
2013130614.tif 000014
【図６】
2013130614.tif 000015
【図７】
2013130614.tif 000016
【図８】
2013130614.tif 000017
【図９】
2013130614.tif 000018
【図１０】
2013130614.tif 000019