(57)【要約】【課題】画角が７５度以上の比較的広角な焦点距離域を含んだ変倍比３倍程度のズームレンズであって、光学全長の短縮と防振時の高い光学性能を達成したズームレンズ，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。【解決手段】負正負正のズームレンズＺＬは、少なくとも第１群Ｇｒ１から第３群Ｇｒ３がそれぞれ移動して各群間隔を変化させることにより変倍を行う。第２群Ｇｒ２がその内部に少なくとも１つの空気間隔を有し、第２群Ｇｒ２内の最も像側の空気間隔を境として第２群Ｇｒ２を２つのレンズ群Ｇｒ２ａ，Ｇｒ２ｂに分け、その像側のレンズ群である第２ｂ群Ｇｒ２ｂを光軸ＡＸに対して略垂直な面内で移動させて（矢印ｍＣ）防振を行う。【選択図】図１
2013015778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、負パワーを有する第１群と、正パワーを有する第２群と、負パワーを有する第３群と、正パワーを有する第４群と、で構成され、少なくとも前記第１群から前記第３群がそれぞれ移動して各群間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズであって、
前記第２群がその内部に少なくとも１つの空気間隔を有し、前記第２群内の最も像側の空気間隔を境として第２群を２つのレンズ群に分け、その像側のレンズ群を第２ｂ群としたとき、前記第２ｂ群を光軸に対して略垂直な面内で移動させて防振を行うことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ；
−０．１＜β２ｂ＜０．８  …（１）
ただし、
β２ｂ：望遠端における第２ｂ群の近軸横倍率、
である。
【請求項３】
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１又は２記載のズームレンズ；
０．６＜Ｈ２ｂ／Ｈ２＜０．８５  …（２）
ただし、
Ｈ２：第２群の最も物体側のレンズ面における望遠端での軸上光線高さ、
Ｈ２ｂ：第２ｂ群の最も物体側のレンズ面における望遠端での軸上光線高さ、
である。
【請求項４】
以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のズームレンズ；
１．０＜ｆ２ｂ／ｆ２＜４．２  …（３）
ただし、
ｆ２ｂ：第２ｂ群の焦点距離、
ｆ２：第２群の焦点距離、
である。
【請求項５】
前記第２群内の最も像側の空気間隔を境として第２群を２つのレンズ群に分け、その物体側のレンズ群を第２ａ群としたとき、前記第２ａ群に、光軸上で正パワーを有し、かつ、光軸から離れるに従ってパワーが減少する非球面を少なくとも１面有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第２ａ群がその内部に少なくとも１つの空気間隔を有し、前記第２ａ群内の最も物体側の空気間隔を境として第２ａ群を２つのレンズ群に分け、その物体側，像側のレンズ群をそれぞれ第２ａ１群，第２ａ２群としたとき、前記第２ａ１群が正パワーを有し、前記第２ａ２群が負パワーを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項６記載のズームレンズ；
０．５＜ｆ２ａ１／ｆ２＜１．５  …（４）
ただし、
ｆ２ａ１：第２ａ１群の焦点距離、
ｆ２：第２群の焦点距離、
である。
【請求項８】
前記第２ａ１群が正レンズ１枚から成り、前記第２ａ２群が負レンズ１枚から成ることを特徴とする請求項６又は７記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記第２ａ２群が、光軸から離れるに従って負パワーが増加する非球面を少なくとも１面有することを特徴とする請求項８記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記第２ａ１群が正レンズ１枚から成り、前記第２ａ２群が物体側から順に負レンズと正レンズとの接合レンズから成り、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項６又は７記載のズームレンズ；
０．３＜ｎｄｎ−ｎｄｐ  …（５）
ただし、
ｎｄｎ：接合レンズを構成する負レンズのｄ線に関する屈折率、
ｎｄｐ：接合レンズを構成する正レンズのｄ線に関する屈折率、
である。
【請求項１１】
デジタルカメラ用の交換レンズであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のズームレンズと、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ズーム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１３】
請求項１２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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はズームレンズ，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で取り込む画像入力機能付きデジタル機器(デジタルカメラ等)に適したコンパクトなズームレンズと、そのズーム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画像入力機能付きデジタル機器と、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
負正負正のズームタイプは、負の第１群と負の第３群が絞りを挟んで対称に配置されていることから軸外収差の補正を行いやすく、また、望遠端においては負の第３群によるテレフォト効果によって望遠端の光学全長を短くしやすく、２ω≧７５（度）となる比較的広角な焦点距離を含んだ３倍程度のズームレンズに適したレンズタイプである。例えば、交換レンズとしては特許文献１に記載のものが知られており、レンズ一体型カメラ用のレンズとしては特許文献２や特許文献３に記載のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１７００６１号公報
【特許文献２】特開２００６−２０８８８９号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５２１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍に際して正の第２群と正の第４群が物体側へ大きく繰り出す構成になっているため、望遠端での光学全長を小さくすることが困難である。
【０００５】
特許文献２や特許文献３に記載のズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際して第４群の位置が不変であり、主に第１群と第２群との間隔を変化させることで変倍が行われる。この構成では、フォーカス群として第３群を用いることにより、フォーカス移動方向が像側となり、特に大きなフォーカス移動量を必要とする望遠端において、第３群と第４群との間のスペースを有効活用できるため、光学全長を小さくすることが可能となる。
【０００６】
しかしながら、特許文献２，３に記載のズームレンズでは、防振に好適なレンズ群が無いという問題がある。例えば、第１群を防振に用いるとレンズ径が大きくなり重量が重くなるため、第１群は防振に不適である。一般的に負正負正のズームタイプでは第２群を防振に用いると防振感度が高くなりすぎる傾向があるため、第２群は防振に不適である。防振感度が高くなりすぎると、露光時間中に電気的なノイズ等で防振レンズ群の位置が変動した場合に像質が劣化しやすくなる。また、光学全長を短縮しようとすると防振感度は更に高まる傾向がある。第３群はフォーカス群であるため、第３群を防振に用いると防振やフォーカシングに用いる駆動機構の構成が複雑になる。したがって、第３群は防振に不適である。第４群を防振に用いると防振感度が低くなりすぎる傾向があるため、速度の大きな駆動装置と大きな駆動範囲が必要になる、という問題がある。
【０００７】
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、画角（２ω）が７５度以上の比較的広角な焦点距離域を含んだ変倍比３倍程度のズームレンズであって、光学全長の短縮と防振時の高い光学性能を達成したズームレンズ，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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、第１の発明のズームレンズは、物体側から順に、負パワーを有する第１群と、正パワーを有する第２群と、負パワーを有する第３群と、正パワーを有する第４群と、で構成され、少なくとも前記第１群から前記第３群がそれぞれ移動して各群間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズであって、前記第２群がその内部に少なくとも１つの空気間隔を有し、前記第２群内の最も像側の空気間隔を境として第２群を２つのレンズ群に分け、その像側のレンズ群を第２ｂ群としたとき、前記第２ｂ群を光軸に対して略垂直な面内で移動させて防振を行うことを特徴とする。
【０００９】
第２の発明のズームレンズは、上記第１の発明において、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
−０．１＜β２ｂ＜０．８  …（１）
ただし、
β２ｂ：望遠端における第２ｂ群の近軸横倍率、
である。
【００１０】
第３の発明のズームレンズは、上記第１又は第２の発明において、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする。
０．６＜Ｈ２ｂ／Ｈ２＜０．８５  …（２）
ただし、
Ｈ２：第２群の最も物体側のレンズ面における望遠端での軸上光線高さ、
Ｈ２ｂ：第２ｂ群の最も物体側のレンズ面における望遠端での軸上光線高さ、
である。
【００１１】
第４の発明のズームレンズは、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（３）を満足することを特徴とする。
１．０＜ｆ２ｂ／ｆ２＜４．２  …（３）
ただし、
ｆ２ｂ：第２ｂ群の焦点距離、
ｆ２：第２群の焦点距離、
である。
【００１２】
第５の発明のズームレンズは、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記第２群内の最も像側の空気間隔を境として第２群を２つのレンズ群に分け、その物体側のレンズ群を第２ａ群としたとき、前記第２ａ群に、光軸上で正パワーを有し、かつ、光軸から離れるに従ってパワーが減少する非球面を少なくとも１面有することを特徴とする。
【００１３】
第６の発明のズームレンズは、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記第２ａ群がその内部に少なくとも１つの空気間隔を有し、前記第２ａ群内の最も物体側の空気間隔を境として第２ａ群を２つのレンズ群に分け、その物体側，像側のレンズ群をそれぞれ第２ａ１群，第２ａ２群としたとき、前記第２ａ１群が正パワーを有し、前記第２ａ２群が負パワーを有することを特徴とする。
【００１４】
第７の発明のズームレンズは、上記第６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。
０．５＜ｆ２ａ１／ｆ２＜１．５  …（４）
ただし、
ｆ２ａ１：第２ａ１群の焦点距離、
ｆ２：第２群の焦点距離、
である。
【００１５】
第８の発明のズームレンズは、上記第６又は第７の発明において、前記第２ａ１群が正レンズ１枚から成り、前記第２ａ２群が負レンズ１枚から成ることを特徴とする。
【００１６】
第９の発明のズームレンズは、上記第８の発明において、前記第２ａ２群が、光軸から離れるに従って負パワーが増加する非球面を少なくとも１面有することを特徴とする。
【００１７】
第１０の発明のズームレンズは、上記第６又は第７の発明において、前記第２ａ１群が正レンズ１枚から成り、前記第２ａ２群が物体側から順に負レンズと正レンズとの接合レンズから成り、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする。
０．３＜ｎｄｎ−ｎｄｐ  …（５）
ただし、
ｎｄｎ：接合レンズを構成する負レンズのｄ線に関する屈折率、
ｎｄｐ：接合レンズを構成する正レンズのｄ線に関する屈折率、
である。
【００１８】
第１１の発明のズームレンズは、上記第１〜第１０のいずれか１つの発明において、デジタルカメラ用の交換レンズであることを特徴とする。
【００１９】
第１２の発明の撮像光学装置は、上記第１〜第１１のいずれか１つの発明に係るズームレンズと、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ズームレンズが設けられていることを特徴とする。
【００２０】
第１３の発明のデジタル機器は、上記第１２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。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、第２ｂ群を光軸に対して略垂直な面内で移動させて防振を行う構成になっているため、高い光学性能を有しながら高精度の防振が可能である。したがって、画角（２ω）が７５度以上の比較的広角な焦点距離域を含んだ変倍比３倍程度のズームレンズでありながら、光学全長の短縮と防振時の高い光学性能を達成したズームレンズ及び撮像光学装置を実現することができる。そして、その高性能でコンパクトなズーム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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施の形態（実施例１）の光学構成図。
【図２】第２の実施の形態（実施例２）の光学構成図。
【図３】第３の実施の形態（実施例３）の光学構成図。
【図４】実施例１の縦収差図。
【図５】実施例２の縦収差図。
【図６】実施例３の縦収差図。
【図７】実施例１の手振れ補正前後，広角端での横収差図。
【図８】実施例１の手振れ補正前後，望遠端での横収差図。
【図９】実施例２の手振れ補正前後，広角端での横収差図。
【図１０】実施例２の手振れ補正前後，望遠端での横収差図。
【図１１】実施例３の手振れ補正前後，広角端での横収差図。
【図１２】実施例３の手振れ補正前後，望遠端での横収差図。
【図１３】撮像光学装置を搭載したデジタル機器の概略構成例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係るズームレンズ，撮像光学装置及びデジタル機器を説明する。本発明に係るズームレンズは、物体側から順に、負パワーを有する第１群と、正パワーを有する第２群と、負パワーを有する第３群と、正パワーを有する第４群と、で構成され（パワー：焦点距離の逆数で定義される量）、少なくとも前記第１群から前記第３群がそれぞれ移動して各群間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズであって、前記第２群がその内部に少なくとも１つの空気間隔を有し、前記第２群内の最も像側の空気間隔を境として第２群を２つのレンズ群に分け、その物体側，像側のレンズ群をそれぞれ第２ａ群，第２ｂ群としたとき、前記第２ｂ群を光軸に対して略垂直な面内で移動させて防振（つまり手振れ補正）を行うことを特徴としている。
【００２４】
一般的に負正負正のズームタイプでは、第２群での軸上光線高さが最も高くなり、その結果、第２群を構成する個々のレンズの偏心による結像性能劣化の敏感度が高くなっている。そのため、レンズ組立時にはレンズ群を構成する個々のレンズ同士の軸合わせ調整がしばしば行われる。一方、防振レンズ群は自身の偏心によって光軸を傾けるため、偏心による像質劣化の敏感度（例えば、偏心コマ収差敏感度，片ボケ敏感度）が極力小さくなるように設計が行われている。
【００２５】
防振レンズ群が第２群の内側に位置する場合、防振レンズ群の物体側と像側のエレメント同士の光軸合わせの精度を保つことが必要になるが、防振機構等が介在するため精度の確保は困難である。したがって、防振レンズ群は第２群の最も物体側又は最も像側に配置されることが、組立誤差による結像性能劣化を抑える上で望ましい。しかしながら、第２群の最も物体側は光学系の中で最も軸上光線高さが高くなる場所であり、防振レンズ群自身の偏心敏感度を抑えることは困難である。以上の点から、第２群の最も像側のレンズを含むレンズ群（つまり第２ｂ群）を防振レンズ群とすることが望ましい。
【００２６】
上記特徴的構成によると、画角（２ω）が７５度以上の比較的広角な焦点距離域を含んだ３倍程度の変倍比を有し、光学全長の短縮と防振時の高い光学性能を達成したズームレンズ及びそれを備えた撮像光学装置を実現することが可能である。そのズーム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る。したがって、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。また、本発明に係るズームレンズは、レンズバックの短縮化や大口径化を図る上で、ミラーレスタイプのデジタルカメラ用の交換レンズとして好適であるため、持ち運びに便利なコンパクトな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。
【００２７】
前述したように、第２群内の最終レンズを含む第２ｂ群を防振レンズ群として用いると、適切な防振感度を容易に設定することが可能となる。そして、その防振感度に関して、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
−０．１＜β２ｂ＜０．８  …（１）
ただし、
β２ｂ：望遠端における第２ｂ群の近軸横倍率、
である。
【００２８】
望遠端での防振感度は、以下の式（ＢＳ）で与えられる。
（１−β２ｂ）βｒ  …（ＢＳ）
ここで、
βｒ：防振レンズ群よりも像側のレンズ群（すなわち第３群及び第４群）の望遠端における近軸横倍率、
である。
【００２９】
式（ＢＳ）は、手振れの像が動く感度を表している。例えば、防振レンズ群が１ｍｍ動いたときに像面上で像が１ｍｍ動く場合の防振感度は１である。近軸横倍率β２ｂが大きいと防振感度（１−β２ｂ）βｒは小さくなって、防振レンズ群を大きく動かす必要が生じる。その結果、防振レンズ群の移動スペースを大きく確保する必要が生じて、パワーの大きいアクチュエータが必要になる。逆に、近軸横倍率β２ｂが小さいと防振感度（１−β２ｂ）βｒは大きくなって、ノイズ等の影響を受けやすくなり、像質が劣化してしまう。こういった観点から、防振感度（１−β２ｂ）βｒは１〜２が好ましい。
【００３０】
条件式（１）の下限を下回ると、防振感度が高くなりすぎるため、式（ＢＳ）から分かるように、第３群以降の倍率を小さくする必要が生じる。その結果、望遠端での光学全長が増大してしまう。条件式（１）の上限を上回ると、防振感度が低くなりすぎるため、第３群以降の倍率を大きくする必要が生じる。その結果、第３群のパワーを増大させることが必要になり、第３群で発生する像面湾曲やコマ収差が増大してしまう。したがって、条件式（１）を満たすことにより、小型化と高性能化とをバランス良く達成することができる。
【００３１】
以下の条件式（１ａ）を満足することが更に望ましい。
０．１＜β２ｂ＜０．６  …（１ａ）
この条件式（１ａ）は、前記条件式（１）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（１ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
【００３２】
以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．６＜Ｈ２ｂ／Ｈ２＜０．８５  …（２）
ただし、
Ｈ２：第２群の最も物体側のレンズ面における望遠端での軸上光線高さ、
Ｈ２ｂ：第２ｂ群の最も物体側のレンズ面における望遠端での軸上光線高さ、
である。
【００３３】
防振時の偏心コマ収差を抑えるためには、防振レンズ群に入射する軸上光線高さをできるだけ低くすることが望ましい。防振レンズ群を第２群の最も像側に配置することで、軸上光線高さを低く抑えることが可能となる。このとき、条件式（２）を満足させることが望ましい。条件式（２）は、望遠端で第２群と第２ｂ群とに対して入射する軸上光束の光線高さの好ましい比を規定している。条件式（２）の下限を下回ると、軸上光線高さが低くなるため、防振レンズ群の偏心敏感度を低減するには有利になる。しかし、第２ａ群のパワーを強くする必要が生じるため、球面収差やコマ収差の補正が困難になる。逆に、条件式（２）の上限を上回ると、軸上光線高さが高くなりすぎて、防振レンズ群が偏心した際の偏心コマ収差を抑えることが困難になる。したがって、条件式（２）を満たすことにより、防振レンズ群の偏心状態にかかわらず高い収差性能を得ることが可能になる。
【００３４】
以下の条件式（２ａ）を満足することが更に望ましい。
０．６５＜Ｈ２ｂ／Ｈ２＜０．８  …（２ａ）
この条件式（２ａ）は、前記条件式（２）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（２ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
【００３５】
以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
１．０＜ｆ２ｂ／ｆ２＜４．２  …（３）
ただし、
ｆ２ｂ：第２ｂ群の焦点距離、
ｆ２：第２群の焦点距離、
である。
【００３６】
防振時の偏心コマ収差を抑えるためには、防振レンズ群（すなわち第２ｂ群）自身で発生する球面収差を十分小さく抑える必要がある。それには、防振レンズ群のパワーを小さくすることが有効である。条件式（３）の下限を下回ると、防振レンズ群のパワーが強くなりすぎて、防振レンズ群で発生する球面収差を抑えることが困難になり、防振時の偏心コマ収差が増大してしまう。条件式（３）の上限を上回ると、防振レンズ群のパワーは弱まって防振時の偏心コマ収差は抑え易くなるが、第２群全体で必要なパワーを確保するために第２ａ群のパワーを強くする必要が生じてしまう。その結果、通常時の球面収差とコマ収差を抑えることが困難になる。したがって、条件式（３）を満たすことにより、防振レンズ群の偏心状態にかかわらず高い収差性能を得ることが可能になる。
【００３７】
以下の条件式（３ａ）を満足することが更に望ましい。
１．６＜ｆ２ｂ／ｆ２＜３．６  …（３ａ）
この条件式（３ａ）は、前記条件式（３）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（３ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
【００３８】
第２ａ群に、光軸上で正パワーを有し、かつ、光軸から離れるに従ってパワーが減少する非球面を少なくとも１面有することが望ましい。先に述べたように、防振レンズ群である第２ｂ群のパワーをできるだけ小さくするため、第２ａ群には強いパワーが必要となる。また、ズーム全域にわたって球面収差を小さく抑えるためには、ズームブロックごとの球面収差を十分抑制しておく必要があり、第２群全体での球面収差も十分に小さくしておくことが必要である。第２ｂ群については、防振時の偏心コマ収差を抑えるため、球面収差を十分小さく設定しているので、第２群全体の球面収差を小さくするためには、第２ａ群の球面収差も十分小さくしておくことが必要となる。以上の観点から、第２ａ群に配置されている光軸上で正のパワーを持つ面の少なくとも１面に、光軸から離れるに従って正のパワーが減少する非球面を配置することが望ましい。
【００３９】
第２ａ群がその内部に少なくとも１つの空気間隔を有し、第２ａ群内の最も物体側の空気間隔を境として第２ａ群を２つのレンズ群に分け、その物体側，像側のレンズ群をそれぞれ第２ａ１群，第２ａ２群としたとき、第２ａ１群が正パワーを有し、第２ａ２群が負パワーを有することが望ましい。上述の通り、第２ａ群には強い収束作用を持たせつつ、球面収差を十分に抑制することが必要となるため、正のパワーを持つ第２ａ１群と負のパワーを持つ第２ａ２群を有することが望ましい。
【００４０】
以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
０．５＜ｆ２ａ１／ｆ２＜１．５  …（４）
ただし、
ｆ２ａ１：第２ａ１群の焦点距離、
ｆ２：第２群の焦点距離、
である。
【００４１】
第２ａ１群の焦点距離は条件式（４）を満足することが望ましい。条件式（４）の下限を下回ると、第２ａ１群のパワーが強くなりすぎて、球面収差やコマ収差の補正が困難になる。条件式（４）の上限を上回ると、第２ａ１群のパワーが弱くなりすぎて、第２群全体で必要なパワーを確保するために第２ｂ群のパワーを強くする必要が生じる。その結果、防振時の偏心コマ収差を抑えることが困難になる。したがって、条件式（４）を満たすことにより、防振レンズ群の偏心状態にかかわらず高い収差性能を得ることが可能になる。
【００４２】
第２ａ１群が正レンズ１枚から成り、前記第２ａ２群が負レンズ１枚から成ることが望ましい（後述する実施例１，３に相当する。）。第２ａ１群を正レンズ１枚、第２ａ２群を負レンズ１枚で構成することは、第２ａ群全体の球面収差を抑える上で有効である。正レンズと負レンズの各１枚の簡単な組み合わせで球面収差を効果的に抑えることができ、また、その効果は前記条件式（４）を満たすことでより一層増大する。
【００４３】
第２ａ２群が、光軸から離れるに従って負パワーが増加する非球面を少なくとも１面有することが望ましい。負のレンズ面に非球面を配置することで、収束面（つまり正パワーの光学面）で発生する球面収差を効果的に打ち消すことが可能となる。したがって、光軸から離れるに従って負パワーが増大する非球面を第２ａ２群に配置することにより、第２ａ群全体の球面収差を更に効果的に抑えることができる。
【００４４】
第２ａ１群が正レンズ１枚から成り、第２ａ２群が物体側から順に負レンズと正レンズとの接合レンズから成り、以下の条件式（５）を満足することが望ましい（後述する実施例２に相当する。）。
０．３＜ｎｄｎ−ｎｄｐ  …（５）
ただし、
ｎｄｎ：接合レンズを構成する負レンズのｄ線に関する屈折率、
ｎｄｐ：接合レンズを構成する正レンズのｄ線に関する屈折率、
である。
【００４５】
第２ａ１群を正レンズ１枚、第２ａ２群を物体側から負正の接合レンズで構成し、条件式（５）を満たすことは、第２ａ群全体の球面収差を抑える上で有効である。条件式（５）を満足することにより、接合面で所望の球面収差を発生させることができ、収束面（第２ａ１群）で発生する球面収差を効果的に打ち消すことが可能となる。また、接合レンズでの色収差補正も可能である。
【００４６】
第３群の移動によりフォーカシングを行うことが望ましい。負正負正のズームタイプでは、第３群をフォーカス群にすることでアクチュエータの軽量化及びフォーカシングの高速化を達成することが可能となる。また、第３群はフォーカス感度の制御が容易であるため、フォーカシング群としては第３群が好適である。
【００４７】
本発明に係るズームレンズは、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ズームレンズと、そのズーム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ズームレンズが配置されることにより、小型・低コストで高変倍・高性能の撮像光学装置やそれを備えたデジタル機器（例えば、デジタルカメラ，携帯電話）を実現することができる。
【００４８】
カメラの例としては、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が挙げられ、また、パーソナルコンピュータ，デジタル機器（例えば、携帯電話，モバイルコンピュータ等の小型で携帯可能な情報機器端末），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されるカメラが挙げられる。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。
【００４９】
図１３に、画像入力機能を有するデジタル機器ＤＵの概略構成例を模式的断面で示す。図１３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を変倍可能に形成するズームレンズＺＬ（ＡＸ：光軸，ＳＴ：絞り）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、ズームレンズＺＬにより受光面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。
【００５０】
撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有する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が用いられる。ズームレンズＺＬ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、ズームレンズＺＬ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。
【００５１】
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；ズーミングやフォーカシング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。
【００５２】
ズームレンズＺＬは、前述したように、負正負正の４群から成る負リードのズーム構成になっており、少なくとも第１群から第３群がそれぞれ光軸ＡＸに沿って移動して各群間隔を変化させることにより変倍（すなわちズーミング）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。ここで、第１〜第３の実施の形態を挙げて、ズームレンズＺＬの具体的な光学構成を更に詳しく説明する。図１〜図３は、第１〜第３の実施の形態を構成するズームレンズＺＬにそれぞれ対応するレンズ構成図であり、広角端（Ｗ），中間焦点距離状態（Ｍ），望遠端（Ｔ）でのレンズ配置を光学断面で示している。各レンズ構成図中の軌跡ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４は、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）へのズーミングにおける第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（なお、破線はズーム位置固定を示している。）。
【００５３】
第１の実施の形態（図１）では、第１群Ｇｒ１〜第３群Ｇｒ３が移動群であり、第４群Ｇｒ４が固定群である。したがって、ズーミングにおいて第１群Ｇｒ１〜第３群Ｇｒ３が移動し、第４群Ｇｒ４はズーム位置固定である。第３群Ｇｒ３はフォーカス群であり、矢印ｍＦで示すように、近距離物体へのフォーカシングにおいて像側へ移動する。絞りＳＴは第２群Ｇｒ２内に配置されており、ズーミングにおいて第２群Ｇｒ２と共に移動する。負の第５レンズと正の第６レンズとの接合レンズから成る第２ｂ群Ｇｒ２が防振レンズ群であり、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。非球面は、第１レンズの像側面、第３レンズの物体側面、第４レンズの像側面、第７レンズの像側面である。
【００５４】
第２の実施の形態（図２）では、第１群Ｇｒ１〜第３群Ｇｒ３が移動群であり、第４群Ｇｒ４が固定群である。したがって、ズーミングにおいて第１群Ｇｒ１〜第３群Ｇｒ３が移動し、第４群Ｇｒ４はズーム位置固定である。第３群Ｇｒ３はフォーカス群であり、矢印ｍＦで示すように、近距離物体へのフォーカシングにおいて像側へ移動する。絞りＳＴは第２群Ｇｒ２の物体側に配置されており、ズーミングにおいて第２群Ｇｒ２と共に移動する。第７レンズから成る第２ｂ群Ｇｒ２が防振レンズ群であり、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。非球面は、第２レンズの像側面、第４レンズの両面、第８レンズの像側面である。
【００５５】
第３の実施の形態（図３）では、第１群Ｇｒ１〜第３群Ｇｒ３が移動群であり、第４群Ｇｒ４が固定群である。したがって、ズーミングにおいて第１群Ｇｒ１〜第３群Ｇｒ３が移動し、第４群Ｇｒ４はズーム位置固定である。第３群Ｇｒ３はフォーカス群であり、矢印ｍＦで示すように、近距離物体へのフォーカシングにおいて像側へ移動する。絞りＳＴは第２群Ｇｒ２の物体側に配置されており、ズーミングにおいて第２群Ｇｒ２と共に移動する。負の第５レンズと正の第６レンズとの接合レンズから成る第２ｂ群Ｇｒ２が防振レンズ群であり、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。非球面は、第１レンズの像側面、第３レンズの物体側面、第４レンズの像側面、第７レンズの像側面である。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明を実施したズームレンズの構成等を、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１〜３（ＥＸ１〜３）は、前述した第１〜第３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３の実施の形態を表す光学構成図（図１〜図３）は、対応する実施例１〜３のレンズ構成をそれぞれ示している。
【００５７】
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），軸上での面間隔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。面番号に＊が付された面は非球面であり、その面形状は面頂点を原点とするローカルな直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用いた以下の式（ＡＳ）で定義される。非球面データとして、非球面係数等を示す。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してＥ−ｎ＝×１０-nである。
ｚ＝（ｃ・ｈ2）／［１＋√{１−（１＋Ｋ）・ｃ2・ｈ2}］＋Σ（Ａｊ・ｈj）  …（ＡＳ）
ただし、
ｈ：ｚ軸（光軸ＡＸ）に対して垂直な方向の高さ（ｈ2＝ｘ2＋ｙ2）、
ｚ：高さｈの位置での光軸ＡＸ方向のサグ量（面頂点基準）、
ｃ：面頂点での曲率（曲率半径ｒの逆数）、
Ｋ：円錐定数、
Ａｊ：ｊ次の非球面係数、
である。
【００５８】
各種データとして、ズーム比を示し、さらに各焦点距離状態（Ｗ）（Ｍ）（Ｔ）について、全系の焦点距離（ｆ，ｍｍ），Ｆナンバー（Ｆｎｏ．），半画角（ω，°），像高（Ｙ’，ｍｍ），レンズ全長（ＴＬ，ｍｍ），バックフォーカス（ＢＦ，ｍｍ），及び可変面間隔ｄｉ（ｉ：面番号，ｍｍ）を示し、ズームレンズ群データとして、各レンズ群の焦点距離（ｍｍ）を示す。ただし、ここで使っているＢＦはカバーガラス（平行平面板ＰＴに相当する。）の像側面から像面までの距離であり、レンズ全長はレンズ最前面から像面までの距離である。また、表１に条件式対応値とその関連データを各実施例について示す。
【００５９】
図４〜図６は、実施例１〜実施例３（ＥＸ１〜ＥＸ３）にそれぞれ対応する収差図（通常時（偏心前），無限遠合焦状態での縦収差図）であり、（Ｗ）は広角端，（Ｍ）は中間，（Ｔ）は望遠端における諸収差（左から順に、球面収差等，非点収差，歪曲収差である。）を示している。図４〜図６中、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙ’（ｍｍ）は撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上での最大像高（光軸ＡＸからの距離に相当する。）である。球面収差図において、実線ｄ，一点鎖線ｇ，二点鎖線ｃはｄ線，ｇ線，ｃ線に対する球面収差（ｍｍ）をそれぞれ表しており、破線ＳＣは正弦条件不満足量（ｍｍ）を表している。非点収差図において、破線ＤＭはメリディオナル面、実線ＤＳはサジタル面でのｄ線に対する各非点収差（ｍｍ）を表している。また、歪曲収差図において実線はｄ線に対する歪曲（％）を表している。
【００６０】
図７〜図１２は、実施例１〜実施例３（ＥＸ１〜ＥＸ３）の偏心前（通常時）及び偏心後（手振れ補正時）の無限遠合焦状態での横収差図であり、図７及び図８は実施例１、図９及び図１０は実施例２、図１１及び図１２は実施例３にそれぞれ対応している。図７〜図１２中、（Ａ），（Ｂ）は偏心前の横収差図であり、（Ｃ）〜（Ｅ）は偏心後の横収差図である（ｙ’（ｍｍ）は撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上での像高（光軸ＡＸからの距離に相当する。）である。）。図７，図９，図１１では、広角端（Ｗ）で０．３度の角度の像ブレを偏心レンズ成分（すなわち、第２ｂ群（防振レンズ群）Ｇｒ２ｂ）の偏心により補正したときの軸上及び軸外での横収差の劣化を表しており、図８，図１０，図１２では、望遠端（Ｔ）で０．３度の角度の像ブレを偏心レンズ成分の偏心により補正したときの軸上及び軸外での横収差の劣化を表している。
【００６１】
実施例１
単位：mm
面データ
面番号          r           d         nd             vd
1           539.632       1.190     1.80420       46.49
2*           12.159       4.331
3            18.835       2.430     1.84666       23.78
4            34.946        可変
5*            7.853       3.600     1.49700       81.61
6           342.062       1.045
7(絞り)        ∞         1.000
8           200.290       1.740     1.83441       37.28
9*           24.028       1.344
10           28.169       0.400     1.62004       36.30
11            7.280       2.860     1.63854       55.43
12          -91.514        可変
13         -149.072       0.800     1.53048       55.72
14*          14.199        可変
15          -96.170       2.560     1.80420       46.49
16          -26.897      12.100
17             ∞         2.000     1.51680       64.20
18             ∞          BF
【００６２】
非球面データ
第2面
K= 0.00000
A4=-3.35989E-05
A6=-3.84200E-07
A8= 2.55853E-09
A10=-2.96843E-11
【００６３】
第5面
K= 0.00000
A4=-1.44451E-05
A6=-6.27159E-07
A8= 2.62746E-08
A10=-4.40636E-10
【００６４】
第9面
K= 0.00000
A4= 3.44172E-04
A6= 6.47376E-06
A8=-3.89285E-08
A10= 1.01322E-08
【００６５】
第14面
K= 0.00000
A4= 2.30309E-05
A6=-7.37430E-07
A8=-5.67158E-08
A10= 1.24925E-09
【００６６】
各種データ
ズーム比       3.000
広角（Ｗ）    中間（Ｍ）    望遠（Ｔ）
焦点距離      14.000         24.200        41.999
Fナンバー      3.600          4.400         5.700
半画角        39.932         23.577        14.094
像高          10.800         10.800        10.800
レンズ全長    68.870         58.000        63.858
BF             2.000          2.000         1.999
d4            25.602          8.550         0.500
d12            1.163          4.597         7.145
d14            2.706          5.453        16.813
【００６７】
ズームレンズ群データ
群       始面     焦点距離
1        1         -26.099
2        5          16.572
3        13        -24.397
4        15         45.679
【００６８】
実施例２
単位：mm
面データ
面番号          r           d         nd             vd
1            43.454       1.400     1.72916       54.66
2            12.166       6.033
3            86.816       1.100     1.83481       42.72
4*           21.885       2.084
5            22.902       2.500     1.84666       23.78
6            58.836        可変
7(絞り)        ∞         0.500
8*           10.919       4.100     1.77377       47.18
9*         -314.096       1.317
10           62.572       1.740     1.90366       31.31
11            6.700       3.850     1.49700       81.61
12          -78.786       1.000
13           44.573       1.300     1.84666       23.78
14          507.123        可変
15          507.123       1.100     1.53048       55.72
16*          14.924        可変
17         -221.628       3.350     1.62299       58.11
18          -24.743      12.100
19             ∞         2.000     1.51680       64.20
20             ∞          BF
【００６９】
非球面データ
第4面
K= 0.00000
A4=-2.29360E-05
A6=-1.02931E-07
A8= 2.31746E-10
A10=-5.64920E-12
【００７０】
第8面
K= 0.00000
A4=-3.73493E-05
A6= 3.56228E-07
A8=-1.57672E-08
A10= 1.43557E-10
【００７１】
第9面
K= 0.00000
A4= 3.36398E-05
A6= 9.43525E-07
A8=-3.57707E-08
A10= 4.42346E-10
【００７２】
第16面
K= 0.00000
A4= 4.15552E-05
A6=-7.78732E-07
A8= 9.35178E-09
A10=-2.62548E-10
【００７３】
各種データ
ズーム比       3.500
広角（Ｗ）    中間（Ｍ）    望遠（Ｔ）
焦点距離      12.000         22.400        42.000
Fナンバー      3.600          4.400         5.700
半画角        44.361         25.175        14.166
像高          10.800         10.800        10.800
レンズ全長    80.000         69.483        79.811
BF             2.000          2.000         2.000
d6            28.354          9.899         1.865
d14            1.000          6.544        11.230
d16            3.172          5.566        19.242
【００７４】
ズームレンズ群データ
群       始面     焦点距離
1        1         -21.356
2        7          17.975
3        15        -29.009
4        17         44.418
【００７５】
実施例３
単位：mm
面データ
面番号          r           d         nd             vd
1          1429.665       1.250     1.80420       46.49
2*           12.550       5.002
3            19.604       2.400     1.84666       23.78
4            35.288        可変
5(絞り)        ∞         0.500
6*            8.379       4.000     1.49700       81.61
7          -217.375       1.773
8            27.930       0.500     1.67270       32.17
9*           13.051       3.800
10           19.563       0.600     1.64769       33.84
11           12.655       2.290     1.49700       81.61
12          -65.404        可変
13          150.745       0.800     1.53048       55.72
14*          12.449        可変
15          -39.062       2.270     1.80420       46.49
16          -21.738      12.100
17             ∞         2.000     1.51680       64.20
18             ∞          BF
【００７６】
非球面データ
第2面
K= 0.00000
A4=-3.14807E-05
A6=-2.93044E-07
A8= 1.39119E-09
A10=-1.90131E-11
【００７７】
第6面
K= 0.00000
A4=-1.79356E-05
A6=-7.18301E-07
A8= 1.19309E-08
A10=-3.82123E-10
【００７８】
第9面
K= 0.00000
A4= 3.21205E-04
A6= 4.60161E-06
A8= 4.56187E-08
A10= 4.51866E-09
【００７９】
第14面
K= 0.00000
A4= 1.59657E-05
A6=-7.72935E-07
A8=-1.29370E-08
A10=-4.05302E-11
【００８０】
各種データ
ズーム比       3.000
広角（Ｗ）    中間（Ｍ）    望遠（Ｔ）
焦点距離      14.000         24.200        42.000
Fナンバー      3.600          4.400         5.700
半画角        39.939         23.477        14.345
像高          10.800         10.800        10.800
レンズ全長    73.108         60.000        69.074
BF             2.000          2.000         2.000
d4            27.575          8.692         1.500
d12            1.000          4.607         5.180
d14            3.248          5.416        21.109
【００８１】
ズームレンズ群データ
群       始面     焦点距離
1        1         -26.032
2        5          17.365
3        13        -25.632
4        15         57.587
【００８２】
【表１】
2013015778.tif 000003
【符号の説明】
【００８３】
ＤＵ    デジタル機器
ＬＵ    撮像光学装置
ＺＬ    ズームレンズ
Ｇｒ１    第１群
Ｇｒ２    第２群
Ｇｒ３    第３群
Ｇｒ４    第４群
Ｇｒ２ａ    第２ａ群
Ｇｒ２ｂ    第２ｂ群（防振レンズ群）
Ｇｒ２ａ１    第２ａ１群
Ｇｒ２ａ２    第２ａ２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
【図１】
2013015778.tif 000004
【図２】
2013015778.tif 000005
【図３】
2013015778.tif 000006
【図４】
2013015778.tif 000007
【図５】
2013015778.tif 000008
【図６】
2013015778.tif 000009
【図７】
2013015778.tif 000010
【図８】
2013015778.tif 000011
【図９】
2013015778.tif 000012
【図１０】
2013015778.tif 000013
【図１１】
2013015778.tif 000014
【図１２】
2013015778.tif 000015
【図１３】
2013015778.tif 000016