(57)【要約】【課題】  高変倍化を確保した上で高性能化及び小型化を確保する。【解決手段】  開口絞りを第３レンズ群の物体側に隣接して配置し、第３レンズ群を、物体側に凸面を向けた正レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが接合されて成る接合負レンズとによって構成し、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するようにした。（１）６＜｜ｆ３ｂ｜／ｆｗ＜１０、（２）１．８＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）１／２＜２．２、但し、ｆ３ｂ：第３レンズ群を構成する接合負レンズの焦点距離、ｆｗ：広角端状態における焦点距離、ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、ｆｔ：望遠端状態における焦点距離とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より像側へ順に配置された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レンズ群とを有し、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群が光軸方向に固定され、広角端状態と望遠端状態との間の変倍の際に前記第２レンズ群が前記光軸方向へ移動すると共に前記第２レンズ群の光軸方向への移動に伴う像面位置の変動を補償するように前記第４レンズ群が光軸方向へ移動するズームレンズであって、
開口絞りが前記第３レンズ群の物体側に隣接して配置され、
前記第３レンズ群は、物体側に凸面を向けた正レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが接合されて成る接合負レンズとが物体側より像側へ順に配置されて構成され、
以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足する
ことを特徴とするズームレンズ。
（１）６＜｜ｆ３ｂ｜／ｆｗ＜１０
（２）１．８＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）１／２＜２．２
但し、
ｆ３ｂ：第３レンズ群を構成する接合負レンズの焦点距離
ｆｗ：広角端状態における焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態における焦点距離
とする。
【請求項２】
以下の条件式（３）を満足する
ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
（３）４＜ｆ３／ｆｗ
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
【請求項３】
以下の条件式（４）を満足する
ことを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ。
（４）４＜ｒ３ａ／ｆｗ＜５
但し、
ｒ３ａ：第３レンズ群中の最も像側に配置された正レンズの物体側レンズ面の曲率半径
とする。
【請求項４】
以下の条件式（５）を満足する
ことを特徴とする請求項３に記載のズームレンズ。
（５）０．３＜｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）１／２＜０．３９
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
とする。
【請求項５】
前記第２レンズ群が、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第１負レンズと両凹形状の第２負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた第３負レンズとが物体側より像側へ順に配置されて構成された
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第２レンズ群の正レンズと第３負レンズを接合して接合レンズを構成した
ことを特徴とする請求項５に記載のズームレンズ。
【請求項７】
ズームレンズと該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た撮像装置であって、
前記ズームレンズは、
物体側より像側へ順に配置された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レンズ群とを有し、
前記第１レンズ群と前記第３レンズ群が光軸方向に固定され、
広角端状態と望遠端状態との間の変倍の際に前記第２レンズ群が前記光軸方向へ移動すると共に前記第２レンズ群の光軸方向への移動に伴う像面位置の変動を補償するように前記第４レンズ群が光軸方向へ移動され、
開口絞りが前記第３レンズ群の物体側に隣接して配置され、
前記第３レンズ群は、物体側に凸面を向けた正レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが接合されて成る接合負レンズとが物体側より像側へ順に配置されて構成され、
以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足する
ことを特徴とする撮像装置。
（１）６＜｜ｆ３ｂ｜／ｆｗ＜１０
（２）１．８＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）１／２＜２．２
但し、
ｆ３ｂ：第３レンズ群を構成する接合負レンズの焦点距離
ｆｗ：広角端状態における焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態における焦点距離
とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はズームレンズ及び撮像装置に関する。詳しくは、特に、変倍比が２０倍程度の高い変倍比を有するズームレンズ及び撮像装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
交換レンズが付属されないレンズ一体型のスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置においては、レンズの交換を行うことができないため、変倍比が低いと様々な撮影シーンへの対応が困難となる。従って、このような交換レンズが付属されない撮像装置においては、近年、ズームレンズに関する高変倍化の要望が高い。
【０００３】
従来、このような高変倍化を実現したズームレンズとしては、例えば、以下の特許文献１及び特許文献２に記載されたものがある。
【０００４】
特許文献１に記載されたズームレンズは、第３レンズ群が両凸形状の正レンズと像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズとによって構成されている。
【０００５】
特許文献２に記載されたズームレンズは、第３レンズ群中に開口絞りが配置されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１１６９９７号公報
【特許文献２】特開２００４−３３３７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記した従来のズームレンズにおいては、高変倍化を実現しているが、高変倍化を確保した上で画質の向上を図るための高性能化及び小型化を確保することが困難であると言う問題がある。
【０００８】
例えば、特許文献１に記載されたズームレンズにあっては、第３レンズ群がダブレット構成とされているため、軸上収差と軸外収差とを同時に補正することが難しく、十分な高性能化を図ることができないと言う問題がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載されたズームレンズにあっては、開口絞りが第３レンズ群中に配置されており、像側に近付いた位置に開口絞りが存在するため、第１レンズ群及び第２レンズ群を順に通過する軸外光束が光軸から離れてしまい、レンズの径を小さくし難く、十分な小型化を図ることができないと言う問題がある。
【００１０】
そこで、本発明ズームレンズ及び撮像装置は、上記した問題点を克服し、高変倍化を確保した上で高性能化及び小型化を確保することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
ズームレンズは、上記した課題を解決するために、物体側より像側へ順に配置された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レンズ群とを有し、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群が光軸方向に固定され、広角端状態と望遠端状態との間の変倍の際に前記第２レンズ群が前記光軸方向へ移動すると共に前記第２レンズ群の光軸方向への移動に伴う像面位置の変動を補償するように前記第４レンズ群が光軸方向へ移動され、開口絞りが前記第３レンズ群の物体側に隣接して配置され、前記第３レンズ群は、物体側に凸面を向けた正レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが接合されて成る接合負レンズとが物体側より像側へ順に配置されて構成され、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するようにしたものである。
（１）６＜｜ｆ３ｂ｜／ｆｗ＜１０
（２）１．８＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）１／２＜２．２
但し、
ｆ３ｂ：第３レンズ群を構成する接合負レンズの焦点距離
ｆｗ：広角端状態における焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態における焦点距離
とする。
【００１２】
従って、ズームレンズにあっては、ズーム領域における良好な収差補正が可能となる。
【００１３】
上記ズームレンズにおいては、以下の条件式（３）を満足するように構成することが望ましい。
（３）４＜ｆ３／ｆｗ
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
【００１４】
条件式（３）を満足するように構成することにより、第３レンズ群を構成する正レンズと接合負レンズとの相互偏心による光学性能の低下が抑制される。
【００１５】
上記ズームレンズにおいては、以下の条件式（４）を満足するように構成することが望ましい。
（４）４＜ｒ３ａ／ｆｗ＜５
但し、
ｒ３ａ：第３レンズ群中の最も像側に配置された正レンズの物体側レンズ面の曲率半径
とする。
【００１６】
条件式（４）を満足するように構成することにより、第３レンズ群の収斂作用が弱まることなく光学系の全長が短縮化される。
【００１７】
上記ズームレンズにおいては、以下の条件式（５）を満足するように構成することが望ましい。
（５）０．３＜｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）１／２＜０．３９
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
とする。
【００１８】
条件式（５）を満足するように構成することにより、必要な変倍比を確保された上で第２レンズ群の移動量が小さくなる。
【００１９】
上記ズームレンズにおいては、第２レンズ群を、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第１負レンズと両凹形状の第２負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた第３負レンズとを物体側より像側へ順に配置して構成することが望ましい。
【００２０】
第２レンズ群を、このようなレンズ構成とすることにより、画角の変化に伴う軸外収差の変動及び倍率変化に伴う球面収差の変動が良好に補正される。
【００２１】
上記ズームレンズにおいては、第２レンズ群の正レンズと第３負レンズを接合して接合レンズを構成することが望ましい。
【００２２】
第２レンズ群の正レンズと第３負レンズによって接合レンズを構成することにより、軸外収差の発生が抑制され画角の変化に伴う軸外収差の変動が補正される。
【００２３】
撮像装置は、上記した課題を解決するために、物体側より像側へ順に配置された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レンズ群とを有し、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群が光軸方向に固定され、広角端状態と望遠端状態との間の変倍の際に前記第２レンズ群が前記光軸方向へ移動すると共に前記第２レンズ群の光軸方向への移動に伴う像面位置の変動を補償するように前記第４レンズ群が光軸方向へ移動され、開口絞りが前記第３レンズ群の物体側に隣接して配置され、前記第３レンズ群は、物体側に凸面を向けた正レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが接合されて成る接合負レンズとが物体側より像側へ順に配置されて構成され、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するようにしたものである。
（１）６＜｜ｆ３ｂ｜／ｆｗ＜１０
（２）１．８＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）１／２＜２．２
但し、
ｆ３ｂ：第３レンズ群を構成する接合負レンズの焦点距離
ｆｗ：広角端状態における焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態における焦点距離
とする。
【００２４】
従って、撮像装置にあっては、ズームレンズのズーム領域における良好な収差補正が可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明ズームレンズ及び撮像装置にあっては、高変倍化を確保した上で高性能化及び小型化を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明ズームレンズ及び撮像装置を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
尚、本発明撮像装置は、スチルカメラやビデオカメラ等の各種の撮像装置及びパーソナルコンピューター、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話等にカメラモジュール等として組み込まれる各種の撮像装置に広く適用することができ、また、本発明ズームレンズは、これらの各種の撮像装置に組み込まれる各種のズームレンズに広く適用することができる。
【００２８】
先ず、本発明ズームレンズについて説明する。
【００２９】
本発明ズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された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レンズ群とを有し、第１レンズ群と第３レンズ群が光軸方向に固定され、広角端状態と望遠端状態との間の変倍の際に第２レンズ群が光軸方向へ移動すると共に第２レンズ群の光軸方向への移動に伴う像面位置の変動を補償するように第４レンズ群が光軸方向へ移動し、開口絞りが第３レンズ群の物体側に隣接して配置され、第３レンズ群は、物体側に凸面を向けた正レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが接合されて成る接合負レンズとが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
【００３０】
上記のように構成されたズームレンズは、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足する。
（１）６＜｜ｆ３ｂ｜／ｆｗ＜１０
（２）１．８＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）１／２＜２．２
但し、
ｆ３ｂ：第３レンズ群を構成する接合負レンズの焦点距離
ｆｗ：広角端状態における焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態における焦点距離
とする。
【００３１】
一般に、ズームレンズにあっては、広角端状態において、軸上光束が第２レンズ群によって強く発散された状態で第３レンズ群に入射するため、軸上収差が発生し易い。従って、開口絞りは光学系の光軸方向における中央付近に配置することが望ましい。
【００３２】
そこで、本発明ズームレンズにあっては、上記したように、第３レンズ群の物体側に隣接して開口絞りを配置している。開口絞りを第３レンズ群の物体側に隣接して配置することにより、第３レンズ群が、主に、軸上収差の補正に寄与する構成とされている。
【００３３】
また、本発明ズームレンズにあっては、上記したように、開口絞りを挟んで物体側に配置された第２レンズ群と像側に配置された第４レンズ群とをそれぞれ光軸方向へ移動可能としている。
【００３４】
第２レンズ群を光軸方向へ移動可能とすることにより、第２レンズ群を通過する軸外光束が広角端状態において光軸から離れて通過し、広角端状態から望遠端状態まで変化する際に軸外光束が光軸に近付くため、第２レンズ群を通過する軸外光束の高さの変化により、レンズの広角端状態と望遠端状態との間の位置の変化に際して発生する軸外収差の変動を良好に補正することができる。
【００３５】
第４レンズ群を光軸方向へ移動可能とすることにより、第４レンズ群を通過する軸外光束も、レンズの広角端状態と望遠端状態との間の位置の変化に際して光軸からの距離が変化されるため、レンズの位置の変化に際して発生する軸外収差の変動を良好に補正することができる。
【００３６】
本発明ズームレンズにあっては、第１レンズ群から第４レンズ群までの間に負レンズ群（第２レンズ群）が一つしか存在しないため、広角端状態において発生する負の歪曲収差を良好に補正することが必要であり、第２レンズ群の負の屈折力を強めることができないが、高変倍化及び光学系の全長を短縮して小型化を図るためには、光学系における負の屈折力を強めることが必要である。
【００３７】
そこで、本発明ズームレンズにあっては、上記したように、第３レンズ群を物体側に配置される正部分群と像側に配置される負部分群とによって構成することにより、開口絞りより像側に負の屈折力を有する要素が配置されている。従って、光学系における負の屈折力を強めることができ、高変倍化と小型化の両立を図ることができる。
【００３８】
本発明ズームレンズにあっては、上記したように、第３レンズ群を正レンズから成る正レンズ群と正レンズ及び負レンズから成る負レンズ群とによって構成している。このように正部分群と負部分群を一つのレンズ群として構成した場合に、正部分群と負部分群の主点間隔が狭まると正部分群と負部分群の屈折力が強まるため、製造時に発生する微少な偏心によっても光学性能が著しく低下してしまい、安定した光学性能を確保することができなくなるおそれがある。
【００３９】
そこで、本発明ズームレンズにあっては、上記したように、第３レンズ群の正部分群を物体側に凸面を向けた正レンズによって構成し、第３レンズ群の負部分群を物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが接合されて成る接合負レンズによって構成している。このような構成とされた接合負レンズを第３レンズ群に設けることにより、負部分群の主点位置が像側に移動されるため、正部分群と負部分群の主点間隔が広がり、製造時において安定した光学性能を確保することができる。また、負部分群を接合レンズとして構成することにより、第３レンズ群の厚みを低減することもできる。
【００４０】
次に、上記した各条件式について説明する。
【００４１】
本発明ズームレンズにあっては、上記したように、以下の条件式（１）を満足するように構成されている。
（１）６＜｜ｆ３ｂ｜／ｆｗ＜１０
但し、
ｆ３ｂ：第３レンズ群を構成する接合負レンズの焦点距離
ｆｗ：広角端状態における焦点距離
とする。
【００４２】
条件式（１）は第３レンズ群中に配置される接合負レンズの焦点距離を規定する式である。
【００４３】
｜ｆ３ｂ｜／ｆｗの値が条件式（１）の上限値を上回った場合には、負部分群の屈折力が小さくなり過ぎるため、広角端状態において発生する負の歪曲収差を十分に補正することができず、良好な結像性能が得られなくなってしまう。第２レンズ群の屈折力を弱めることにより、負の歪曲収差を補正することは可能であるが、第２レンズ群の屈折力を弱めると、光学系の全長が長くなると共に第１レンズ群の大型化を来たしてしまうため、好ましくない。
【００４４】
｜ｆ３ｂ｜／ｆｗの値が条件式（１）の下限値を下回った場合には、負部分群の屈折力が大きくなり過ぎるため、第３レンズ群を構成する正レンズと接合負レンズとの相互偏心により光学性能が著しく低下してしまい、製造時に安定した光学性能を確保することが困難となる。
【００４５】
従って、本発明ズームレンズにあっては、条件式（１）を満足することにより、広角端状態において発生する負の歪曲収差を十分に補正して良好な結像性能を得ることができると共に正レンズと接合負レンズとの相互偏心による光学性能の低下を抑制して製造時に安定した光学性能を確保することができる。
【００４６】
本発明ズームレンズにあっては、上記したように、以下の条件式（２）を満足するように構成されている。
（２）１．８＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）１／２＜２．２
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態における焦点距離
とする。
【００４７】
条件式（２）は第１レンズ群の焦点距離を規定する式である。
【００４８】
第１レンズ群は像面位置から離れて配置されるため、レンズ径が大きくなり易い。第１レンズ群のレンズ径を小さくするためには、第１レンズ群の屈折力を弱めることが効果的であるが、第１レンズ群の屈折力を弱めると光学系の全長が長くなり易い。逆に、光学系の全長を短くするためには、第１レンズ群の屈折力を強めることが効果的であるが、第１レンズ群のレンズ径が大きくなってしまう。従って、第１レンズ群のレンズ径の小型化と光学系の全長の短縮化を図るために、第１レンズ群の屈折力を適切に設定することが必要である。
【００４９】
ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）１／２の値が条件式（２）の上限値を上回った場合には、光学系の全長が長くなってしまい、ズームレンズの小型化を図ることができない。
【００５０】
逆に、ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）１／２の値が条件式（２）の下限値を下回った場合には、望遠端状態において第１レンズ群に発生する負の球面収差を十分に補正することができず、望遠端状態において安定した光学性能を確保することができなくなってしまう。
【００５１】
従って、本発明ズームレンズにあっては、条件式（２）を満足することにより、光学系の全長の短縮化によりズームレンズの小型化を図ることができると共に望遠端状態における安定した光学性能を確保することができる。
【００５２】
本発明ズームレンズにあっては、以上のように構成することによって、高変倍化を確保した上で高性能化及び小型化を確保することができる。
【００５３】
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）４＜ｆ３／ｆｗ
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
【００５４】
条件式（３）は第３レンズ群の焦点距離を規定する式である。
【００５５】
ｆ３／ｆｗの値が条件式（３）の下限値を下回った場合には、第３レンズ群を構成する正レンズと接合負レンズとの相互偏心により光学性能が著しく低下してしまうため、製造時に安定した光学性能を確保することが困難になってしまう。
【００５６】
従って、本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、条件式（３）を満足することにより、第３レンズ群を構成する正レンズと接合負レンズとの相互偏心による光学性能の低下を抑制して製造時に安定した光学性能を確保することができる。
【００５７】
尚、本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、一層の小型化を図るために、条件式（３）を５未満となるようにして、以下の条件式（３）′を満足するように構成することが望ましい。
（３）′４＜ｆ３／ｆｗ＜５
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
【００５８】
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）４＜ｒ３ａ／ｆｗ＜５
但し、
ｒ３ａ：第３レンズ群中の最も像側に配置された正レンズの物体側レンズ面の曲率半径
とする。
【００５９】
条件式（４）は第３レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径を規定する式であり、高性能化と小型化とのバランスを図るための式である。
【００６０】
ｒ３ａ／ｆｗの値が条件式（４）の上限値を上回った場合には、正レンズの主点位置が像側に移動するため、収斂作用が弱まって光学系の全長が長くなってしまう。
【００６１】
逆に、ｒ３ａ／ｆｗの値が条件式（４）の下限値を下回った場合には、正レンズ（正部分群）において発生する負の球面収差を十分に補正することができなくなり、また、それを補うように接合負レンズで発生する正の球面収差も大きくなるため、製造時に発生する微少な偏心によっても光学性能が著しく低下してしまう。
【００６２】
従って、本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、条件式（４）を満足することにより、収斂作用が弱まることなく光学系の全長が短縮化されると共に製造時に発生する微少な偏心による光学性能の低下を防止することができる。
【００６３】
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）０．３＜｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）１／２＜０．３９
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
とする。
【００６４】
条件式（５）は第２レンズ群の焦点距離を規定する式である。
【００６５】
｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）１／２が条件式（５）の上限値を上回った場合には、第２レンズ群の負の屈折力が小さくなり過ぎるため、所定の変倍比を得るために必要な第２レンズ群の移動量が大きくなり、光学系の全長が長くなってしまう。
【００６６】
逆に、｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）１／２が条件式（５）の下限値を下回った場合には、第２レンズ群の負の屈折力が大きくなり過ぎるため、第２レンズ群を通過する軸外光束が広角端状態から望遠端状態まで変化する際に光軸に近付き、広角端状態から望遠端状態までのレンズの位置状態によらず、第２レンズ群を通過する軸外光束の高さの変化が小さくなり、レンズの位置状態が変化する際に発生する軸外収差の変動を十分に補正することができず、一層の高性能化が困難となってしまう。
【００６７】
従って、本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、条件式（５）を満足することにより、所定の変倍比を得るために必要な第２レンズ群の移動量を小さくして光学系の全長を短縮化することができると共に第２レンズ群を通過する軸外光束の高さの変化によりレンズの広角端状態と望遠端状態との間の位置の変化に際して発生する軸外収差の変動を良好に補正することができる。
【００６８】
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、第２レンズ群を、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと両凹形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが物体側より像側へ順に配置されるように構成することが望ましい。
【００６９】
第２レンズ群は変倍作用を担うレンズ群であり、画角の変化に伴う軸外収差の変動を良好に補正すると共に倍率変化に伴う球面収差の変動を良好に補正する必要がある。
【００７０】
従って、第２レンズ群を上記のような構成とすることにより、第２レンズ群を構成する各レンズの収差補正上の機能が明確化され、球面収差の変動を良好に補正することができる。
【００７１】
具体的には、第２レンズ群の最も物体側に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズを配置することにより、軸外収差の発生を抑えて画角の変化に伴う軸外収差の変動を補正している。また、最も物体側に配置された負レンズの像側に、負レンズ、正レンズ及び負レンズを順に配置して正レンズを挟んで負レンズが対称な位置に配置されるようにすることにより、トリプレット構成となるため、倍率変化に伴う球面収差の変動を良好に補正することが可能となる。
【００７２】
尚、本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、製造誤差による各レンズ同士の偏心を抑制して高性能化を図るために、第２レンズ群を構成する正レンズと最も像側に配置される負レンズとを接合して接合レンズを構成することが望ましい。
【００７３】
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、第４レンズ群の像側に第５レンズ群を配置し、該第５レンズ群を負レンズとその像側に空気間隔を隔てて配置される正レンズを少なくとも１枚以上有する構成とすることが可能である。
【００７４】
第５レンズ群は射出瞳位置を整える作用と、広角端状態において発生し易い負の歪曲収差の補正を行う作用とを有する。
【００７５】
撮像装置において撮像素子を用いて被写体像を記録する場合には、射出瞳位置を適切に設定する必要があり、射出瞳位置によって開口絞りの位置や開口絞りの像側に配置されるレンズ群の屈折力配置に制約が生じ得る。
【００７６】
そこで、本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、上記したように、第５レンズ群を負レンズとその像側に配置された正レンズとによって構成することにより、射出瞳位置を像面から遠去けた位置に設定し主光線を光軸に平行に近い状態とすることが可能となり、開口絞りの位置や開口絞りの像側に配置されるレンズ群の屈折力配置に関する制約を小さくした上で射出瞳位置を適切に設定することができる。また、第５レンズ群を負レンズとその像側に配置された正レンズとによって構成することにより、軸上光束と軸外光束とが離れて通過するため、負の歪曲収差を良好に補正することが可能となる。
【００７７】
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、第４レンズ群を物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが物体側より像側へ順に配置された構成とすることが望ましい。
【００７８】
第４レンズ群をこのようなダブレット構成とすることにより、軸外収差と軸上収差とを同時に補正することが可能となり、被写体位置が変化した際に発生する諸収差の変動を良好に補正することができる。
【００７９】
尚、本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、色収差の発生を抑制するために、第１レンズ群に異常分散性の高い硝材を用いることが望ましい。
【００８０】
特に、第１レンズ群に正レンズを有する接合レンズを設けた場合に、接合レンズの正レンズに異常分散性の高い硝材を用いることにより、望遠端状態において画面の中心部に発生する２次分散を良好に補正することができる。
【００８１】
また、本発明の一実施形態によるズームレンズにおいて、非球面レンズを用いることにより、より高い光学性能を実現することができる。特に、第３レンズ群に非球面を有するレンズを用いることにより、中心性能の高性能化が可能となる。また、第２レンズ群に非球面を有するレンズを用いることにより、広角端状態において発生する画角によるコマ収差の変動を良好に補正することが可能となる。
【００８２】
さらに、複数の非球面を一つの光学系に用いることにより、より高い光学性能を確保することができる。
【００８３】
本発明の一実施形態によるズームレンズにおいて、各レンズ群のうちの一つのレンズ群又は一つのレンズ群のうちの一つの部分群を、光軸に略直交する方向へ移動可能とすることにより、画像のブレ補正を行うことが可能である。
【００８４】
特に、第３レンズ群はレンズ径が小さく光軸方向においては固定されているため、第３レンズ群の近傍に、光軸に略直交する方向へ移動させる駆動機構を配置し易い。また、第３レンズ群においては、上記したように、第３レンズ群に単独で発生する球面収差も良好に補正されるため、第３レンズ群を光軸に略直交する方向へ移動させた際に発生する収差変動も少なくて済む。
【００８５】
従って、第３レンズ群を光軸に略直交する方向へ移動させるための駆動系、画像のブレを検出する検出系及び検出系からの出力に基づいて光軸に略直交する方向への移動量を算出する演算系を撮像装置に組み込むことにより、第３レンズ群を防振光学系として機能させることが可能である。
【００８６】
また、上記したように、第１レンズ群乃至第４レンズ群に加えて第５レンズ群を配置する場合には、第５レンズ群を構成する負レンズ又は正レンズを光軸に略直交する方向へ移動させることが可能となる。第５レンズ群を光軸に略直交する方向へ移動させた場合には、発生する収差変動量が少ない。
【００８７】
従って、第５レンズ群を光軸に略直交する方向へ移動させるための駆動系、画像のブレを検出する検出系及び検出系からの出力に基づいて光軸に略直交する方向への移動量を算出する演算系を撮像装置に組み込むことにより、第５レンズ群を防振光学系として機能させることも可能である。
【００８８】
尚、本発明の一実施形態によるズームレンズにおいて、レンズ系の像側にモアレ縞の発生を防ぐためのローパスフィルターを配置したり、受光素子の分光感度特性に応じて赤外線カットフィルターを配置することが可能である。
【００８９】
次に、本発明ズームレンズの具体的な実施の形態及び該実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例について、図面及び表を参照して説明する。
【００９０】
尚、各実施の形態においては非球面が導入されており、該非球面形状は、次の数１式によって定義される。
【００９１】
【数１】
2009169264.tif 000003
【００９２】
数１式において、ｘはサグ量、ｃは曲率、ｙは光軸からの高さ、κは円錐定数、Ａ、Ｂ、…は非球面係数である。
【００９３】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズ１の屈折力配分を示している。図中、Ｗは広角端状態、Ｔは望遠端状態を示す。
【００９４】
ズームレンズ１は、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４及び正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５が物体側より像側へ順に配列されて構成されている。ズームレンズ１にあっては、広角端状態と望遠端状態との間の変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３、第５レンズ群Ｇ５が光軸方向に固定されており、第２レンズ群Ｇ２が光軸方向へ移動すると共に第４レンズ群Ｇ４が第２レンズ群Ｇ２の光軸方向への移動に伴う像面位置の変動を補正するように光軸方向へ移動する。また、第４レンズ群Ｇ４は、近距離合焦時に物体側へ移動し、遠距離合焦時に像側へ移動する。
【００９５】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズ１のレンズ構成を示す図である。
【００９６】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２とが接合されて成る接合レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１３、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１４が、物体側より像側へ順に配列されて構成されている。
【００９７】
第２レンズ群Ｇ２は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１、両凹形状の負レンズＬ２２、物体側に凸面を向けた正レンズＬ２３と像側に凹面を向けた負レンズＬ２４とが接合されて成る接合レンズが、物体側より像側へ順に配列されて構成されている。
【００９８】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズＬ３１、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３３とが接合されて成る接合負レンズが、物体側より像側へ順に配列されて構成されている。正レンズＬ３１によって正レンズ群が構成され、正レンズＬ３２と負レンズＬ３３によって負レンズ群が構成されている。
【００９９】
第４レンズ群Ｇ４は、両凸形状の正レンズＬ４１と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ４２とが接合されて成る接合レンズによって構成されている。
【０１００】
第５レンズ群Ｇ５は、両凹形状の負レンズＬ５１、両凸形状の正レンズＬ５２が、物体側より像側へ順に配列されて構成されている。
【０１０１】
第３レンズ群Ｇ３の物体側に隣接して開口絞りＳが配置され、該開口絞りＳは固定されている。
【０１０２】
第５レンズ群Ｇ５と像面ＩＰとの間にはフィルタＦＬが配置されている。
【０１０３】
表１に、第１の実施の形態に係るズームレンズ１に具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデーターを示す。
【０１０４】
尚、表１及び後述するレンズデーターを示す各表において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角を表す。「面番号」は物体側から数えてｉ番目（ｉは自然数）の面であることを示し、「曲率半径」は物体側から数えて第ｉ番目の面の曲率半径を示し、「面間隔」は物体側から数えて第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の軸上面間隔を示し、「屈折率」は物体側に第ｉ面を有する硝材のｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、「アッベ数」は物体側に第ｉ面を有する硝材のｄ線に対するアッベ数を示す。曲率半径に関し「０．００００」は当該面が平面であることを示し、面間隔に関し「（Ｄｉ）」は当該面間隔が可変間隔であることを示し、面間隔に関し「（Ｂｆ）」はバックフォーカスを示す。
【０１０５】
【表１】
2009169264.tif 000004
【０１０６】
ズームレンズ１において、第３レンズ群Ｇ３における正レンズＬ３１の物体側の面（第１６面）と第４レンズ群Ｇ４における正レンズＬ４１の物体側の面（第２１面）は非球面に形成されている。そこで、数値実施例１における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数κと共に表２に示す。
【０１０７】
尚、表２及び後述する非球面係数を示す各表において、「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、即ち、「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。
【０１０８】
【表２】
2009169264.tif 000005
【０１０９】
ズームレンズ１において、広角端状態と望遠端状態との間の変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の面間隔Ｄ７、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔Ｄ１４、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の面間隔Ｄ２０及び第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間の面間隔Ｄ２３が変化する。そこで、数値実施例１における各面間隔の広角端状態（ｆ＝１．０００）、中間焦点距離状態（ｆ＝７．５１０）及び望遠端状態（ｆ＝１８．７８１）における各値をバックフォーカスＢｆとともに表３に示す。
【０１１０】
【表３】
2009169264.tif 000006
【０１１１】
数値実施例１の条件式（１）乃至条件式（５）の対応値を表４に示す。
【０１１２】
【表４】
2009169264.tif 000007
【０１１３】
図３乃至図５は、数値実施例１の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図３は、広角端状態（ｆ＝１．０００）、図４は、中間焦点距離状態（ｆ＝７．５１０）、図５は、望遠端状態（ｆ＝１８．７８１）における諸収差図を示す。
【０１１４】
図３乃至図５の各収差図において、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。横収差図中の「ｙ」は像高を示し、「Ａ」は画角を示す。
【０１１５】
図３乃至図５の各収差図から、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。
【０１１６】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るズームレンズ２のレンズ構成を示す図である。
【０１１７】
ズームレンズ２は、ズームレンズ１と同様に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４及び正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５が物体側より像側へ順に配列されて構成されている。ズームレンズ２にあっては、広角端状態と望遠端状態との間の変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３、第５レンズ群Ｇ５が光軸方向に固定されており、第２レンズ群Ｇ２が光軸方向へ移動すると共に第４レンズ群Ｇ４が第２レンズ群Ｇ２の光軸方向への移動に伴う像面位置の変動を補正するように光軸方向へ移動する。また、第４レンズ群Ｇ４は、近距離合焦時に物体側へ移動し、遠距離合焦時に像側へ移動する。
【０１１８】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２とが接合されて成る接合レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１３、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１４が、物体側より像側へ順に配列されて構成されている。
【０１１９】
第２レンズ群Ｇ２は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１、両凹形状の負レンズＬ２２、物体側に凸面を向けた正レンズＬ２３と像側に凹面を向けた負レンズＬ２４とが接合されて成る接合レンズが、物体側より像側へ順に配列されて構成されている。
【０１２０】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズＬ３１、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３３とが接合されて成る接合負レンズが、物体側より像側へ順に配列されて構成されている。正レンズＬ３１によって正レンズ群が構成され、正レンズＬ３２と負レンズＬ３３によって負レンズ群が構成されている。
【０１２１】
第４レンズ群Ｇ４は、両凸形状の正レンズＬ４１と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ４２とが接合されて成る接合レンズによって構成されている。
【０１２２】
第５レンズ群Ｇ５は、両凹形状の負レンズＬ５１、両凸形状の正レンズＬ５２が、物体側より像側へ順に配列されて構成されている。
【０１２３】
第３レンズ群Ｇ３の物体側に隣接して開口絞りＳが配置され、該開口絞りＳは固定されている。
【０１２４】
第５レンズ群Ｇ５と像面ＩＰとの間にはフィルタＦＬが配置されている。
【０１２５】
表５に、第２の実施の形態に係るズームレンズ２に具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデーターを示す。
【０１２６】
【表５】
2009169264.tif 000008
【０１２７】
ズームレンズ２において、第３レンズ群Ｇ３における正レンズＬ３１の物体側の面（第１６面）と第４レンズ群Ｇ４における正レンズＬ４１の物体側の面（第２１面）は非球面に形成されている。そこで、数値実施例２における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数κと共に表６に示す。
【０１２８】
【表６】
2009169264.tif 000009
【０１２９】
ズームレンズ２において、広角端状態と望遠端状態との間の変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の面間隔Ｄ７、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔Ｄ１４、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の面間隔Ｄ２０及び第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間の面間隔Ｄ２３が変化する。そこで、数値実施例２における各面間隔の広角端状態（ｆ＝１．０００）、中間焦点距離状態（ｆ＝７．２６２）及び望遠端状態（ｆ＝１８．７８０）における各値をバックフォーカスＢｆとともに表７に示す。
【０１３０】
【表７】
2009169264.tif 000010
【０１３１】
数値実施例２の条件式（１）乃至条件式（５）の対応値を表８に示す。
【０１３２】
【表８】
2009169264.tif 000011
【０１３３】
図７乃至図９は、数値実施例２の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図７は、広角端状態（ｆ＝１．０００）、図８は、中間焦点距離状態（ｆ＝７．２６２）、図９は、望遠端状態（ｆ＝１８．７８０）における諸収差図を示す。
【０１３４】
図７乃至図９の各収差図において、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。横収差図中の「ｙ」は像高を示し、「Ａ」は画角を示す。
【０１３５】
図７乃至図９の各収差図から、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。
【０１３６】
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係るズームレンズ３の屈折力配分を示している。図中、Ｗは広角端状態、Ｔは望遠端状態を示す。
【０１３７】
ズームレンズ３は、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３及び正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４が物体側より像側へ順に配列されて構成されている。ズームレンズ３にあっては、広角端状態と望遠端状態との間の変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３が光軸方向に固定されており、第２レンズ群Ｇ２が光軸方向へ移動すると共に第４レンズ群Ｇ４が第２レンズ群Ｇ２の光軸方向への移動に伴う像面位置の変動を補正するように光軸方向へ移動する。また、第４レンズ群Ｇ４は、近距離合焦時に物体側へ移動し、遠距離合焦時に像側へ移動する。
【０１３８】
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係るズームレンズ３のレンズ構成を示す図である。
【０１３９】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２とが接合されて成る接合レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１３、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１４が、物体側より像側へ順に配列されて構成されている。
【０１４０】
第２レンズ群Ｇ２は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１、両凹形状の負レンズＬ２２、物体側に凸面を向けた正レンズＬ２３と像側に凹面を向けた負レンズＬ２４とが接合されて成る接合レンズが、物体側より像側へ順に配列されて構成されている。
【０１４１】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズＬ３１、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３２と像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３３とが接合されて成る接合負レンズが、物体側より像側へ順に配列されて構成されている。正レンズＬ３１によって正レンズ群が構成され、正レンズＬ３２と負レンズＬ３３によって負レンズ群が構成されている。
【０１４２】
第４レンズ群Ｇ４は、両凸形状の正レンズＬ４１と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ４２とが接合されて成る接合レンズによって構成されている。
【０１４３】
第３レンズ群Ｇ３の物体側に隣接して開口絞りＳが配置され、該開口絞りＳは固定されている。
【０１４４】
第４レンズ群Ｇ４と像面ＩＰとの間にはフィルタＦＬが配置されている。
【０１４５】
表９に、第３の実施の形態に係るズームレンズ３に具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデーターを示す。
【０１４６】
【表９】
2009169264.tif 000012
【０１４７】
ズームレンズ３において、第３レンズ群Ｇ３における正レンズＬ３１の物体側の面（第１６面）と第４レンズ群Ｇ４における正レンズＬ４１の物体側の面（第２１面）は非球面に形成されている。そこで、数値実施例３における非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数κと共に表１０に示す。
【０１４８】
【表１０】
2009169264.tif 000013
【０１４９】
ズームレンズ３において、広角端状態と望遠端状態との間の変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の面間隔Ｄ７、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔Ｄ１４、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の面間隔Ｄ２０及び第４レンズ群Ｇ４とフィルタＦＬとの間の面間隔Ｄ２３が変化する。そこで、数値実施例３における各面間隔の広角端状態（ｆ＝１．０００）、中間焦点距離状態（ｆ＝６．５３７）及び望遠端状態（ｆ＝１８．７６５）における各値をバックフォーカスＢｆとともに表１１に示す。
【０１５０】
【表１１】
2009169264.tif 000014
【０１５１】
数値実施例３の条件式（１）乃至条件式（５）の対応値を表１２に示す。
【０１５２】
【表１２】
2009169264.tif 000015
【０１５３】
図１２乃至図１４は、数値実施例３の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図１２は、広角端状態（ｆ＝１．０００）、図１３は、中間焦点距離状態（ｆ＝６．５３７）、図１４は、望遠端状態（ｆ＝１８．７６５）における諸収差図を示す。
【０１５４】
図１２乃至図１４の各収差図において、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。横収差図中の「ｙ」は像高を示し、「Ａ」は画角を示す。
【０１５５】
図１２乃至図１４の各収差図から、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。
【０１５６】
次に、本発明撮像装置について説明する。
【０１５７】
本発明撮像装置は、ズームレンズと該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ている。撮像装置は、ズームレンズが、物体側より像側へ順に配置された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レンズ群とを有し、第１レンズ群と第３レンズ群が光軸方向に固定され、広角端状態と望遠端状態との間の変倍の際に第２レンズ群が光軸方向へ移動すると共に第２レンズ群の光軸方向への移動に伴う像面位置の変動を補償するように第４レンズ群が光軸方向へ移動され、開口絞りが第３レンズ群の物体側に隣接して配置され、第３レンズ群は、物体側に凸面を向けた正レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが接合されて成る接合負レンズとが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
【０１５８】
上記のように構成された撮像装置におけるズームレンズは、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足する。
（１）６＜｜ｆ３ｂ｜／ｆｗ＜１０
（２）１．８＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）１／２＜２．２
但し、
ｆ３ｂ：第３レンズ群を構成する接合負レンズの焦点距離
ｆｗ：広角端状態における焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態における焦点距離
とする。
【０１５９】
一般に、撮像装置におけるズームレンズにあっては、広角端状態において、軸上光束が第２レンズ群によって強く発散された状態で第３レンズ群に入射するため、軸上収差が発生し易い。従って、開口絞りは光学系の光軸方向における中央付近に配置することが望ましい。
【０１６０】
そこで、本発明撮像装置にあっては、上記したように、第３レンズ群の物体側に隣接して開口絞りを配置している。開口絞りを第３レンズ群の物体側に隣接して配置することにより、第３レンズ群が、主に、軸上収差の補正に寄与する構成とされている。
【０１６１】
また、本発明撮像装置にあっては、上記したように、開口絞りを挟んで物体側に配置された第２レンズ群と像側に配置された第４レンズ群とをそれぞれ光軸方向へ移動可能としている。
【０１６２】
第２レンズ群を光軸方向へ移動可能とすることにより、第２レンズ群を通過する軸外光束が広角端状態において光軸から離れて通過し、広角端状態から望遠端状態まで変化する際に軸外光束が光軸に近付くため、第２レンズ群を通過する軸外光束の高さの変化により、レンズの広角端状態と望遠端状態との間の位置の変化に際して発生する軸外収差の変動を良好に補正することができる。
【０１６３】
第４レンズ群を光軸方向へ移動可能とすることにより、第４レンズ群を通過する軸外光束も、レンズの広角端状態と望遠端状態との間の位置の変化に際して光軸からの距離が変化されるため、レンズの位置の変化に際して発生する軸外収差の変動を良好に補正することができる。
【０１６４】
本発明撮像装置にあっては、第１レンズ群から第４レンズ群までの間に負レンズ群（第２レンズ群）が一つしか存在しないため、広角端状態において発生する負の歪曲収差を良好に補正することが必要であり、第２レンズ群の負の屈折力を強めることができないが、高変倍化及び光学系の全長を短縮して小型化を図るためには、負の屈折力を強めることが必要である。
【０１６５】
そこで、本発明撮像装置にあっては、上記したように、第３レンズ群を物体側に配置される正部分群と像側に配置される負部分群とによって構成することにより、開口絞りより像側に負の屈折力を有する要素が配置されている。従って、光学系における負の屈折力を強めることができ、高変倍化と小型化の両立を図ることができる。
【０１６６】
本発明撮像装置にあっては、上記したように、第３レンズ群を正レンズから成る正レンズ群と正レンズ及び負レンズから成る負レンズ群とによって構成している。このように正部分群と負部分群を一つのレンズ群として構成した場合に、正部分群と負部分群の主点間隔が狭まると正部分群と負部分群の屈折力が強まるため、製造時に発生する微少な偏心によっても光学性能が著しく低下してしまい、安定した光学性能を確保することができなくなるおそれがある。
【０１６７】
そこで、本発明撮像装置にあっては、上記したように、第３レンズ群の正部分群を物体側に凸面を向けた正レンズによって構成し、第３レンズ群の負部分群を物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが接合されて成る接合負レンズによって構成している。このような構成とされた接合負レンズを第３レンズ群に設けることにより、負部分群の主点位置が像側に移動されるため、正部分群と負部分群の主点間隔が広がり、製造時において安定した光学性能を確保することができる。また、負部分群を接合レンズとして構成することにより、第３レンズ群の厚みを低減することもできる。
【０１６８】
また、本発明撮像装置は、条件式（１）を満足することにより、広角端状態において発生する負の歪曲収差を十分に補正して良好な結像性能を得ることができると共に正レンズと接合負レンズとの相互偏心による光学性能の低下を抑制して製造時に安定した光学性能を確保することができる。
【０１６９】
さらに、本発明撮像装置は、条件式（２）を満足することにより、光学系の全長の短縮化によりズームレンズの小型化を図ることができると共に望遠端状態における安定した光学性能を確保することができる。
【０１７０】
本発明撮像装置にあっては、以上のように構成することによって、高変倍化を確保した上で高性能化及び小型化を確保することができる。
【０１７１】
図１５に、本発明撮像装置の一実施形態のブロック図を示す。
【０１７２】
撮像装置１０は、例えば、デジタルスチルカメラであり、被写体像を光学的に取得するレンズ部２０と、該レンズ部２０によって取得した被写体像を光学像として電気的画像信号に変換し、変換された電気的画像信号に種々の処理を施すと共にレンズ部２０を制御する機能を有するカメラ本体部３０とを備えている。
【０１７３】
レンズ部２０は、レンズやフィルタ等の光学要素から成るズームレンズ２１、ズーミングに際して可動レンズ群を移動させるズーム駆動部２２、フォーカシングに際して可動レンズ群を移動させるフォーカス駆動部２３、手振れ補正時等に際してシフトレンズ群を光軸に垂直な成分を持つ方向へシフトさせるシフトレンズ駆動部２４及び開口絞りの開口系の大きさを制御するアイリス駆動部２５を備えている。
【０１７４】
ズームレンズ２１には、上記したズームレンズ１乃至ズームレンズ３の何れか、又は、これらの数値実施例１乃至数値実施例３等の本発明ズームレンズを適用することができる。
【０１７５】
カメラ本体部３０は、ズームレンズ２１を介して取り込まれた光学像を電気的画像信号に変換する撮像素子３１を備えている。
【０１７６】
撮像素子３１として、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等を適用することができる。撮像素子３１から出力された電気的画像信号は、画像処理回路３２によって各種の処理が施された後、所定の方式でデーター圧縮され、画像データーとして画像メモリー３３に一時保存される。
【０１７７】
カメラ制御ＣＰＵ（Central Processing Unit）３４は、カメラ本体部３０及びレンズ部２０の全体の制御を司る機能を有し、画像メモリー３３に一時的に保存された画像データーを読み出し、液晶表示装置（ＬＣＤ）３５に表示したり、外部メモリー３６に保存したりする。カメラ制御ＣＰＵ３４は、外部メモリー３６に保存されている画像データーを読み出して液晶表示装置３５への表示をも行う。
【０１７８】
シャッターレリーズスイッチやズーミングスイッチ等の操作部４０が操作されると、この操作に応じた信号がカメラ制御ＣＰＵ３４に入力され、カメラ制御ＣＰＵ３４によって入力された信号に基づいて各部が制御される。例えば、シャッターレリーズスイッチが操作されると、カメラ制御ＣＰＵ３４からタイミング制御部３７へ指令信号が送出され、ズームレンズ２１を介して取り込まれた光線が撮像素子３１に入力され、かつ、タイミング制御部３７によって撮像素子３１の信号読み出しタイミングが制御される。
【０１７９】
ズームレンズ２１の制御に関する信号、例えば、ＡＦ（Auto Focus）信号、ＡＥ（Auto Exposure）信号、ズーミング信号等は、カメラ制御ＣＰＵ３４からレンズ制御部３８に送出され、レンズ制御部３８によってズーム駆動部２２、フォーカス駆動部２３及びアイリス駆動部２５が制御されて、ズームレンズ２１が所定の状態に遷移される。
【０１８０】
撮像装置１０には、撮像素子３１の振動等によって発生する手振れを検知する手振れセンサー３９が設けられており、該手振れセンサー３９が手振れを検知すると、その検知信号がカメラ制御ＣＰＵ３４に入力され、カメラ制御ＣＰＵ３４によって補正信号が生成され、該補正信号がレンズ制御部３８を介してカメラ部２０のシフトレンズ駆動部２４に送出される。補正信号がシフトレンズ駆動部２４に入力されると、入力された補正信号に基づいて、シフトレンズ駆動部２４によって手振れによる撮像素子３１における像の変位をキャンセルする方向にシフトレンズが移動される。
【０１８１】
尚、上記した各実施の形態において示した各部の形状及び数値は、何れも本発明を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本発明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。
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】図２乃至図１５と共に本発明撮像装置及びズームレンズを実施するための最良の形態を示すものであり、本図は、第１の実施の形態のズームレンズの屈折力配置を示す図である。
【図２】本発明ズームレンズの第１の実施の形態のレンズ構成を示す図である。
【図３】図４及び図５と共に第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図４】中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図５】望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図６】本発明ズームレンズの第２の実施の形態のレンズ構成を示す図である。
【図７】図８及び図９と共に第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図８】中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図９】望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図１０】第３の実施の形態のズームレンズの屈折力配置を示す図である。
【図１１】本発明ズームレンズの第３の実施の形態のレンズ構成を示す図である。
【図１２】図１３及び図１４と共に第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図１３】中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図１４】望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図１５】本発明撮像装置の一実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１８３】
１…ズームレンズ、２…ズームレンズ、３…ズームレンズ、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、Ｇ５…第５レンズ群、Ｌ２１…負レンズ、Ｌ２２…負レンズ、Ｌ２３…正レンズ、Ｌ２４…負レンズ、Ｌ３１…正レンズ、Ｌ３２…正レンズ、Ｌ３３…負レンズ、１０…撮像装置、２１…ズームレンズ、３１…撮像素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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