JP2007003776A - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高いズーム比を有し、レンズ径の小径化に優れ、性能劣化を抑えることができるズームレンズの提供。
【解決手段】 物体側より順に、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を有し、広角端から望遠端までレンズ位置が変化する際に、Ｇ２が像側へ移動するとともに、Ｇ４が像面位置の変動を補償するように移動し、Ｇ１及びＧ３が光軸方向に固定され、開口絞りＳがＧ３の物体側に配置され、Ｇ３が負部分群と、負部分群の像側に配置された正部分群とにより構成され、正部分群を光軸に垂直な方向にシフトさせることで像を光軸に垂直な方向にシフトさせることが可能であり、条件式（１）を満足するズームレンズ。（１）１．４＜|ｆ３ｎ|／ｆ３＜３但し、ｆ３ｎ：Ｇ３中に配置される負部分群の焦点距離ｆ３：Ｇ３の焦点距離とする。
【選択図】図２

Description

本発明は新規なズームレンズ及び撮像装置に関する。詳しくは、手振れ補正が可能であるズームレンズ及び該ズームレンズを使用した撮像装置において、高変倍比でありながら像シフト時に発生する性能劣化を抑える技術に関する。

従来より、カメラにおける記録手段として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の光電変換素子を用いた撮像素子によって、撮像素子面上に形成された被写体像を、各光電変換素子によって被写体像の光量を電気的出力に変換して、記録する方法が知られている。

近年の微細加工技術の技術進歩に伴い、中央演算処理装置（ＣＰＵ）の高速化や記憶媒体の高集積化が図られ、それまでは取り扱えなかったような大容量の画像データが高速処理できるようになってきた。また、受光素子においても高集積化や小型化が図られ、高集積化により、より高い空間周波数の記録が可能となり、小型化により、カメラ全体の小型化が図れるようになって来た。

但し、上述の高集積化や小型化により、個々の光電変換素子の受光面積が狭まり、電気出力の低下に伴ってノイズの影響が大きくなる問題があった。これを防ぐために、光学系の大口径比化により受光素子上に到達する光量を増大させたり、また、各素子の直前に微小なレンズ素子（所謂、マイクロレンズアレイ）を配置する等の工夫が為されてきた。上記マイクロレンズアレイは、隣り合う素子同士の間に至る光束を素子上へ導く代わりに、レンズ系の射出瞳位置に制約を与えていた。すなわち、レンズ系の射出瞳位置が受光素子に近づくと、受光素子に到達する主光線が光軸となす角度が大きくなって画面周辺部へ向かう軸外光束が光軸に対して大きな角度をなし、その結果、受光素子上に到達せず、光量不足を招いてしまうからである。

上記した光電変換素子によって、被写体像を記録するビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に好適なズームレンズとしては、例えば、正負正正４群ズームレンズが知られている。

正負正正４群ズームレンズは、物体側より順に、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レンズ群が配列されて構成され、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群及び第３レンズ群が光軸方向に固定され、第２レンズ群が像側へ移動することにより変倍作用がなされ、第４レンズ群が第２レンズ群の移動により発生する像面位置の変動を補償する作用をなす。

具体的には、特許文献１が知られている。

ところで、ズーム比が大きな光学系では望遠端状態における画角が狭くなるため、微小な手ブレによっても、像のブレが大きく発生してしまうという問題点があった。

手ブレ等による像のブレを補正する、手ブレ補正方式として、光学式手ブレ補正システムが知られている。

光学式手ブレ補正システムは、レンズ系の一部を光軸に垂直な方向にシフトさせるレンズシフト方式、あるいは、レンズ系直前に配置されたプリズムの頂角を変化させる可変頂角プリズム、等の方法が知られている。しかしながら、可変頂角プリズムはレンズ系で一番大きな第１レンズ群の物体側に配置するため、駆動系まで含めると小型化という点に課題があった。

レンズシフト方式の光学系は例えば、シャッターレリーズに起因するような手ブレに伴う、カメラのブレを検出する検出系、検出系から出力される信号に基づき、レンズ位置に補正量を与える制御系、制御系からの出力に基づき、シフトレンズを駆動するシフト駆動系とを組み合わせることにより、カメラのブレに伴う像のブレを駆動系によるレンズのシフトによって補正する、光学式手ブレ補正システムとして機能させることが可能である。

これらレンズシフト方式の光学系としては、例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４、あるいは、特許文献５が知られている。

上記各特許文献に示された光学系では、開口絞りの近傍に配置される第３レンズ群全体、あるいは、その一部のレンズを光軸にほぼ垂直な方向にシフトすることによって、像をシフトさせることが可能に構成されている。

第３レンズ群は光軸方向に固定されたレンズ群であるため、レンズ径よりも径方向に大きなシフト駆動系を光軸方向に固定でき、システム全体の小型化に適している。

特許文献５に示されたズームレンズでは、第３レンズ群全体をシフトすることにより、像をシフトさせている。

特許文献３や、特許文献４に示されたズームレンズでは、第３レンズ群が正部分群と負部分群で構成され、正部分群をシフトすることによって、像をシフトさせている。

特許文献２に示されたズームレンズでは、第３レンズ群が負部分群と正部分群で構成され、正部分群をシフトさせることによって、像をシフトさせている。

特開平６−３３７３５３号公報 特開２００２−２４４０３７号公報 特開２００３−２２８００１号公報 特開２００２−１６２５６３号公報 特開２００３−２９５０５７号公報

しかしながら、上記した従来のズームレンズにおいては、高い変倍比と高性能化を図る上で、以下のような問題点があった。

第３レンズ群全体をシフトさせる場合、第３レンズ群がレンズ位置状態が変化する際に発生する軸外収差の変動を補正すると同時に、手ブレ補正時に発生する諸収差の変動を補正する必要があるため、広角端状態で発生する負の歪曲収差を良好に補正することができず、これを解決するためには、第２レンズ群の屈折力を弱くする必要があり、その結果、第１レンズ群のレンズ径が大型化してしまい、小型化が充分図れない。

第３レンズ群の物体側に配置される正部分群をシフトさせる場合、開口絞り前後の間隔を充分に広げることができず、アイリス機構部との干渉が起こってしまう。

第３レンズ群の像側に配置される正部分群をシフトさせる場合、変倍比を高めようとすると、正部分群のシフト量が非常に大きくなり、駆動機構の大型化や構造の複雑化を引き起こしてしまうという問題源があった。

本発明は上記した課題に鑑み、高いズーム比を有しながら、レンズ径の小径化に優れ、性能劣化を抑えることができるズームレンズ及び該ズームレンズを使用した撮像装置を提供することを課題とする。

本発明ズームレンズは、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レンズ群の４つのレンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、上記第２レンズ群が像側へ移動するとともに、上記第４レンズ群が第２レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように移動し、上記第１レンズ群及び上記第３レンズ群が光軸方向に固定され、開口絞りが上記第３レンズ群の物体側に配置され、上記第３レンズ群が負の屈折力を有する負部分群と、該負部分群の像側に空気間隔を隔てて配置され正の屈折力を有する正部分群とにより構成され、上記正部分群を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることにより像を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることが可能であり、ｆ３ｎを第３レンズ群中に配置される負部分群の焦点距離、ｆ３を第３レンズ群の焦点距離として、以下の条件式（１）１．４＜|ｆ３ｎ|／ｆ３＜３を満足するものである。

従って、本発明ズームレンズにあっては、第３レンズ群の正部分群をシフトさせることによって像がシフトされ、また、像シフト時における性能劣化が抑制される。

本発明撮像装置は、上記した本発明ズームレンズを備える。

本発明ズームレンズは、物体側より順に、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レンズ群の４つのレンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、上記第２レンズ群が像側へ移動するとともに、上記第４レンズ群が第２レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように移動し、上記第１レンズ群及び上記第３レンズ群が光軸方向に固定され、開口絞りが上記第３レンズ群の物体側に配置され、上記第３レンズ群が負の屈折力を有する負部分群と、該負部分群の像側に空気間隔を隔てて配置され正の屈折力を有する正部分群とにより構成され、上記正部分群を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることにより像を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることが可能であり、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
（１）１．４＜|ｆ３ｎ|／ｆ３＜３
但し、
ｆ３ｎ：第３レンズ群中に配置される負部分群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。

従って、本発明ズームレンズにあっては、第３レンズ群の正部分群をシフトさせることによって像がシフトされ、また、像シフト時における性能劣化が抑制される。また、小型化が可能である。

本発明撮像装置は、本発明ズームレンズによって形成された光学像を撮像素子によって電気信号に変換して記録する。

請求項２に記載した発明にあっては、Ｒnを第３レンズ群中に配置される負部分群の最も像側のレンズ面の曲率半径、Ｒpを第３レンズ群中に配置される正部分群の最も物体側のレンズ面の曲率半径として、条件式（２）−０．３＜（Ｒn＋Ｒp）／（Ｒn−Ｒp）＜０．３を満足するので、上記正部分群をシフトさせた際に発生するコマ収差の変動を良好に補正することができる。

請求項３及び請求項４に記載した発明にあっては、上記負部分群は正レンズ及び負レンズの２枚のレンズにより構成され、上記正部分群は正レンズ、負レンズ及び正レンズの３枚のレンズにより構成され、Ｒp1を正部分群の最も像側に配置される正レンズの物体側レンズ面の曲率半径、Ｒp2を正部分群の最も像側に配置される正レンズの像側レンズ面の曲率半径として、条件式（３）０＜（Ｒp1＋Ｒp2）／（Ｒp1−Ｒp2）＜２を満足するので、画角の変化に伴うコマ収差の変動を良好に補正することができる。

請求項５に記載した発明にあっては、ｆ２を第２レンズ群の焦点距離、ｆｗを広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離、ｆｔを望遠端状態におけるレンズ系全体での焦点距離として、条件式（４）０．４２＜｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2＜０．５を満足するので、変倍に伴って発生する軸外収差の変動をさらに良好に補正することができる。

請求項６に記載した発明にあっては、Ｄｔを望遠端状態において開口絞りから第４レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸に沿った距離、Ｚ２を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の第２レンズ群の移動量として、条件式（５）０．８＜Ｄｔ／Ｚ２＜１．２を満足するので、さらなる小型化とさらなる高性能化を同時に達成することができる。

請求項８に記載した発明にあっては、上記撮像素子の振れを検出する手振れ検出手段と、上記手振れ検出手段によって検出した撮像素子の振れによる画像振れを補正するための振れ補正角を算出し、上記第３レンズ群の正部分群を上記振れ補正角に基づく位置とするべく駆動信号を駆動部に送出する手振れ制御手段と、上記駆動信号に基づいて上記正部分群を光軸に垂直な方向にシフトさせる手振れ駆動部とを備えたので、手振れ等による撮像素子の振れによる画像の振れを補正すると共に、合焦状態が良好で各種収差が良好に補正された高品質の画像を取得することができる。

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添付図面を参照して説明する。

本発明ズームレンズは、物体側より順に、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レンズ群の４つのレンズ群を有し、レンズ系全体での焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群及び３レンズ群が光軸方向に固定であって、第２レンズ群が像側に移動して変倍作用をなし、第４レンズ群が移動して第２レンズ群の移動に伴う像面位置の補償作用と近距離合焦作用を為す。

第３レンズ群は負の屈折力を有する負部分群と、その像側に配置され正の屈折力を有する正部分群とにより構成され、上記正部分群を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることにより像をシフトさせることが可能である。

以上の構成のもとで、以下のように構成することにより、高変倍比でありながら、像シフト時に発生する性能劣化を抑えることができる。
（Ａ）第３レンズ群の物体側に開口絞りを配置する
（Ｂ）負部分群の屈折力を適切に設定する
開口絞りの位置は高性能化と小型化とのバランスを図る上で極めて重要である。

開口絞りから離れたレンズ群を通過する軸外光束は光軸から離れて通過するため、レンズ系の中央付近に配置した際に各レンズ群のレンズ径を一番小型化しやすい。特に、第１レンズ群は像面位置から最も離れるため、レンズ径が大きくなりやすいので、中央付近よりもやや物体側に配置することが望ましい。

また、レンズ位置状態が変化する際に、可動レンズ群を通過する軸外光束は高さが大きく変化するので、この高さの変化を利用して、レンズ位置状態が変化する際に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。特に、開口絞りの物体側と像側に可動レンズ群がそれぞれ１つ以上配置されると、より良好に収差補正が行える。

以上のことから、本発明においては、第３レンズ群の物体側に開口絞りを配置することで、レンズ径が大きくなりやすい第１レンズ群のレンズ径を小さく抑え、且つ、高性能化を図ることができる。

なお、本発明においては、開口絞りの位置を光軸方向に固定することによって、絞り機構を光軸方向に固定することができ、鏡筒構造の簡略化を図ることができる。

本発明ズームレンズにおいては、第３レンズ群を負部分群と正部分群とにより構成しているが、この負部分群の屈折力がレンズ径の小型化を図る上で重要である。

負部分群の屈折力が強まると、正部分群を通過する軸外光束が光軸から離れるため、正部分群のレンズ径が大きくなり、重量が増し、その結果、上記正部分群をシフトさせるシフト駆動機構の大型化や複雑化を引き起こしてしまう。同時に、第４レンズ群を通過する軸外光束も光軸から離れるため、フォーカス群の駆動機構も大型化や複雑化を引き起こしてしまい、小型化を図ることが難しくなってしまう。

そこで本発明においては、第３レンズ群の焦点距離に対する負部分群の焦点距離を適切に設定することにより、レンズ径の小型化を適切に図ることができる。

以上の観点から、ｆ３ｎを第３レンズ群中に配置される負部分群の焦点距離、ｆ３を第３レンズ群の焦点距離として、以下の条件式（１）を満足することが必要である。
（１）１．４＜|ｆ３ｎ|／ｆ３＜３
この条件式（１）は第３レンズ群における負部分群の焦点距離を規定する条件式である。

条件式（１）の下限値を下回った場合、上記した通り、正部分群の屈折力も強まるため、正部分群を通過する主光線が光軸から離れてしまうので、周辺光量の不足を引き起こしてしまう。

逆に、条件式（１）の上限値を上回った場合、上記した通り、第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れ、シフトレンズ群（第３レンズ群の正部分群）をシフトさせた際の周辺光量の変化が大きくなってしまう。

なお、本発明ズームレンズにおいては、更なる高性能化を図るためには、条件式（１）の上限値を２．５とすることが望ましい。条件式（１）の値が２．５を超えると、第４レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れるため、画面周辺部において発生するコマ収差をより良好に補正することができず、より高い光学性能を得ることが難しくなってしまう。

高変倍比のズームレンズでは、特に望遠端状態において、シフトレンズ群がシフトした際に発生するコマ収差の変動をより良好に補正する必要がある。つまり、
（Ｃ）負部分群と正部分群との間に形成される空気間隔を適切な形とする
ことが重要である。

そこで、本発明ズームレンズにあっては、シフトした際に発生する光路長の変化を減らすことにより、このコマ収差の変動を良好に補正している。

具体的には、負部分群の最も像側のレンズ面の曲率半径と正部分群の最も物体側のレンズ面の曲率半径との差を少なくすることにより、負部分群と正部分群との間に形成される空気間隔を適切な形状とし、コマ収差の変動を良好に補正することとしている。

そのため、本発明ズームレンズにあっては、Ｒnを第３レンズ群中に配置される負部分群の最も像側のレンズ面の曲率半径、Ｒpを第３レンズ群中に配置される正部分群の最も物体側のレンズ面の曲率半径として、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）−０．３＜（Ｒn＋Ｒp）／（Ｒn−Ｒp）＜０．３
上記したように、条件式（２）は負部分群と正部分群との間に形成される空気間隔の形状を規定する条件式である。

条件式（２）の下限値を下回った場合、正部分群がシフトした際に画面中心部で発生する偏心コマ収差を良好に補正することが難しくなってしまう。逆に、条件式（２）の上限値を上回った場合、望遠端状態で正部分群がシフトした際に画面周辺部で発生するコマ収差の変動が著しく大きくなり、良好なる光学性能が得られなくなってしまう。

本発明ズームレンズにおいては、第３レンズ群を構成する２つの部分群のうち、負部分群は少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、正部分群は少なくとも２枚の正レンズと１枚の正レンズを有することが望ましい。

正部分群がシフトした際に発生する諸収差の変動を良好に補正するには、負部分群、正部分群、それぞれ単独で発生する球面収差をある程度抑える必要がある。

本発明ズームレンズにおいては、上記条件式（１）の条件式範囲が示す通り、第３レンズ群において負部分群の屈折力は正部分群に比べて弱い。負部分群は屈折力が弱いため、ダブレット構成で負部分群単独で発生する正の球面収差を良好に補正することが可能であり、正部分群は正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚構成である、所謂、トリプレット構成とすることにより、正部分群単独で発生する負の球面収差を良好に補正することとしている。

本発明ズームレンズにおいては、画角の変化に伴うコマ収差の変動を良好に補正するために、Ｒp1を正部分群の最も像側に配置される正レンズの物体側レンズ面の曲率半径、Ｒp2を正部分群の最も像側に配置される正レンズの像側レンズ面の曲率半径として、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０＜（Ｒp1＋Ｒp2）／（Ｒp1−Ｒp2）＜２
この条件式（３）は正部分群の最も像側に配置される正レンズの形状を規定する条件式である。

条件式（３）の下限値を下回った場合、負の像面湾曲を良好に補正することができず、画面周辺部まで良好なる結像性能が得られなくなってしまう。

条件式（３）の上限値を上回った場合、画面周辺部において発生する内向性コマ収差を良好に補正することができず、画面周辺部まで良好なる結像性能が得られなくなってしまう。

本発明ズームレンズにおいては、第２レンズ群が唯一の負レンズ群であるため、変倍に伴って発生する軸外収差の変動を更に良好に補正するためには、第２レンズ群の屈折力を適切に設定することが肝要であり、ｆ２を第２レンズ群の焦点距離、ｆｗを広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離、ｆｔを望遠端状態におけるレンズ系全体での焦点距離として、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．４２＜｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2＜０．５
この条件式（４）は第２レンズ群の焦点距離を規定する条件式である。

条件式（４）の上限値を上回った場合、第２レンズ群を通過する軸外光束がより光軸から離れ、その結果、広角端状態で画面周縁部において発生するコマ収差を良好に補正することが難しくなってしまう。

条件式（４）の下限値を下回った場合、レンズ位置状態が変化する際に発生する軸外収差の変動を良好に補正することが難しくなってしまう。

本発明ズームレンズにおいては、レンズ全長の短縮化と第１レンズ群のレンズ径の小型化を図るために、特に望遠端状態において第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づくようにしている。

上記正部分群がシフトした際に画角の変化が生じるが、特に望遠端状態では画角が狭いために、この画角の変化が大きく、その結果、第１レンズ群のレンズ外径によるケラレが生じて周辺光量の不足を引き起こしやすい。このため、第１レンズ群のレンズ径を小型化するには、第１レンズ群を通過する軸外光束を光軸に近づけることが肝要である。

具体的には、本発明ズームレンズにおいては、開口絞りの位置を通過する主光線が光軸となす角度を小さくすることによって、第１レンズ群を通過する軸外光束を光軸に近づけている。

光学系の像側に色分解プリズムを配置した、所謂、３イメージャ撮像用の光学系では、ダイクロイックミラーにより光束を色分解するために、射出瞳位置が無限遠に近い、像側テレセントリック光学系を主に使用している。

このため、開口絞りから像面位置までの距離が長いほど、開口絞りよりも像側に配置されるレンズ群の屈折力が弱められ、その結果、主光線が光軸となす角度を小さくすることができる。このように主光線が光軸となす角度が小さくなると、第１レンズ群に入射する軸外光束が光軸に近づく。

しかしながら、開口絞りから像面位置までの距離を長くすればするほど、開口絞りの位置は物体側に近づき、変倍時に第２レンズ群の移動スペースがなくなり、第１レンズ群と第２レンズ群の屈折力を強くする必要が生じ、レンズ位置状態が変化する際に発生する軸外収差の変動が抑えられず、高性能化を充分に図ることができない。

そこで、本発明ズームレンズにおいては、更なる小型化と更なる高性能化とを同時に達成するために、Ｄｔを望遠端状態において開口絞りから第４レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸に沿った距離、Ｚ２を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の第２レンズ群の移動量として、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）０．８＜Ｄｔ／Ｚ２＜１．２
この条件式（５）は望遠端状態における開口絞りから第４レンズ群までの距離と、第２レンズ群の移動量を規定する条件式である。

条件式（５）の上限値を上回った場合、レンズ位置状態が変化する際に第２レンズ群により発生する軸外収差の変動を良好に補正し、更なる高性能化を図ることが困難となってしまう。

逆に、条件式（５）の下限値を下回った場合、第３レンズ群と第４レンズ群の合成焦点距離が短くなり、その結果、主光線が光軸となす角度が大きくなり、第１レンズ群のレンズ径を小型化することが困難となってしまう。

ところで、本発明ズームレンズにおいては、第３レンズ群中に配置される負部分群を射出する軸上光束が発散された状態となる、つまり、第３レンズ群中に配置される正部分群の横倍率を負の値とすることが望ましい。

第３レンズ群中の正部分群の横倍率をβａ、第４レンズ群の横倍率をβｂとする時、ブレ補正係数βｓ、ピント敏感度βｆは
βｓ＝（１−βａ）βｂ
βｆ＝（１−βａ^２）βｂ^２
で表される。

本発明ズームレンズにおいては、正部分群の横倍率βａがβａ＜０を満たすように設定することにより、ブレ補正係数βｓを上げ、且つ、ピント敏感度βｆを下げ、高い変倍比でありながら、少ないレンズシフト量で像をシフトすることを可能とし、また、光軸方向の位置精度を下げることができた。

光軸方向の位置精度が高まると、シフトレンズ群、すなわち、正部分群を光軸方向に付勢した状態で保持する必要が生じるため、正部分群を光軸に垂直な方向にシフトさせる駆動機構の複雑化を招く。このため、本発明は正部分群の横倍率を上記した通りに設定することにより、光軸方向の位置精度を低下させ、鏡筒構造の簡易化を図っている。

本発明ズームレンズにおいては、更なる高性能化を図るために、第１レンズ群が物体側より順に配列された負レンズと正レンズとの接合レンズ及び２枚の正レンズの４枚のレンズで構成されることが望ましい。

第１レンズ群は特に望遠端状態で軸上光束が広い光束径で入射するため、負の球面収差が発生しやすい。また、軸外光束が光軸から離れて入射するため、軸外収差の発生が起こりやすい。

本発明ズームレンズにおいては、第１レンズ群の最も物体側に負レンズと正レンズとの接合レンズを配置することで、負の球面収差、及び、軸上色収差を良好に補正している。また、従来の正負正正４群ズームレンズでは第１レンズ群を接合レンズとその像側に位置する１枚の正レンズとで構成しているが、正レンズを２枚とすることにより、高い変倍比でありながらも、望遠端状態における負の球面収差の発生を抑え、且つ、画角の変化に伴うコマ収差の変動を良好に補正でき、より高い光学性能を実現することができる。

本発明ズームレンズにおいては、第２レンズ群において発生する諸収差をより良好に補正し、より高い光学性能を得るために、物体側より、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズの順に配列された４枚のレンズで構成することが望ましい。

第２レンズ群は変倍作用を担うレンズ群であるため、第２レンズ群で発生する諸収差を良好に補正することが、更なる高性能化を図る上で重要である。本発明ズームレンズにおいては、第２レンズ群の最も物体側に配置された像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズが、広角端状態で画角の変化に伴って発生するコマ収差の変動を補正する役割を担い、その像側に配置されるトリプレットレンズが軸上収差を良好に補正する役割を担うことで、収差補正上の役割分担を明確化して、良好なる結像性能が得られるようにしている。

なお、本発明ズームレンズにおいては、トリプレットレンズのうち正レンズとその像側に配置される負レンズとの偏心による性能劣化が大きいため、接合化することにより、製造時の偏心誤差による影響を少なくして、安定した光学品質を得ることができる。

本発明ズームレンズにおいては、被写***置の変化に伴う諸収差の変動を良好に補正するために、第４レンズ群が物体側より順に、物体側に凸面を向けた正レンズ、像側に凹面を向けた負レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズが配列されて構成されることが望ましい。

第４レンズ群をトリプ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***置が変化した際に発生する諸収差の変動を良好に補正できる。

なお、本発明ズームレンズにおいては、色収差の発生をより良好に抑えるために、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。

特に、第１レンズ群を構成するレンズのうち、接合レンズ中の正レンズを異常分散性の高い硝材とすることにより、望遠端状態で画面中心部において発生する２次分散を良好に補正することができる。

また、第１レンズ群の像側に配置される２枚の正レンズのうち、いずれか１枚をアッベ数が６５を超える低分散の硝材とすることにより、望遠端状態で画面周辺部において発生する倍率色収差を良好に補正することが可能である。上記２枚の正レンズを両方共低分散の硝材とすることにより、倍率色収差をより良好に補正することができる。

本発明ズームレンズにおいては、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、最終レンズ群に非球面を導入することによって、中心性能の更なる高性能化が可能となる。また、第２レンズ群に非球面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も可能である。

更に、複数の非球面を用いることでより高い光学性能が得られるのは言うまでもない。

また、レンズ系の像側にモアレ縞の発生を防ぐためにローパスフィルタを配置したり、受光素子の分光感度特性に応じて赤外カットフィルタを配置することも勿論、可能である。

以下に、本発明ズームレンズの各実施の形態及び数値実施例を説明する。

なお、各実施の形態において非球面が用いられるが、非球面形状は次の数１式によって表される。

ここで、
ｙ：光軸からの高さ
ｘ：サグ量
ｃ：曲率
κ：円錐定数
Ａ、Ｂ、…：非球面係数
である。

図１は本発明ズームレンズの屈折力配分を示しており、物体側より順に、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が配列されて構成され、図１の上段に示す広角端状態（Ｗ）より図１の下段に示す望遠端状態（Ｔ）への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の空気間隔は減少するように、第２レンズ群Ｇ２が像側へ移動する（中段の実線参照）。この時、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３は固定であって（中段の破線参照）、第４レンズ群Ｇ４が第２レンズ群Ｇ２の移動に伴う像面位置の変動を補正するように移動するとともに近距離合焦時に物体側へ移動する（中段の実線参照）。

図２は本発明ズームレンズの第１の実施の形態１におけるレンズ構成を示す図である。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と物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１３により構成されている。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、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズＬ２３により構成されている。第３レンズ群Ｇ３は両凹レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合負レンズＬ３１、物体側に非球面を有する両凸レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとの接合レンズＬ３２、像側に凸面を向けた正レンズＬ３３により構成されている。第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸面を向けた正レンズＬ４１、物体側に非球面を有し像側に凹面を向けた負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ４２により構成されている。

第１の実施の形態に係るズームレンズ１では、第３レンズ群Ｇ３中に配置される接合負レンズＬ３１が負部分群、接合レンズＬ３２と正レンズＬ３３とが正部分群を成す。そして、正部分群Ｌ３２、Ｌ３３を光軸ｘにほぼ垂直な方向にシフトさせることで像を光軸ｘにほぼ垂直な方向にシフトさせることが可能である。

ズームレンズ１では第４レンズ群Ｇ４の像側に光軸方向に固定の色分解プリズムＰＰが配置される。また、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と共に光軸方向に固定である。

以下の表１に上記第１の実施の形態にかかるズームレンズ１に具体的数値を適用した数値実施例１の諸元の値を示す。この数値実施例１及び後に説明する各数値実施例の諸元表中の面番号は物体側から数えてｉ番面の面を示し、曲率半径は第ｉ番面の光学面の曲率半径を、面間隔は物体側から第ｉ番目の光学面と第ｉ＋１番目の光学面との間の軸上面間隔を、屈折率は物体側に第ｉ番目の光学面を有する硝材のｄ線（λ=587.6nm）に対する屈折率を、アッベ数は物体側に第ｉ番目の光学面を有する硝材のｄ線に対するアッベ数をそれぞれ示す。また、Ｄｉは当該面間隔が可変間隔であることを、曲率半径０は当該面が平面であることを、Ｂｆは当該面間隔がバックフォーカスであることを、それぞれ示す。

ズームレンズ１において、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との間の間隔Ｄ７、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの間の間隔Ｄ１４、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の間隔Ｄ２３及び第４レンズ群Ｇ４と色分解プリズムＰＰとの間の間隔Ｄ２８が変化する。そこで、数値実施例１における上記各面間隔の広角端状態、広角端と望遠端との間の中間焦点距離状態及び望遠端状態における各値を表２に焦点距離ｆ、ＦナンバーＦＮｏ．及び画角２ωと共に示す。

ズームレンズ１において第１９面及び第２４面は非球面で構成されている。そこで、数値実施例１における上記各非球面の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３に示す。なお、表３及び以下の非球面係数を示す表において「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、すなわち、「１０^−ｉ」を表しており、例えば、「0.12345E-05」は「0.12345×10⁻⁵」を表している。

上記数値実施例１の上記各条件式（１）、（２）、（３）、（４）、（５）対応値を表４に示す。

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それぞれ示し、図３は広角端状態（ｆ＝1.000）、図４は中間焦点距離状態（ｆ＝9.430）、図５は望遠端状態（ｆ＝21.047）における諸収差図を示す。

図３乃至図５の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、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。コマ収差図においてｙは像高を示す。また、各収差図中のＦｎｏ．はＦナンバーを、Ａは半画角を示す。

図６乃至図８は数値実施例１の無限遠合焦状態における０．５度相当のレンズシフト状態での横収差図をそれぞれ示し、図６は広角端状態（ｆ＝1.000）、図７は中間焦点距離状態（ｆ＝9.430）、図８は望遠端状態（ｆ＝21.047）における横収差図を示す。

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は明らかである。

図９は本発明ズームレンズの第２の実施の形態２におけるレンズ構成を示す図である。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と物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１３により構成されている。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、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズＬ２３により構成されている。第３レンズ群Ｇ３は両凹レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合負レンズＬ３１、物体側に非球面を有する両凸レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとの接合レンズＬ３２、像側に凸面を向けた正レンズＬ３３により構成されている。第４レンズ群Ｇ４は物体側に非球面形状の凸面を向けた正レンズＬ４１、像側に凹面を向けた負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ４２により構成されている。

第２の実施の形態に係るズームレンズ２では、第３レンズ群Ｇ３中に配置される接合負レンズＬ３１が負部分群、接合レンズＬ３２と正レンズＬ３３とが正部分群を成す。そして、正部分群Ｌ３２、Ｌ３３を光軸ｘにほぼ垂直な方向にシフトさせることで像を光軸ｘにほぼ垂直な方向にシフトさせることが可能である。

ズームレンズ２では第４レンズ群Ｇ４の像側に光軸方向に固定の色分解プリズムＰＰが配置される。また、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と共に光軸方向に固定である。

以下の表５に上記第２の実施の形態にかかるズームレンズ２に具体的数値を適用した数値実施例２の諸元の値を示す。

ズームレンズ２において、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との間の間隔Ｄ７、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの間の間隔Ｄ１４、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の間隔Ｄ２３及び第４レンズ群Ｇ４と色分解プリズムＰＰとの間の間隔Ｄ２８が変化する。そこで、数値実施例２における上記各面間隔の広角端状態、広角端と望遠端との間の中間焦点距離状態及び望遠端状態における各値を表６に焦点距離ｆ、ＦナンバーＦＮｏ．及び画角２ωと共に示す。

ズームレンズ２において第１９面及び第２４面は非球面で構成されている。そこで、数値実施例２における上記各非球面の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７に示す。

上記数値実施例２の上記各条件式（１）、（２）、（３）、（４）、（５）対応値を表８に示す。

図１０乃至図１２は数値実施例２の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図１０は広角端状態（ｆ＝1.000）、図１１は中間焦点距離状態（ｆ＝8.860）、図１２は望遠端状態（ｆ＝21.057）における諸収差図を示す。

図１０乃至図１２の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、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。コマ収差図においてｙは像高を示す。また、各収差図中のＦｎｏ．はＦナンバーを、Ａは半画角を示す。

図１３乃至図１５は数値実施例２の無限遠合焦状態における０．５度相当のレンズシフト状態での横収差図をそれぞれ示し、図１３は広角端状態（ｆ＝1.000）、図１４は中間焦点距離状態（ｆ＝8.860）、図１５は望遠端状態（ｆ＝21.057）における横収差図を示す。

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は明らかである。

図１６は本発明ズームレンズの第３の実施の形態３におけるレンズ構成を示す図である。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と物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１３により構成されている。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、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズＬ２３により構成されている。第３レンズ群Ｇ３は両凹レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合負レンズＬ３１、物体側に非球面を有する両凸レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとの接合レンズＬ３２、像側に凸面を向けた正レンズＬ３３により構成されている。第４レンズ群Ｇ４は物体側に非球面である凸面を向けた正レンズＬ４１、像側に凹面を向けた負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ４２により構成されている。

第３の実施の形態に係るズームレンズ３では、第３レンズ群Ｇ３中に配置される接合負レンズＬ３１が負部分群、接合レンズＬ３２と正レンズＬ３３とが正部分群を成す。そして、正部分群Ｌ３２、Ｌ３３を光軸ｘにほぼ垂直な方向にシフトさせることで像を光軸ｘにほぼ垂直な方向にシフトさせることが可能である。

ズームレンズ３では第４レンズ群Ｇ４の像側に光軸方向に固定の色分解プリズムＰＰが配置される。また、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と共に光軸方向に固定である。

以下の表９に上記第３の実施の形態にかかるズームレンズ３に具体的数値を適用した数値実施例３の諸元の値を示す。

ズームレンズ３において、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との間の間隔Ｄ７、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの間の間隔Ｄ１４、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の間隔Ｄ２３及び第４レンズ群Ｇ４と色分解プリズムＰＰとの間の間隔Ｄ２８が変化する。そこで、数値実施例３における上記各面間隔の広角端状態、広角端と望遠端との間の中間焦点距離状態及び望遠端状態における各値を表１０に焦点距離ｆ、ＦナンバーＦＮｏ．及び画角２ωと共に示す。

ズームレンズ３において第１９面及び第２４面は非球面で構成されている。そこで、数値実施例３における上記各非球面の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１１に示す。

上記数値実施例３の上記各条件式（１）、（２）、（３）、（４）、（５）対応値を表１２に示す。

図１７乃至図１９は数値実施例３の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図１７は広角端状態（ｆ＝1.000）、図１８は中間焦点距離状態（ｆ＝9.196）、図１２は望遠端状態（ｆ＝21.061）における諸収差図を示す。

図１７乃至図１９の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、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。コマ収差図においてｙは像高を示す。また、各収差図中のＦｎｏ．はＦナンバーを、Ａは半画角を示す。

図２０乃至図２２は数値実施例３の無限遠合焦状態における０．５度相当のレンズシフト状態での横収差図をそれぞれ示し、図２０は広角端状態（ｆ＝1.000）、図２１は中間焦点距離状態（ｆ＝9.196）、図２２は望遠端状態（ｆ＝21.061）における横収差図を示す。

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は明らかである。

図２３は本発明ズームレンズの第４の実施の形態４におけるレンズ構成を示す図である。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と物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ１１、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１２、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１３により構成されている。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、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズＬ２３により構成されている。第３レンズ群Ｇ３は両凹レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合負レンズＬ３１、物体側に非球面を有する両凸レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとの接合レンズＬ３２、像側に凸面を向けた正レンズＬ３３により構成され、第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸面を向け両面が非球面で構成されたた正レンズＬ４１、像側に凹面を向けた負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ４２により構成されている。

第４の実施の形態に係るズームレンズ４では、第３レンズ群Ｇ３中に配置される接合負レンズＬ３１が負部分群、接合レンズＬ３２と正レンズＬ３３とが正部分群を成す。そして、正部分群Ｌ３２、Ｌ３３を光軸ｘにほぼ垂直な方向にシフトさせることで像を光軸ｘにほぼ垂直な方向にシフトさせることが可能である。

ズームレンズ４では第４レンズ群Ｇ４の像側に光軸方向に固定の色分解プリズムＰＰが配置される。また、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と共に光軸方向に固定である。

以下の表１３に上記第４の実施の形態にかかるズームレンズ４に具体的数値を適用した数値実施例４の諸元の値を示す。

ズームレンズ４において、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との間の間隔Ｄ７、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの間の間隔Ｄ１４、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の間隔Ｄ２３及び第４レンズ群Ｇ４と色分解プリズムＰＰとの間の間隔Ｄ２８が変化する。そこで、数値実施例４における上記各面間隔の広角端状態、広角端と望遠端との間の中間焦点距離状態及び望遠端状態における各値を表１４に焦点距離ｆ、ＦナンバーＦＮｏ．及び画角２ωと共に示す。

ズームレンズ４において第１９面、第２４面及び第２５面は非球面で構成されている。そこで、数値実施例４における上記各非球面の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１５に示す。

上記数値実施例４の上記各条件式（１）、（２）、（３）、（４）、（５）対応値を表１６に示す。

図２４乃至図２６は数値実施例４の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図２４は広角端状態（ｆ＝1.000）、図２５は中間焦点距離状態（ｆ＝8.896）、図２６は望遠端状態（ｆ＝19.496）における諸収差図を示す。

図２４乃至図２６の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、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。コマ収差図においてｙは像高を示す。また、各収差図中のＦｎｏ．はＦナンバーを、Ａは半画角を示す。

図２７乃至図２９は数値実施例４の無限遠合焦状態における０．５度相当のレンズシフト状態での横収差図をそれぞれ示し、図２７は広角端状態（ｆ＝1.000）、図２８は中間焦点距離状態（ｆ＝8.896）、図２９は望遠端状態（ｆ＝19.496）における横収差図を示す。

各収差図から、数値実施例４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は明らかである。

図３０に本発明撮像装置の実施の形態を示す。

撮像装置１０はズームレンズ２０を備え、ズームレンズ２０によって形成した光学像を電気信号に変換する撮像素子３０を有する。なお、撮像素子３０としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の光電変換素子を使用したものが適用可能である。上記ズームレンズ２０には本発明にかかるズームレンズを適用することができ、図３０では、図１に示した第１の実施の形態にかかるズームレンズ１のレンズ群を単レンズに簡略化して示してある。勿論、第１の実施の形態にかかるズームレンズ１だけでなく、第２の実施の形態乃至第４の実施の形態にかかるズームレンズ２乃至４や本明細書で示した実施の形態以外の形態で構成された本発明ズームレンズを使用することができる。

上記撮像素子３０によって形成された電気信号は映像分離回路４０によってフォーカス制御用の信号が制御回路５０に送られ、映像用の信号は映像処理回路へと送られる。映像処理回路へ送られた信号は、その後の処理に適した形態に加工されて、表示装置による表示、記録媒体への記録、通信手段による転送等々種々の処理に供される。

制御回路５０には、例えば、ズームボタンの操作等、外部からの操作信号が入力され、該操作信号に応じて種々の処理が為される。例えば、ズームボタンによるズーミング指令が入力されると、指令に基づく焦点距離状態とすべく、ドライバ回路６０、７０を介して駆動部６１、７１を動作させて、各レンズ群ＧＲ２、ＧＲ４を所定の位置へと移動させる。各センサ６２、７２によって得られた各レンズ群ＧＲ２、ＧＲ４の位置情報は制御回路５０に入力されて、ドライバ回路６０、７０へ指令信号を出力する際に参照される。また、制御回路５０は上記映像分離回路４０から送られた信号に基づいてフォーカス状態をチェックし、最適なフォーカス状態が得られるように、ドライバ回路７０を介して駆動部７１を動作させて、第４レンズ群ＧＲ４を位置制御する。

撮像装置１０は手振れ補正機能を備えている。例えば、シャッターレリーズボタンの押下による撮像素子３０の振れを手振れ検出手段８０、たとえば、ジャイロセンサーが検出すると、該手振れ検出手段８０からの信号が制御回路５０に入力され、該制御回路５０にて上記振れによる画像の振れを補償するための振れ補正角が算出される。第３レンズ群ＧＲ３の正部分群Ｌ３２、Ｌ３３を、上記算出された振れ補正角に基づく位置とするべく、ドライバ回路９０を介して駆動部９１を動作させて、上記正部分群Ｌ３２、Ｌ３３を光軸に垂直な方向に移動させる。上記正部分群Ｌ３２、Ｌ３３の位置はセンサ９２によって検出されており、該センサ９２によって得られた上記正部分群Ｌ３２、Ｌ３３の位置情報は制御回路５０に入力されて、ドライバ回路９０へ指令信号を送出する際に参照される。

上記した撮像装置１０は、具体的製品としては、各種の形態を採りうる。例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラが組み込まれた携帯電話、カメラが組み込まれたＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等々のデジタル入出力機器のカメラ部等として、広く適用することができる。

なお、上記した各実施の形態及び数値実施例において示された各部の具体的形状及び数値は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、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。

本発明ズームレンズの屈折力配置を示す図である。 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４乃至図８と共に本発明ズームレンズの第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例１の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。 広角端状態における０．５度のレンズシフト状態での横収差を示すものである。 中間焦点距離状態における０．５度のレンズシフト状態での横収差を示すものである。 望遠端状態における０．５度のレンズシフト状態での横収差を示すものである。 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１１乃至図１５と共に本発明ズームレンズの第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例２の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。 広角端状態における０．５度のレンズシフト状態での横収差を示すものである。 中間焦点距離状態における０．５度のレンズシフト状態での横収差を示すものである。 望遠端状態における０．５度のレンズシフト状態での横収差を示すものである。 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１８乃至図２２と共に本発明ズームレンズの第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例３の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。 広角端状態における０．５度のレンズシフト状態での横収差を示すものである。 中間焦点距離状態における０．５度のレンズシフト状態での横収差を示すものである。 望遠端状態における０．５度のレンズシフト状態での横収差を示すものである。 本発明ズームレンズの第４の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図２５乃至図２９と共に本発明ズームレンズの第４の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例４の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示すものである。 広角端状態における０．５度のレンズシフト状態での横収差を示すものである。 中間焦点距離状態における０．５度のレンズシフト状態での横収差を示すものである。 望遠端状態における０．５度のレンズシフト状態での横収差を示すものである。 本発明撮像装置の実施の形態を示すブロック図である。

符号の説明

１…ズームレンズ、２…ズームレンズ、３…ズームレンズ、４…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、Ｓ…開口絞り、ｘ…光軸、Ｌ３１…負部分群、Ｌ３２・Ｌ３３…正部分群、１０…撮像装置、２０…ズームレンズ、３０…撮像素子、５０…制御回路（手振れ制御手段）、８０…手振れ検出手段、９０（ドライバ回路）・９１（駆動部）…手振れ駆動部

Claims (8)

1. 物体側より順に、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レンズ群の４つのレンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、上記第２レンズ群が像側へ移動するとともに、上記第４レンズ群が第２レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように移動し、上記第１レンズ群及び上記第３レンズ群が光軸方向に固定され、
   開口絞りが上記第３レンズ群の物体側に配置され、
   上記第３レンズ群が負の屈折力を有する負部分群と、該負部分群の像側に空気間隔を隔てて配置され正の屈折力を有する正部分群とにより構成され、
   上記正部分群を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることにより像を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることが可能であり、
   以下の条件式（１）を満足することを特徴とするズームレンズ。
   （１）１．４＜|ｆ３ｎ|／ｆ３＜３
   但し、
   ｆ３ｎ：第３レンズ群中に配置される負部分群の焦点距離
   ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
   とする。
2. 以下の条件式（２）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。
   （２）−０．３＜（Ｒn＋Ｒp）／（Ｒn−Ｒp）＜０．３
   但し、
   Ｒn：第３レンズ群中に配置される負部分群の最も像側のレンズ面の曲率半径
   Ｒp：第３レンズ群中に配置される正部分群の最も物体側のレンズ面の曲率半径
   とする。
3. 上記負部分群は正レンズ及び負レンズの２枚のレンズにより構成され、
   上記正部分群は正レンズ、負レンズ及び正レンズの３枚のレンズにより構成され、
   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）０＜（Ｒp1＋Ｒp2）／（Ｒp1−Ｒp2）＜２
   但し、
   Ｒp1：正部分群の最も像側に配置される正レンズの物体側レンズ面の曲率半径
   Ｒp2：正部分群の最も像側に配置される正レンズの像側レンズ面の曲率半径
   とする。
4. 上記負部分群は正レンズ及び負レンズの２枚のレンズにより構成され、
   上記正部分群は正レンズ、負レンズ及び正レンズの３枚のレンズにより構成され、
   以下の条件式（３）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。
   （３）０＜（Ｒp1＋Ｒp2）／（Ｒp1−Ｒp2）＜２
   但し、
   Ｒp1：正部分群の最も像側に配置される正レンズの物体側レンズ面の曲率半径
   Ｒp2：正部分群の最も像側に配置される正レンズの像側レンズ面の曲率半径
   とする。
5. 以下の条件式（４）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。
   （４）０．４２＜｜ｆ２｜／（ｆｗ・ｆｔ）^1/2＜０．５
   但し、
   ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
   ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
   ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
   とする。
6. 以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１又は請求４に記載のズームレンズ。
   （５）０．８＜Ｄｔ／Ｚ２＜１．２
   但し、
   Ｄｔ：望遠端状態において開口絞りから第４レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸に沿った距離
   Ｚ２：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の第２レンズ群の移動量
   とする。
7. ズームレンズと、上記ズームレンズにより形成した光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置であって、
   上記ズームレンズは、物体側より順に、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レンズ群の４つのレンズ群を有し、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、上記第２レンズ群が像側へ移動するとともに、上記第４レンズ群が第２レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように移動し、上記第１レンズ群及び上記第３レンズ群が光軸方向に固定され、開口絞りが上記第３レンズ群の物体側に配置され、上記第３レンズ群が負の屈折力を有する負部分群と、該負部分群の像側に空気間隔を隔てて配置され正の屈折力を有する正部分群とにより構成され、上記正部分群を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることにより像を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることが可能であり、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする撮像装置。
   （１）１．４＜|ｆ３ｎ|／ｆ３＜３
   但し、
   ｆ３ｎ：第３レンズ群中に配置される負部分群の焦点距離
   ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
   とする。
8. 上記撮像素子の振れを検出する手振れ検出手段と、
   上記手振れ検出手段によって検出した撮像素子の振れによる画像振れを補正するための振れ補正角を算出し、上記第３レンズ群の正部分群を上記振れ補正角に基づく位置とするべく駆動信号を手振れ駆動部に送出する手振れ制御手段と、
   上記駆動信号に基づいて上記正部分群を光軸に垂直な方向にシフトさせる手振れ駆動部とを備えた
   ことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
   

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