JP6548514B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置に関する。

ズームレンズ、特に一眼レフレックスカメラ用ズームレンズ等においては、カメラボディー内に揺動ミラーを配置するため、該揺動ミラーを収納しかつその揺動を妨げないための所定値以上のフランジバックを必要とする。該フランジバックは、その焦点距離に拘わらず所定値以上の長さであることが必要である。

従来、ズームレンズを所定値以上の長いフランジバックを有するようにするため、該ズームレンズの後方部分に位置するレンズ群に正レンズ群を配置している。しかしながら、近年の小型化したカメラボディーやデジタルスチルカメラ等においては、長いフランジバックを必要とせず、長いフランジバックを有しないズームレンズが製造販売されてきている。

一方、最近のズームレンズでは、動画撮影用に特化する等し、フォーカスレンズ群の小型化を図ったものや、手振れ補正に必要な手振れ補正レンズを具備した各種ズームレンズが製造販売されている。

特に、動画撮影時等のオートフォーカスを高速で連続して行うために、一部のレンズ群すなわちフォーカスレンズ群を光軸方向に高速で振動させてウォブリングを行う。ウォブリングは、合焦状態の変化すなわち非合焦状態→合焦状態→非合焦状態の変動を作り出し、その変動時の撮像素子の出力信号から画像領域の特定部分の特定周波数帯の信号成分を検出して、合焦状態となるフォーカスレンズ群の最適位置を演算する。フォーカスレンズ群をこの最適位置に移動させることにより、合焦作動を行う。該ウォブリングを高速かつ効率的に実現するためには、フォーカスレンズ群の小型化・軽量化が極めて有効である。

近年のカメラボディー等の小型化及びそれに伴うフランジバックの短縮化に合わせて、オートフォーカスズームレンズ自体の小型化が強く望まれている。オートフォーカスズームレンズの小型化には、フォーカスレンズ群の直径を小さくすることが有効である。合焦作動の高速化には、フォーカスレンズ群の直径の縮小化に加えて、フォーカスレンズ群の軽量化が有効である。

手振れ補正レンズを有するズームレンズにおいても、同様に、手振れによる画像劣化の影響を軽減させる手振れ補正駆動系の駆動負荷を軽減させるために、手振れ補正レンズ群の直径の縮小化に加えて、手振れ補正レンズ群の軽量化が有効である。

従来、光学像を受光して電気的な画像信号に変換する光電変換素子すなわち撮像センサは、入射光を効率的に受光するためにオンチップマイクロレンズ等を組み込んでいる。そのため、光電変換素子への入射光の光軸に対する傾斜角度に制限がある。この制限を満たすため、ズームレンズの射出瞳径を一定以上に大きくして、入射光の光軸に対する傾斜角度を小さくする、すなわち撮像センサへの入射光束のテレセントリック性を確保することが行われていた。例えば、従来、ズームレンズのレンズ後方部分に正レンズ群を配置し、テレセントリック性を確保する等各種の工夫がなされていた。

しかしながら、近年の撮像センサは、開口率の向上すなわち受光角度の拡大やオンチップマイクロレンズの光学的性能が向上し、ズームレンズ側に求められる射出瞳の位置や大きさに関する制限も小さくなっている。例えば、ズームレンズの後方部分に負レンズ群を配置して撮像センサの光軸に対して光束が斜入射するように構成しても、オンチップマイクロレンズとズームレンズの射出瞳のミスマッチ等による周辺減光（シェーディング）が目立ちにくくなっている。

また、近年、ソフトウェアやカメラシステムの進歩・向上もある。その結果、歪曲収差がある程度大きい場合、従来ならば結像性能の大きな障害となっていたが、近年は歪曲収差に基づいて発生する障害を画像信号処理により除去あるいは減少させることが可能になってきている。

特開平１０−６２６８８号公報 特開２０１２−８３７０２号公報 特開２０１３−１４２７８１号公報 特許第５５１８５３０号公報

特許文献１の変倍光学系の実施例２においては、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを少なくとも備えたズームレンズを提案している。しかしながら、前記実施例２では第２レンズ群の正のパワーが弱く、テレフォト化が困難である。そのため、Ｆナンバーが暗い光学系でありながら焦点距離に対する全長を短くすることができない。

特許文献２のズームレンズ系の実施例２，３，６では、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、少なくとも２つの後続レンズ群とを備えたズームレンズ系を提案している。しかしながら、このズームレンズ系において、第２レンズ群に含まれる正レンズのアッベ数が大きいため、特に望遠端での軸上色収差等の諸収差を補正することが困難となっている。

特許文献３のズームレンズの実施例５は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、正又は負の屈折力の第２レンズ群を有する前群と、光路を折り曲げる反射ミラーと、２以上のレンズ群を有する後群から構成されるズームレンズを提案している。しかしながら、このズームレンズにおいては、特に広角端での焦点距離に対するレンズ全長の比率が大きく、十分に小型化されていない。また、第２レンズ群の正のパワーが強過ぎることにより、特に望遠端での軸上色収差等の諸収差を補正することが困難となっている。

特許文献４の望遠ズームレンズの実施例１，２，３，４では、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負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、負の屈折力を有する第５レンズ群からなるズームレンズの発明がなされている。しかしながら、これらのズームレンズにおいては、第２レンズ群に含まれる正レンズのアッベ数が大きいことにより、軸上色収差や倍率色収差等の諸収差を補正することが困難となっている。

（発明の目的）
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、全体として小型で、望遠側でもＦナンバーが明るいズームレンズ及び撮像装置を提供するものである。

本発明に係るズームレンズは、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２レンズ群、負屈折力の第３レンズ群、及び正屈折力の第４レンズ群を備え、
広角端から望遠端への変倍時に、前記第３レンズ群は前記第２レンズ群との間隔が大きくなるように且つ前記第４レンズ群との間隔が小さくなるように移動し、
以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とするズームレンズである。
（１） １３．０００ ≦ ν２ｐ ≦ ３５．０００
（２） ０．２００ ≦ ｆ１／ｆ２ ≦ １．２５０
ただし、
ν２ｐ：第２レンズ群中の少なくとも１枚の正レンズのｄ線基準のアッベ数
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離

本発明に係る撮像装置は、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２レンズ群、負屈折力の第３レンズ群、及び正屈折力の第４レンズ群を備え、広角端から望遠端への変倍時に、前記第３レンズ群は前記第２レンズ群との間隔が大きくなるように且つ前記第４レンズ群との間隔が小さくなるように移動し、以下の条件式（１）及び（２）を満足するズームレンズと、形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子と、を備えたことを特徴とする撮像装置である。
（１） １３．０００ ≦ ν２ｐ ≦ ３５．０００
（２） ０．２００ ≦ ｆ１／ｆ２ ≦ １．２５０
ただし、
ν２ｐ：第２レンズ群中の少なくとも１枚の正レンズのｄ線基準のアッベ数
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離

本発明は、全体として小型で、望遠側でもＦナンバーが明るいズームレンズ及びこれを備えた撮像装置を構成することができる。

本発明の実施例１のズームレンズの光学断面図である。（１ａ）は広角端ズーム状態及び各レンズ群のズーム移動を示し、（１ｂ）は中間ズーム状態を示し、（１ｃ）は望遠端ズーム状態を示す。 本発明の実施例１のズームレンズの広角端ズーム状態の縦収差図である。 本発明の実施例１のズームレンズの中間ズーム状態の縦収差図である。 本発明の実施例１のズームレンズの望遠端ズーム状態の縦収差図である。 本発明の実施例１のズームレンズの望遠端ズーム状態において第４レンズ群内の第１手振れ補正レンズＶＣ１による手振れ補正を行なわなかった場合（左側）と行った場合（右側）の横収差図である。 本発明の実施例１のズームレンズの望遠端ズーム状態において第６レンズ郡内の第２手振れ補正レンズＶＣ２による手振れ補正を行なわなかった場合（左側）と行った場合（右側）の横収差図である。 本発明の実施例２のズームレンズの光学断面図である。（７ａ）は広角端ズーム状態及び各レンズ群のズーム移動を示し、（７ｂ）は中間ズーム状態を示し、（７ｃ）は望遠端ズーム状態を示す。 本発明の実施例２のズームレンズの広角端ズーム状態の縦収差図である。 本発明の実施例２のズームレンズの中間ズーム状態の縦収差図である。 本発明の実施例２のズームレンズの望遠端ズーム状態の縦収差図である。 本発明の実施例２のズームレンズの望遠端ズーム状態において第４レンズ群内の第１手振れ補正レンズＶＣ１による手振れ補正を行なわなかった場合（左側）と行った場合（右側）の横収差図である。 本発明の実施例２のズームレンズの望遠端ズーム状態において第２レンズ郡内の第２手振れ補正レンズＶＣ２による手振れ補正を行なわなかった場合（左側）と行った場合（右側）の横収差図である。 本発明の実施例３のズームレンズの光学断面図である。（１３ａ）は広角端ズーム状態及び各レンズ群のズーム移動を示し、（１３ｂ）は中間ズーム状態を示し、（１３ｃ）は望遠端ズーム状態を示す。 本発明の実施例３のズームレンズの広角端ズーム状態の縦収差図である。 本発明の実施例３のズームレンズの中間ズーム状態の縦収差図である。 本発明の実施例３のズームレンズの望遠端ズーム状態の縦収差図である。 本発明の実施例３のズームレンズの望遠端ズーム状態において第４レンズ群内の第１手振れ補正レンズＶＣ１による手振れ補正を行なわなかった場合（左側）と行った場合（右側）の横収差図である。 本発明の実施例４のズームレンズの光学断面図である。（１８ａ）は広角端ズーム状態及び各レンズ群のズーム移動を示し、（１８ｂ）は中間ズーム状態を示し、（１８ｃ）は望遠端ズーム状態を示す。 本発明の実施例４のズームレンズの広角端ズーム状態の縦収差図である。 本発明の実施例４のズームレンズの中間ズーム状態の縦収差図である。 本発明の実施例４のズームレンズの望遠端ズーム状態の縦収差図である。 本発明の実施例４のズームレンズの望遠端ズーム状態において第４レンズ群内の第１手振れ補正レンズＶＣ１による手振れ補正を行なわなかった場合（左側）と行った場合（右側）の横収差図である。 本発明の実施例５のズームレンズの光学断面図である。（１８ａ）は広角端ズーム状態及び各レンズ群のズーム移動を示し、（１８ｂ）は中間ズーム状態を示し、（１８ｃ）は望遠端ズーム状態を示す。 本発明の実施例５のズームレンズの広角端ズーム状態の縦収差図である。 本発明の実施例５のズームレンズの中間ズーム状態の縦収差図である。 本発明の実施例５のズームレンズの望遠端ズーム状態の縦収差図である。 本発明の実施例５のズームレンズの望遠端ズーム状態において第４レンズ群内の第１手振れ補正レンズＶＣ１による手振れ補正を行なわなかった場合（左側）と行った場合（右側）の横収差図である。 本発明の撮像装置の構成説明図である。

以下、本発明のズームレンズの実施形態について説明する。
本発明の一態様に係るズームレンズは、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２レンズ群、負屈折力の第３レンズ群、及び正屈折力の第４レンズ群を備え、
広角端から望遠端への変倍時に、前記第３レンズ群は前記第２レンズ群との間隔が大きくなるように且つ前記第４レンズ群との間隔が小さくなるように移動し、
以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とするズームレンズである。
（１） １３．０００ ≦ ν２ｐ ≦ ３５．０００
（２） ０．２００ ≦ ｆ１／ｆ２ ≦ １．２５０
ただし、
ν２ｐ：第２レンズ群中の少なくとも１枚の正レンズのｄ線基準のアッベ数
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離

すなわち、本発明の一態様に係るズームレンズは、物体側より順に、少なくとも正正負正・・・のズームレンズ構成を取ることにより、物体側に正レンズ群が多い構成を取る。その結果、テレフォト化をすることが容易となり、焦点距離に対するレンズ全長の比率を小さく、すなわち小型化することができる。本発明の一態様に係るズームレンズは、特に、望遠ズームレンズに好適であるが、それに限らず、どのような焦点距離領域であっても全長の短いズームレンズを提供することができる。

条件式（１）は、第２レンズ群中の少なくとも１枚の正レンズのｄ線基準のアッベ数を規定している。この数値が下限を下回ると、アッベ数が小さくなり過ぎ、軸上色収差や倍率色収差を補正することが困難となる。また、この数値が上限を上回ると、アッベ数が大きくなり過ぎ、軸上色収差や倍率色収差を補正することが困難となる。

条件式（１）に関し、より好ましくは、
１５．０００ ≦ ν２ｐ ≦ ３４．０００
であり、さらにより好ましくは、
１６．０００ ≦ ν２ｐ ≦ ３３．０００
である。

条件式（２）は、第２レンズ群の焦点距離と第１レンズ群の焦点距離の比を規定している。この数値が下限を下回ると、第２レンズ群のパワーが弱くなるため、テレフォト化をすることが困難となり、焦点距離に対するレンズ全長の比率を小さく、すなわち小型化することが困難となる。また、この数値が上限を上回ると、第２レンズ群のパワーが強くなる。この結果、収差補正のために第２レンズ群中のレンズ枚数が増加し、小型化が困難となる。

条件式（２）に関し、より好ましくは、
０．２２０ ≦ ｆ１／ｆ２ ≦ １．１５０
であり、さらにより好ましくは、
０．２４０ ≦ ｆ１／ｆ２ ≦ １．０５０
である。

本発明の一態様に係るズームレンズは、さらに、条件式（３）を満足することが好ましい。
（３） ０．７００ ≦ ｆ１２ｗ／ｆｗ ≦ ２．３００
ただし、
ｆ１２ｗ：広角端状態での第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離
ｆｗ：広角端の焦点距離

条件式（３）は、広角端の焦点距離に対する広角端状態での第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離との比率を規定する。第１レンズ群及び第２レンズ群が共に正レンズ群であり、双方のパワーを強めると光学全長を小さくできる反面、収差補正が困難になることから、条件式（３）はそのための最適な条件を規定するものである。

この数値が下限を下回ると、広角端状態での第１レンズ群と第２レンズ群のパワーが強くなることよって収差補正が難しくなり、第１レンズ群と第２レンズ群での軸上色収差や倍率色収差、コマ収差等の諸収差を良好に補正することが困難となる。また、この数値が上限を上回ると、広角端状態での第１レンズ群と第２レンズ群のパワーが弱くなり、テレフォト化をすることが困難になることから、特に広角端状態での全長を短くすることが困難となる。

条件式（３）に関し、より好ましくは、
０．８００ ≦ ｆ１２ｗ／ｆｗ ≦ ２．１００
であり、さらにより好ましくは、
０．９００ ≦ ｆ１２ｗ／ｆｗ ≦ １．９００
である。

本発明の一態様に係るズームレンズは、さらに、条件式（４）を満足することが好ましい。
（４） ０．８００ ≦ ｆ１／√（ｆｗ×ｆｔ） ≦ ２．０００
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端の焦点距離

条件式（４）は、ズームレンズ全体の実効焦点距離に対する第１レンズ群の焦点距離との比率を規定している。第１レンズ群は、正レンズ群であり、パワーを強めるとズームレンズ全長を小さくできる反面、収差補正が困難になることから、条件式（４）は最適な条件を示すものである。

この数値が下限を下回ると、第１レンズ群のパワーが強くなり収差補正が難しくなり、第１レンズ群での軸上色収差や倍率色収差、コマ収差等の諸収差を良好に補正することが困難となる。また、この数値が上限を上回ると第１レンズ群のパワーが弱くなり、テレフォト化をすることが困難になることから、全長を短くすることが困難となる。

条件式（４）に関し、より好ましくは、
１．０００ ≦ ｆ１／√（ｆｗ×ｆｔ） ≦ １．８００
であり、さらにより好ましくは、
１．２００ ≦ ｆ１／√（ｆｗ×ｆｔ） ≦ １．６００
である。

本発明の一態様に係るズームレンズは、さらに、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
（５） ０．５００ ≦ ｜（ｆｔ／ｆｗ）／（ｂ３ｔ／ｂ３ｗ）｜ ≦ ２．０００
ただし、
ｂ３ｔ：第３レンズ群の望遠端における横倍率
ｂ３ｗ：第３レンズ群の広角端における横倍率

条件式（５）は、第３レンズ群の倍率変化に対する光学系全体の変倍比を規定している。本発明の一態様に係るズームレンズでは、第３レンズ群の移動に伴う倍率変化を効果的に使うために、該倍率変化を変倍比に寄与させている。その結果、変倍時に像面に対して固定となる群をより多く設けることが可能になった。すなわち、変倍時に多くのレンズ群が移動する従来のズームレンズと比較して、ズーム機構の簡略化や小型化、及びレンズ各群の相対偏芯等の影響で組立後に発生する設計性能に対する性能劣化を小さくすることを可能にした。条件式（５）は、第３レンズ群の倍率変化として最適な条件を規定するものである。

この数値が下限を下回ると、第３レンズ群以外のレンズ群で広角端から望遠端への変倍時に倍率を減少させるレンズ群が存在するため、レンズ群やレンズ枚数の削減及び小型化をすることが困難となる。また、この数値が上限を上回ると、第３レンズ群以外のレンズ群で倍率を増加させるレンズ群が必要となるため、変倍時に移動させるレンズ群が多く、また移動量も大きくなるため、小型化・軽量化が困難となる。

条件式（５）に関し、より好ましくは、
０．６５０ ≦ ｜（ｆｔ／ｆｗ）／（ｂ３ｔ／ｂ３ｗ）｜ ≦ １．７００
であり、さらにより好ましくは、
０．８００ ≦ ｜（ｆｔ／ｆｗ）／（ｂ３ｔ／ｂ３ｗ）｜ ≦ １．５００
である。

本発明の一態様に係るズームレンズは、さらに、フォーカシングを行うフォーカスレンズ群を具備し、条件式（６）を満足することが好ましい。
（６） −０．５００ ≦ ｆｆ／√（ｆｗ×ｆｔ） ≦ −０．１００
ただし、
ｆｆ：フォーカスレンズ群の焦点距離

条件式（６）は、ズームレンズ全体の実効焦点距離に対するフォーカスレンズ群の焦点距離との比率を規定している。

この数値が下限を下回ると、フォーカスレンズ群のパワーが強く、収差補正のためにレンズ枚数が増え、フォーカスレンズ群の小型・軽量化をすることができない。また、この数値が上限を上回ると、フォーカスレンズ群のパワーが弱く、フォーカスに伴うレンズ移動量が大きくなるため、光学全長を短くすることが困難となる。

なお、フォーカスレンズ群は、上述した第１レンズ群から第４レンズ群の何れかを構成する一枚以上のレンズにより実現されてもよいし、第１レンズ群から第４レンズ群とは異なるレンズ群、例えば第５レンズ群により実現されてもよく、特に限定されるものではない。

条件式（６）に関し、より好ましくは、
−０．４００ ≦ ｆｆ／√（ｆｗ×ｆｔ） ≦ −０．１５０
であり、さらにより好ましくは、
−０．３５０ ≦ ｆｆ／√（ｆｗ×ｆｔ） ≦ −０．１８０
である。

本発明の一態様に係るズームレンズは、さらに、光軸に対して垂直に移動させて手振れ補正を行う手振れ補正レンズ群を具備し、条件式（７）を満足することが好ましい。
（７） ０．１００ ≦ ｜ｆｖ｜／ｆｔ ≦ ０．５００
ただし、
ｆｖ：手振れ補正レンズ群の焦点距離

条件式（７）は、望遠端の焦点距離に対する手振れ補正レンズ群の焦点距離との比率を規定している。

この数値が下限を下回ると、手振れ補正レンズ群のパワーが強くなり、収差補正のためにレンズ枚数が増え、手振れ補正レンズ群の小型・軽量化をすることができない。また、この数値が上限を上回ると、手振れ補正レンズ群のパワーが弱くなり、手振れ補正に伴うレンズ移動量が大きくなるため、外径を小さくすることが困難となる。

なお、手振れ補正レンズ群は、上述した第１レンズ群から第４レンズ群の何れかを構成する一枚以上のレンズにより実現されてもよいし、第１レンズ群から第４レンズ群とは異なるレンズ群、例えば第５レンズ群により実現されてもよく、特に限定されるものではない。

条件式（７）に関し、より好ましくは、
０．１３０ ≦ ｜ｆｖ｜／ｆｔ ≦ ０．４００
であり、さらにより好ましくは、
０．１６０ ≦ ｜ｆｖ｜／ｆｔ ≦ ０．３００
である。

本発明の一態様に係るズームレンズは、さらに、前記手振れ補正レンズ群が変倍時に像面に対して固定されていることが好ましい。

手振れ補正レンズ群は、手振れ補正機構部品等と実質上一体であるため大きく重い。そのため、手振れ補正レンズ群は、変倍時に像面に対して固定のレンズ群もしくはレンズ群の一部からなることが望ましい。この大きく重い手振れ補正機構部品等を変倍時に移動させると、ズーム機構が複雑化しかつ大型化する。そのため、手振れ補正レンズ群を変倍時に像面に対して光軸方向において固定のレンズ群もしくはレンズ群の一部として配置することにより、特に手振れ補正機構部品等の外径方向の小型化をすることができる。

本発明の一態様に係る撮像装置は、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２レンズ群、負屈折力の第３レンズ群、及び正屈折力の第４レンズ群を備え、広角端から望遠端への変倍時に、前記第３レンズ群は前記第２レンズ群との間隔が大きくなるように且つ前記第４レンズ群との間隔が小さくなるように移動し、以下の条件式（１）及び（２）を満足するズームレンズと、形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子と、を備えたことを特徴とする撮像装置である。
（１） １３．０００ ≦ ν２ｐ ≦ ３５．０００
（２） ０．２００ ≦ ｆ１／ｆ２ ≦ １．２５０
ただし、
ν２ｐ：第２レンズ群中の少なくとも１枚の正レンズのｄ線基準のアッベ数
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離

このように構成される撮像装置は、ズームレンズの全体として小型であること、望遠側でもＦナンバーが明るいことを有効に活かした、撮像性能に優れ使い勝手のよい装置である。

本発明の一態様に係るズームレンズにおいては、広角端から望遠端への変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が大きくなるように変化させている。この第１レンズ群と第２レンズ群との間隔の変倍時の変化は、本発明のズームレンズの必須要件ではない。

また、前記実施例では、広角端と望遠端のＦナンバーが同じである。しかし、望遠側でＦナンバーを広角側よりも暗くすることにより径方向の小型化することが可能である。また、望遠側でＦナンバーを広角側よりも明るくすることも可能である。これらは、全て本発明に含まれる。

以下に、本発明の実施例を、図に基づいて説明する。
実施例の数値の表中のrは曲率半径、dはレンズ厚またはレンズ間隔、ndはd線の屈折率、vdはd線基準のアッベ数を示す。
また、非球面は次式で定義されるものとする。

（但し、cは曲率(1/r)、hは光軸からの高さ、kは円錐係数、A4、A6、A8、A10・・・は各次数の非球面係数）

各縦収差図において、左側から順に、球面収差（ＳＡ（ｍｍ））、非点収差（ＡＳＴ（ｍｍ））、歪曲収差（ＤＩＳ（％））を示す。球面収差図において、縦軸はＦナンバー（図中、ＦNOで示す）を表し、実線はｄ線（ｄ−ｌｉｎｅ）、短破線はｇ線（ｇ−ｌｉｎｅ）、長破線はＣ線（Ｃ−ｌｉｎｅ）の特性である。非点収差図において、縦軸は画角（図中、Ｗで示す）を表し、実線はサジタル平面（図中、Ｓで示す）、破線はメリディオナル平面（図中、Ｍで示す）の特性である。歪曲収差図において、縦軸は画角（図中、Ｗで示す）を表す。

各横収差図において、左側３つの収差図は、望遠端における手振れ補正を行っていない基本状態、右側３つの収差図は、第４レンズ群４の第１手振れ補正レンズＶＣ１を光軸と垂直な方向に所定量移動させた望遠端における手振れ補正状態に、それぞれ対応する。基本状態の各横収差図のうち、上段は最大像高の７０％の像点における横収差、中段は軸上像点における横収差、下段は最大像高の−７０％の像点における横収差に、それぞれ対応する。

手振れ補正状態の各横収差図の内、上段は最大像高の７０％の像点における横収差、中断は軸上像点における横収差、下段は最大像高の−７０％の像点における横収差に、それぞれ対応する。また、各横収差図において、横軸は瞳面上での主光線からの距離を表し、実線はｄ線（ｄ−ｌｉｎｅ）、短破線はｇ線（ｇ−ｌｉｎｅ）、長破線はＣ線（Ｃ−ｌｉｎｅ）の特性である。

なお、各実施例のズームレンズ系について、望遠端における、手振れ補正状態での第４レンズ群４の第１手振れ補正レンズＶＣ１の光軸に対して垂直な方向への移動量は、以下に示すとおりである。
実施例１ ０．６０４ｍｍ
実施例２ ０．３４８ｍｍ
実施例３ ０．４４８ｍｍ
実施例４ ０．４０９ｍｍ
実施例５ ０．６５８ｍｍ

撮影距離が∞で望遠端において、ズームレンズ系が０．３°だけ傾いた場合の像偏心量は、手振れ補正レンズ群が光軸に対して垂直な方向に上記の各値だけ平行移動するときの像偏心量に等しい。

第１手振れ補正レンズＶＣ１による手振れ補正に係る各横収差図から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であることがわかる。また、＋７０％像点における横収差と−７０％像点における横収差とを基本状態で比較すると、いずれも湾曲度が小さく、収差曲線の傾斜がほぼ等しいことから、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さいことがわかる。このことは、手振れ補正状態であっても充分な結像性能が得られていることを意味している。

ズームレンズ系の手振れ補正角が同じ場合には、ズームレンズ系全体の焦点距離が短くなるにつれて、手振れ補正に必要な平行移動量が減少する。従って、いずれのズーム位置であっても、０．３°までの手振れ補正角に対して、結像特性を低下させることなく充分な手振れ補正を行うことが可能である。また、望遠端での手振れ補正レンズの平行移動量を広角端及び中間焦点位置状態に適用することで手振れ補正角度を０．３°よりも更に大きく取ることも可能である。

また、実施例１〜４で記載した手振れ補正レンズは第４レンズ群に配置されているが、手振れ補正レンズは第４レンズ群に限定されて配置されるものではない。第４レンズ群以外のレンズ群に手振れ補正レンズを具備していても、有効な手振れ補正の効果を得ることができる。実施例１及び実施例２において、第１手振れ補正レンズＶＣ１に代わる第２手振れ補正レンズＶＣ２を図１及び図７に示している。実施例１及び実施例２のズームレンズ系について、望遠端における、手振れ補正状態での第２手振れ補正レンズＶＣ２の光軸と垂直な方向への移動量は、以下に示すとおりである。
実施例１ ０．２７０ｍｍ
実施例２ ０．１９３ｍｍ

撮影距離が∞で望遠端において、ズームレンズ系が０．０５°だけ傾いた場合の像偏心量は、手振れ補正レンズが光軸と垂直な方向に上記の各値だけ平行移動するときの像偏心量に等しい。

第２手振れ補正レンズＶＣ２による手振れ補正に係る各横収差図から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であることがわかる。また、＋７０％像点における横収差と−７０％像点における横収差とを基本状態で比較すると、いずれも湾曲度が小さく、収差曲線の傾斜がほぼ等しいことから、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さいことがわかる。このことは、手振れ補正状態であっても充分な結像性能が得られていることを意味している。

上述のように、本発明の実施の形態において、手振れ補正レンズ群はどのレンズ群もしくはレンズ群の一部に配置されても、結像特性を低下させることなく手振れ補正を行うことが可能である。

実施例１に係るズームレンズを図面を参照して説明する。図１は広角端ズーム状態、中間ズーム状態、望遠端ズーム状態におけるレンズ構成図、図２〜４はそれぞれ広角端ズーム状態、中間ズーム状態、望遠端ズーム状態における縦収差図である。図５は望遠端ズーム状態における第１手振れ補正レンズＶＣ１による手振れ補正を示す横収差図である。図６は望遠端ズーム状態における第２手振れ補正レンズＶＣ２による手振れ補正を示す横収差図である。表１〜５はその数値データである。なお本実施例において、変倍時に第２レンズ群、第４レンズ群及び第６レンズ群は像面に対して固定である。

ズームレンズ１００は、図１に示すように、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５，第６レンズ群Ｇ６を有する。第５レンズ群Ｇ５は、フォーカスレンズ群Ｆである。第４レンズ群Ｇ４は、開口絞りＳ及び第１手振れ補正レンズＶＣ１を包含する。第６レンズ群Ｇ６は、第２手振れ補正レンズＶＣ２を包含する。結像位置に、受光素子１０４が配置され、受光素子の物体側に近接して光学フィルターＣＧが配置される。

（表１）面データ

*は非球面。

（表２）非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）

（表３）各種データ
ズーム比 2.713、像高 21.633

（表４）ズームレンズ群データ

（表５）ズームレンズ群倍率

実施例２に係るズームレンズを図面を参照して説明する。図７は広角端ズーム状態、中間ズーム状態、望遠端ズーム状態におけるレンズ構成図、図８〜１０はそれぞれ広角端ズーム状態、中間ズーム状態、望遠端ズーム状態における縦収差図である。図１１は望遠端ズーム状態における第１手振れ補正レンズＶＣ１による手振れ補正を示す横収差図である。図１２は望遠端ズーム状態における第２手振れ補正レンズＶＣ２による手振れ補正を示す横収差図である。表６〜１０はその数値データである。なお本実施例において、変倍時に第２レンズ群及び第４レンズ群は像面に対して固定である。

ズームレンズ２００は、図７に示すように、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４を有する。第２レンズ群Ｇ２は、第２手振れ補正レンズＶＣ２を包含する。第４レンズ群Ｇ４は、開口絞りＳ、第１手振れ補正レンズＶＣ１、及びフォーカスレンズ群Ｆを包含する。結像位置に、受光素子１０４が配置され、受光素子の物体側に近接して光学フィルターＣＧが配置される。

（表６）面データ

*は非球面。

（表７）非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）

（表８）各種データ
ズーム比 2.037、像高 21.633

（表９）ズームレンズ群データ

（表１０）ズームレンズ群倍率

実施例３に係るズームレンズを図面を参照して説明する。図１３は広角端ズーム状態、中間ズーム状態、望遠端ズーム状態におけるレンズ構成図、図１４〜１６はそれぞれ広角端ズーム状態、中間ズーム状態、望遠端ズーム状態における縦収差図である。図１７は望遠端ズーム状態における第１手振れ補正レンズＶＣ１による手振れ補正を示す横収差図である。表１１〜１５はその数値データである。なお本実施例において、変倍時に第２レンズ群及び第４レンズ群は像面に対して固定である。

ズームレンズ３００は、図１３に示すように、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５を有する。第３レンズ群Ｇ３は、フォーカスレンズ群Ｆである。第４レンズ群Ｇ４は、開口絞りＳ及び第１手振れ補正レンズＶＣ１を包含する。結像位置に、受光素子１０４が配置され、受光素子の物体側に近接して光学フィルターＣＧが配置される。

（表１１）面データ

*は非球面。

（表１２）非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）

（表１３）各種データ
ズーム比 2.735、像高 21.633

（表１４）ズームレンズ群データ

（表１５）ズームレンズ群倍率

実施例４を図面を参照して説明する。図１８は広角端ズーム状態、中間ズーム状態、望遠端ズーム状態におけるレンズ構成図、図１９〜２１はそれぞれ広角端ズーム状態、中間ズーム状態、望遠端ズーム状態における縦収差図である。図２２は望遠端ズーム状態における第１手振れ補正レンズＶＣ１による手振れ補正を示す横収差図である。表１６〜２０はその数値データである。なお本実施例において、変倍時に第１レンズ群及び第４レンズ群は像面に対して固定である。

ズームレンズ４００は、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５，第６レンズ群Ｇ６を有する。第３レンズ群Ｇ３は、フォーカスレンズ群Ｆである。第４レンズ群Ｇ４は、開口絞りＳ及び第１手振れ補正レンズＶＣ１を包含する。結像位置に、受光素子１０４が配置され、受光素子の物体側に近接して光学フィルターＣＧが配置される。

（表１６）面データ

*は非球面。

（表１７）非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）

（表１８）各種データ
ズーム比 2.721、像高 21.633

（表１９）ズームレンズ群データ

（表２０）ズームレンズ群倍率

実施例５を図面を参照して説明する。図２３は広角端ズーム状態、中間ズーム状態、望遠端ズーム状態におけるレンズ構成図、図２４〜２６はそれぞれ広角端ズーム状態、中間ズーム状態、望遠端ズーム状態における縦収差図である。図２７は望遠端ズーム状態における第１手振れ補正レンズＶＣ１による手振れ補正を示す横収差図である。表２１〜２５はその数値データである。なお本実施例において、変倍時に第１レンズ群及び第４レンズ群は像面に対して固定である。

ズームレンズ５００は、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５，第６レンズ群Ｇ６を有する。第３レンズ群Ｇ３は、フォーカスレンズ群Ｆである。第４レンズ群Ｇ４は、開口絞りＳを包含する。第５レンズ群Ｇ５は、第１手振れ補正レンズＶＣ１である。結像位置に、受光素子１０４が配置され、受光素子の物体側に近接して光学フィルターＣＧが配置される。

（表２１）面データ

*は非球面。

（表２２）非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）

（表２３）各種データ
ズーム比 2.713、像高 21.633

（表２４）ズームレンズ群データ

（表２５）ズームレンズ群倍率

［条件式対応値］
各実施例の請求項記載の数式に対応する条件式対応値を表２６に示す。
（表２６）条件式対応値

本発明の実施例の撮像装置は、図２８に示すように、本発明のズームレンズ１００がレンズ鏡筒１０２によって保持されている。レンズ鏡筒１０２は、カメラボディー１０１に装着するためのレンズマウント１０６を有する。カメラボディー１０１は、前面にボディーマウント１０３を有し、背面に液晶モニター１０５を有し、内部に受光素子１０４を有する。ボディーマウント１０３にレンズマウント１０６を組み合わせることによって、ズームレンズ１００をカメラボディー１０１に装着する。

Ｓ 開口絞り
Ｆ フォーカスレンズ群
ＶＣ１ 第１手振れ補正レンズ
ＶＣ２ 第２手振れ補正レンズ
ＣＧ 光学フィルター
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
Ｇ６ 第６レンズ群
１００ ズームレンズ
１０１ カメラボディー
１０２ レンズ鏡筒
１０３ ボディーマウント
１０４ 受光素子
１０５ 液晶モニター
１０６ レンズマウント
２００ ズームレンズ
３００ ズームレンズ
４００ ズームレンズ
５００ ズームレンズ

Claims (8)

1. 物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２レンズ群、負屈折力の第３レンズ群、及び正屈折力の第４レンズ群を備え、
   広角端から望遠端への変倍時に隣り合うレンズ群の間隔が変化し、前記第３レンズ群は前記第２レンズ群との間隔が大きくなるように且つ前記第４レンズ群との間隔が小さくなるように移動し、
   以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
   （１） １３．０００ ≦ ν２ｐ ≦ ３５．０００
   （２） ０．２００ ≦ ｆ１／ｆ２ ≦ １．２５０
   ただし、
   ν２ｐ：第２レンズ群中の少なくとも１枚の正レンズのｄ線基準のアッベ数
   ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
   ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
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） ０．７００ ≦ ｆ１２ｗ／ｆｗ ≦ ２．３００
   ただし、
   ｆ１２ｗ：広角端状態での第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離
   ｆｗ：広角端の焦点距離
3. 以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
   （４） ０．８００ ≦ ｆ１／√（ｆｗ×ｆｔ） ≦ ２．０００
   ただし、
   ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
   ｆｗ：広角端の焦点距離
   ｆｔ：望遠端の焦点距離
4. 以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のズームレンズ。
   （５） ０．５００ ≦ ｜（ｆｔ／ｆｗ）／（ｂ３ｔ／ｂ３ｗ）｜ ≦ ２．０００
   ただし、
   ｆｗ：広角端の焦点距離
   ｆｔ：望遠端の焦点距離
   ｂ３ｔ：第３レンズ群の望遠端における横倍率
   ｂ３ｗ：第３レンズ群の広角端における横倍率
5. フォーカシングを行うフォーカスレンズ群を具備し、以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のズームレンズ。
   （６） −０．５００ ≦ ｆｆ／√（ｆｗ×ｆｔ） ≦ −０．１００
   ただし、
   ｆｆ：フォーカスレンズ群の焦点距離
   ｆｗ：広角端の焦点距離
   ｆｔ：望遠端の焦点距離
6. 光軸に対して垂直に移動して手振れ補正を行う手振れ補正レンズ群を具備し、以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のズームレンズ。
   （７） ０．１００ ≦ ｜ｆｖ｜／ｆｔ ≦ ０．５００
   ただし、
   ｆｖ：手振れ補正レンズ群の焦点距離
   ｆｔ：望遠端の焦点距離
7. 前記手振れ補正レンズ群が変倍時に像面に対して光軸方向において固定されていることを特徴とする請求項６に記載のズームレンズ。
8. 物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群、正屈折力の第２レンズ群、負屈折力の第３レンズ群、及び正屈折力の第４レンズ群を備え、広角端から望遠端への変倍時に隣り合うレンズ群の間隔が変化し、前記第３レンズ群は前記第２レンズ群との間隔が大きくなるように且つ前記第４レンズ群との間隔が小さくなるように移動し、以下の条件式（１）及び（２）を満足するズームレンズと、 形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
   （１） １３．０００ ≦ ν２ｐ ≦ ３５．０００
   （２） ０．２００ ≦ ｆ１／ｆ２ ≦ １．２５０
   ただし、
   ν２ｐ：第２レンズ群中の少なくとも１枚の正レンズのｄ線基準のアッベ数
   ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
   ｆ２：第２レンズ群の焦点距離

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