JP2013125106A - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ズーム域での球面収差、像面湾曲、歪曲収差を適切に補正し、光学全長と前玉径を小型化する。
【解決手段】ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とから構成される。広角端から望遠端への変倍において、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大するとともに、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少するように各群が移動する。第１レンズ群は、物体側から順に、メニスカス形状を有する負レンズと、両側に凸面を有する正レンズとからなる。第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、両側に凹面を有する負レンズと、正レンズとからなる。第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズとからなる。第４レンズ群は、正レンズからなる。
【選択図】図１

Description

本技術は、ズームレンズおよび撮像装置に関する。詳しくは、デジタルスチルカメラや家庭用ビデオカメラ等の小型撮像装置に用いられる撮像レンズ系として好適なズームレンズおよびそれを用いた撮像装置に関する。

近年、デジタルスチルカメラ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が普及しつつある。このようなデジタルスチルカメラの普及に伴い、一層の高画質化が求められており、特に画素数の多いデジタルスチルカメラ等においては、画素数の多い固体撮像素子に対応した結像性能に優れた撮影用レンズ、特にズームレンズが求められている。

さらに最近では、小型化、広画角化、ズーム比の高変倍化の要求も強まってきており、これらの要求を全て満たすようなズームレンズが求められている。また、小型化においては、光学全長および前玉径等の撮影状態での小型化だけでなく、レンズ群がカメラ本体内に収納された状態、いわゆる沈胴状態時での小型化も同時に求められている。

デジタルスチルカメラ用のズームレンズには多くの種類があるが、特に小型化、高変倍化に適したレンズタイプとして、以下の組合せからなる４群構成のズームレンズが従来から知られている。すなわち、物体側より順に、正の屈折力を有する第１群レンズ、負の屈折力を有する第２群レンズ、正の屈折力を有する第３群レンズ、および、正の屈折力の第４群レンズからなるズームレンズである（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９−１８６９８３号公報

上述の従来技術では、第３レンズ群が物体側から順に、正レンズと、正レンズおよび負レンズの接合レンズとにより構成されている。しかしながら、このような配置にした場合、第３レンズ群の主点が、第３レンズ群の実際の位置よりも物体側に位置するため、第３レンズ群は前玉からより離れた位置に配置せざるを得ず、開口絞りを第３レンズ群近傍に設けている場合には前玉径の大型化を招く。さらに、第３レンズ群が像側に近づくため、射出瞳位置も像側に近づき、撮像面への光線の入射角の増大をもたらし、好ましくない。また、このような構成において広角化を試みるとさらに前玉径が大型化し、小型化との両立が困難となる。また、上述の従来技術のように第２レンズ群内の像側の２枚のレンズを接合レンズとすると、設計自由度の低下による収差補正の制約から第２レンズ群の屈折力を上げるには限界があり、ズームレンズの小型化および高変倍化において適さないものとなる。

本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、高い結像性能を有し、広角端における画角が十分な広画角であり、十分なズーム比とし、光学全長が短く、前玉径が小さく、さらには沈胴状態時の小型化を実現することを目的とする。

本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とから構成され、広角端から望遠端への変倍において、上記第１レンズ群と上記第２レンズ群との間隔が増大するとともに、上記第２レンズ群と上記第３レンズ群との間隔が減少するように各群が移動するズームレンズであって、上記第１レンズ群は、物体側から順に、メニスカス形状を有する負レンズと、両側に凸面を有する正レンズとからなり、上記第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、両側に凹面を有する負レンズと、正レンズとからなり、上記第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズとからなり、上記第４レンズ群は、正レンズからなるズームレンズである。

また、この第１の側面において、以下の条件式（ａ）を満たすようにしてもよい。
条件式（ａ）： ０．９５ ＜ ｜Ｆ２／ＦＷ｜ ＜ １．２５
但し、Ｆ２は上記第２レンズ群の焦点距離、ＦＷは上記ズームレンズの広角端での焦点距離とする。

また、この第１の側面において、以下の条件式（ｂ）を満たすようにしてもよい。
条件式（ｂ）： ０．７５ ＜ ｜β３Ｗ｜ ＜ １．０
但し、β３Ｗは上記第３レンズ群の広角端における横倍率とする。

また、この第１の側面において、以下の条件式（ｃ）を満たすようにしてもよい。
条件式（ｃ）： ０．９ ＜ Ｌ２／ＩＭ ＜ １．３
但し、Ｌ２は上記第２レンズ群の最も物体側の上記負レンズの物体側面頂から上記正レンズの像側面頂までの距離、ＩＭは像面上の記録範囲における最大像高とする。

また、この第１の側面において、以下の条件式（ｄ）を満たすようにしてもよい。
条件式（ｄ）： ６．０ ＜ ｜Ｔａｎ（ωＷ）／Ｔａｎ（ωＴ）｜ ＜ １６．０
但し、ωＷは上記ズームレンズの広角端での半画角、ωＴは上記ズームレンズの望遠端での半画角とする。

また、この第１の側面において、以下の条件式（ｅ）を満たすようにしてもよい。
条件式（ｅ）： ５．０ ＜ Ｆ１／ＦＷ ＜ ７．５
但し、Ｆ１は上記第１レンズ群の焦点距離、ＦＷは上記ズームレンズの広角端での焦点距離とする。

また、この第１の側面において、以下の条件式（ｆ）を満たすようにしてもよい。
条件式（ｆ）： １．０ ＜ ｜ＬＴ／ＦＴ｜ ＜ １．５
但し、ＬＴは上記ズームレンズの望遠端での光学全長、ＦＴは上記ズームレンズの望遠端での焦点距離とする。

また、この第１の側面において、以下の条件式（ｇ）を満たすようにしてもよい。
条件式（ｇ）： ０．５ ＜ Ｆ１／ＦＴ ＜ １．２
但し、Ｆ１は上記第１レンズ群の焦点距離、ＦＴは上記ズームレンズの望遠端での焦点距離とする。

また、この第１の側面において、以下の条件式（ｈ）を満たすようにしてもよい。
条件式（ｈ）： ２．１ ＜ ｜β３Ｔ／β３Ｗ｜ ＜ ２．６
但し、β３Ｔは上記第３レンズ群の望遠端での横倍率、β３Ｗは上記第３レンズ群の広角端における横倍率とする。

また、この第１の側面において、上記第１レンズ群において、上記負レンズと上記正レンズとは互いに接合された接合レンズであり、上記第２レンズ群において、物体側から２番目の上記負レンズと３番目の上記正レンズはそれぞれ接合されていないレンズであるように構成してもよい。

また、この第１の側面において、上記第１レンズ群における上記正レンズの像側面、上記第２レンズ群における最も物体側の上記負レンズの物体側面および像側面は、非球面形状を有するように構成してもよい。

また、この第１の側面において、上記第２レンズ群と上記第３レンズ群との間に設けられ、変倍に際しては第３レンズ群と一体となって移動し、各ズーム位置でＦ値を規定する開口絞りを備えるように構成してもよい。

また、この第１の側面において、上記第３レンズ群において、物体側の上記正レンズおよび上記負レンズは互いに接合された接合レンズであってもよい。

また、この第１の側面において、物体への合焦に際しては上記第４レンズ群のみが移動し、以下の条件式（ｉ）を満たすようにしてもよい。
条件式（ｉ）： ０．２ ＜ ＦＭ／ＦＴ ＜ ０．８
但し、ＦＭは無限遠物体への合焦時に上記第４レンズ群における上記正レンズが最も像側に位置するズーム位置での焦点距離、ＦＴは上記ズームレンズの望遠端での焦点距離とする。

また、本技術の第２の側面は、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とから構成され、広角端から望遠端への変倍において、上記第１レンズ群と上記第２レンズ群との間隔が増大するとともに、上記第２レンズ群と上記第３レンズ群との間隔が減少するように各群が移動するズームレンズと、上記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、上記第１レンズ群は、物体側から順に、負メニスカスレンズと、両側に凸面を有する正レンズとからなり、上記第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、両側に凹面を有する負レンズと、正レンズとからなり、上記第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズとからなり、上記第４レンズ群は、正レンズからなる撮像装置である。

本技術によれば、ズームレンズにおいて、高い結像性能を有し、広角端における画角が十分な広画角であり、十分なズーム比とし、光学全長が短く、前玉径が小さく、さらには沈胴状態時の小型化を実現することができるという優れた効果を奏し得る。

本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 第１の実施の形態によるズームレンズの単焦点距離端における各収差図である。 第１の実施の形態によるズームレンズの広角端と望遠端との中間の標準焦点距離における各収差図である。 第１の実施の形態によるズームレンズの長焦点距離端における各収差図である。 本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 第２の実施の形態によるズームレンズの単焦点距離端における各収差図である。 第２の実施の形態によるズームレンズの広角端と望遠端との中間の標準焦点距離における各収差図である。 第２の実施の形態によるズームレンズの長焦点距離端における各収差図である。 本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 第３の実施の形態によるズームレンズの単焦点距離端における各収差図である。 第３の実施の形態によるズームレンズの広角端と望遠端との中間の標準焦点距離における各収差図である。 第３の実施の形態によるズームレンズの長焦点距離端における各収差図である。 第１乃至第３の実施の形態によるズームレンズを撮像装置１００に適用した例を示す図である。

本開示におけるズームレンズは、物体側より光軸に沿って順に、正の屈折力の第１レンズ群ＧＲ１と、負の屈折力の第２レンズ群ＧＲ２と、正の屈折力の第３レンズ群ＧＲ３と、正の屈折力の第４レンズ群ＧＲ４とからなる。広角端から望遠端への変倍時に、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２の間隔が増大するとともに、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３の間隔が減少するように各群が移動する。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、負メニスカスレンズＬ１１と、両側に凸面を有する正レンズＬ１２からなる。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に負レンズＬ２１と、両側に凹面を有する負レンズＬ２２と、正レンズＬ２３とからなる。第３レンズ群ＧＲ３は、物体側から順に正レンズＬ３１と、負レンズＬ３２と、正レンズＬ３３とからなる。第４レンズ群ＧＲ４は、正レンズＬ４１からなる。

変倍時に、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２の間隔が変化することにより、第２レンズ群ＧＲ２の横倍率を変化させる。さらに、変倍時に、第２レンズ群ＧＲ２とズームレンズの結像作用を主に担う第３レンズ群ＧＲ３の間隔も変化させることにより、各群での変倍負担の自由度が向上し、小型に高変倍比を実現できる。また、変倍時に、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間隔も変化させることにより、第４レンズ群ＧＲ４における変倍作用が生じて、より小型化できるだけでなく、変倍に伴う像面湾曲の変化等も効果的に抑制することができる。

第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、負メニスカスレンズＬ１１と正レンズＬ１２の２枚の構成とすることにより、主に望遠側での軸上色収差を抑えつつ、第１レンズ群ＧＲ１を薄くすることができる。さらに、第１レンズ群ＧＲ１が薄くできると、第１レンズ群ＧＲ１から、開口絞りまでの距離が近くなり、必然的に第１レンズ群ＧＲ１と入射瞳の距離が近づく。それにより、前玉径の増大を抑えながら広角化することが可能となる。また、前玉径が小型化されると第１レンズ群ＧＲ１の正レンズＬ１２の必要コバ厚はさらに小さくなり、第１レンズ群ＧＲ１が３枚以上で構成されたズームレンズより一層の薄型化が可能となる。前述のような第１レンズ群ＧＲ１の小型化は光学全長短縮、および、前玉径の小型化だけではなく、沈胴時の小型化にも寄与する。仮に、第１レンズ群を３枚のレンズにより構成した場合には、入射瞳がズームレンズの物体側面から離れるため前玉径が大型化してしまう。また、その場合、第１レンズ群の光軸上の中心厚を薄くすることができず、沈胴状態時の小型化に適さない。また、その場合において広角化を試みるとさらに前玉径が大型化するため、広角化には適さない。

第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、負レンズＬ２１と、両側に凹面を有する負レンズＬ２２と、正レンズＬ２３からなる。全体として負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２を前述のような３枚の構成とすることにより、変倍比が６倍以上の高倍率ズームレンズであっても、広角端での像面湾曲および倍率色収差や、望遠端での球面収差を効果的に抑制することができる。

第３レンズ群ＧＲ３は、物体側から順に、正レンズＬ３１と、負レンズＬ３２と、正レンズＬ３３とからなる。このような配置を採用することにより、広角端から望遠端までの全域における球面収差、像面湾曲を良好に補正することが可能となる。また、第３レンズ群ＧＲ３の物体側に開口絞りを配置した場合には、射出瞳位置が像面から遠ざかり、撮像面への光線入射角度を小さくすることができ、撮像域周辺部での光量低下や偽色の発生を低減することができる。仮に、第３レンズ群を４枚のレンズにより構成してしまうと、第３レンズ群の中心厚を薄くすることができず、沈胴状態時の小型化に適さない。

第４レンズ群ＧＲ４は、１枚の正レンズからなり、変倍時の結像位置の変動、および、諸収差の変動を補正している。また、小型な１枚のレンズで構成されるため軽量であり、様々な物体距離への合焦に用いることに適している。

上述した各群のレンズ構成とすることにより、６倍以上のズームレンズにあって各ズーム域での球面収差、像面湾曲、歪曲収差を適切に補正することができるようになる。また、光学全長と前玉径を小型化することができる。さらに、合計で９枚のレンズにより構成されることから沈胴時の小型化も実現することができる。

また、本開示におけるズームレンズは、以下の条件式（ａ）を満たすことがより好ましい。
条件式（ａ）： ０．９５ ＜ ｜Ｆ２／ＦＷ｜ ＜ １．２５
但し、
Ｆ２：第２レンズ群ＧＲ２の焦点距離、
ＦＷ：ズームレンズの広角端での焦点距離
とする。

条件式（ａ）は、第２レンズ群ＧＲ２の焦点距離を、広角端の焦点距離で正規化したものである。収差を十分に補正しながら、光学全長を小型にするためには各レンズ群の焦点距離の配分が適切になされる必要があるが、その中でもいわゆる変倍群である第２レンズ群ＧＲ２の焦点距離の範囲は条件式の範囲内であることが望ましい。条件式（ａ）の上限を超えて、第２レンズ群ＧＲ２の屈折力が大きくなりすぎると、望遠端での像面湾曲が大きくなり過ぎ、結像性能を維持したままの高変倍化が困難となる。一方、条件式（ａ）の下限を下回って第２レンズ群ＧＲ２の屈折力が小さくなり過ぎると、変倍のための屈折力が弱くなり、光学全長の短縮に適さない。また、入射瞳位置が第１レンズ群ＧＲ１の物体位置から遠ざかるため、前玉径の大型化も招く。

なお、本開示のズームレンズにおいては条件式（ａ）の数値範囲を以下の条件式（ａ'） の範囲に設定することがより望ましい。
条件式（ａ'）： １．００ ＜ ｜Ｆ２／ＦＷ｜ ＜ １．２０

また、本開示におけるズームレンズは、以下の条件式（ｂ）を満たすことがより好ましい。
条件式（ｂ）： ０．７５ ＜ ｜β３Ｗ｜ ＜ １．０
但し、
β３Ｗ：第３レンズ群ＧＲ３の広角端における横倍率
とする。

条件式（ｂ）は、第３レンズ群ＧＲ３の広角端での横倍率の絶対値を規定するものである。条件式（ｂ）の上限を超えて第３レンズ群ＧＲ３の広角端での横倍率の絶対値が大きくなり過ぎると、望遠端での横倍率の絶対値が大きくなり過ぎてしまう。そのため、望遠端において、第１レンズ群ＧＲ１および第２レンズ群ＧＲ２で発生する球面収差、色収差、像面湾曲が第３レンズ群ＧＲ３により大きく拡大されてしまい、高変倍化が困難となる。一方、条件式（ｂ）の下限を下回って第３レンズ群の横倍率の絶対値が小さくなり過ぎると、広角端で第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３の間隔が広がり過ぎて、前玉径の大型化を招くため、広角化に適さない。また、第３レンズ群が像側に近づくため、像面への光線入射角度が大きくなり過ぎ、撮像面の周辺部での光量の低下や、偽色が発生し易くなる。

なお、本開示のズームレンズにおいては条件式（ｂ）の数値範囲を以下の条件式（ｂ'
）の範囲に設定することがより望ましい。
条件式（ｂ'）： ０．８０ ＜ ｜β３Ｗ｜ ＜ １．０５

また、本開示におけるズームレンズは、以下の条件式（ｃ）を満たすことがより好ましい。
条件式（ｃ）： ０．９ ＜ Ｌ２／ＩＭ ＜ １．３
但し、
Ｌ２：第２レンズ群ＧＲ２における物体側の負レンズＬ２１の物体側面頂から正レンズＬ２３の像側面頂までの距離、
ＩＭ：像面上の記録範囲における最大像高
とする。

条件式（ｃ）は、第２レンズ群ＧＲ２の負レンズＬ２１の物体側面頂から正レンズＬ２３の像側面頂までの距離、すなわち光軸上の中心厚を規定するものである。ＩＭはズーム光学系の像面上の記録範囲における最大像高であり、すなわち最大画角とされる光線が到達する像高である。ズームレンズの各ズーム域において最大となる像高が変化するズーム光学系の場合においては、望遠端での最大像高とする。

本開示のズームレンズにおいては、条件式（ｃ）を満たすことにより、必要な変倍のための屈折力を維持しながら、上述の各レンズ群のレンズ構成に最適な収差補正が可能となり、光学全長の短縮と前玉径の小型化を実現することができる。つまり、条件式（ｃ）の下限を下回ると、第２レンズ群ＧＲ２は薄くなりすぎ、像面湾曲および倍率色収差等を補正すると所望の屈折力を得ることの両立が困難になる。また、薄型化のために第２レンズ群ＧＲ２内の負レンズＬ２１の曲率を小さくすると、それに伴って第２レンズ群ＧＲ２の屈折力が弱まるため、光学全長および前玉径が大型化してしまう。一方、条件式（ｃ）の上限を超えると、第２レンズ群ＧＲ２は厚くなり過ぎ、変倍のための空気間隔が減少し、光学全長の大型化を招く。また、必然的に沈胴時の厚さ方向の大型化を引き起こす。

なお、本開示のズームレンズにおいては、条件式（ｃ）の数値範囲を以下の条件式（ｃ'）の範囲に設定することがより望ましい。
条件式（ｃ'）： １．０ ＜ Ｌ２１−Ｌ２３／ＩＭ ＜ １．２

また、本開示におけるズームレンズは、以下の条件式（ｄ）を満たすことがより好ましい。
条件式（ｄ）： ６．０ ＜ ｜Ｔａｎ（ωＷ）／Ｔａｎ（ωＴ）｜ ＜ １６．０
但し、
ωＷ：ズームレンズの広角端での半画角、
ωＴ：ズームレンズの望遠端での半画角
とする。

条件式（ｄ）は、望遠端の画角と広角端の画角の比を、特に本発明の効果がより顕著となる範囲に規定するものである。条件式（ｄ）の上限を超えて、画角の比が大きくなりすぎると本開示におけるレンズ構成においては、全ズーム域において良好な収差補正を実現することが困難となってくる。また、条件式（ｄ）の下限を下回ると、本開示におけるズームレンズが目的とする所望の高変倍化が実現できなくなるとともに、各レンズ構成を上述の如く構成するのに最適なものでなくなる場合がある。

なお、本開示のズームレンズにおいては条件式（ｄ）の数値範囲を以下の条件式（ｄ'）の範囲に設定することがより望ましい。
条件式（ｄ'）： ７．０ ＜ ｜Ｔａｎ（ωＷ）／Ｔａｎ（ωＴ）｜ ＜ １４．０

また、本開示におけるズームレンズは、以下の条件式（ｅ）を満たすことがより好ましい。
条件式（ｅ）： ５．０ ＜ Ｆ１／ＦＷ ＜ ７．５
但し、
Ｆ１：第１レンズ群ＧＲ１の焦点距離、
ＦＷ：ズームレンズの広角端での焦点距離
とする。

条件式（ｅ）は、第１レンズ群ＧＲ１の焦点距離を広角端の焦点距離で規格化したものである。条件式（ｅ）の上限を超えて第１レンズ群ＧＲ１の焦点距離が大きくなり過ぎると、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２の間隔変化によって生じる変倍の作用が弱まるため、所望の高変倍化が困難となる。一方、条件式（ｅ）の下限を下回って、第１レンズ群ＧＲ１の焦点距離が小さくなり過ぎると、第１レンズ群ＧＲ１で発生に起因する、主に望遠端での球面収差と軸上色収差が大きくなる。これらの諸収差は変倍比の増加に伴って増大していくため、これにより高変倍化が困難となる。

なお、本開示のズームレンズにおいては条件式（ｅ）の数値範囲を以下の条件式（ｅ'）の範囲に設定することがより望ましい。
条件式（ｅ'）： ５．０ ＜ Ｆ１／ＦＷ ＜ ６．５

また、本開示におけるズームレンズは、以下の条件式（ｆ）を満たすことがより好ましい。
条件式（ｆ）： １．０ ＜ ｜ＬＴ／ＦＴ｜ ＜ １．５
但し、
ＬＴ：ズームレンズの望遠端での光学全長、
ＦＴ：ズームレンズの望遠端での焦点距離
とする。

条件式（ｆ）は、望遠端の焦点距離に対する、ズームレンズの望遠端での光学全長の比を表す、いわゆる望遠比である。ここでの光学全長とは一般的に解釈されるとおり、第１レンズ群ＧＲ１の物体側の面頂から像側焦点までの光軸上の距離のことである。条件式（ｆ）の上限を超えて望遠比が大きくなり過ぎることは、望遠端での光学全長の増大を意味し、所望の小型化を達成できない。一方、条件式（ｆ）の下限を下回って望遠比が小さくなり過ぎることは、望遠端での光学全長が短くなり過ぎることを表す。したがって、このような光学全長とした場合、第１レンズ群ＧＲ１および第２レンズ群ＧＲ２の屈折力が大きくなり過ぎるため、望遠端での球面収差および軸上色収差の補正が困難となる。

また、本開示におけるズームレンズは、以下の条件式（ｇ）を満たすことがより好ましい。
条件式（ｇ）： ０．５ ＜ Ｆ１／ＦＴ ＜ １．２
但し、
Ｆ１：第１レンズ群ＧＲ１の焦点距離、
ＦＴ：ズームレンズの望遠端での焦点距離
とする。

条件式（ｇ）は、第１レンズ群ＧＲ１の焦点距離を望遠端の焦点距離で規格化したものである。条件式（ｇ）の上限を超えて第１レンズ群ＧＲ１の焦点距離が大きくなり過ぎると、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２の間隔変化によって生じる変倍の作用が弱まるため、所望の高変倍化が困難となる。一方、条件式（ｇ）の下限を下回って、第１レンズ群ＧＲ１の焦点距離が小さくなり過ぎると、第１レンズ群ＧＲ１で発生に起因する、主に望遠端での球面収差と軸上色収差が大きくなる。これらの諸収差は変倍比の増加に伴って増大していくため、高変倍化が困難となる。

なお、本開示のズームレンズにおいては条件式（ｇ）の数値範囲を以下の条件式（ｇ'）の範囲に設定することがより望ましい。
条件式（ｇ'）： ０．６ ＜ Ｆ１／ＦＴ ＜ １．１

また、本開示におけるズームレンズは、以下の条件式（ｈ）を満たすことがより好ましい。
条件式（ｈ）： ２．１ ＜ ｜β３Ｔ／β３Ｗ｜ ＜ ２．６
但し、
β３Ｔ：第３レンズ群ＧＲ３の望遠端での横倍率、
β３Ｗ：第３レンズ群ＧＲ３の広角端における横倍率
とする。

条件式（ｈ）は、第３レンズ群ＧＲ３の望遠端での横倍率と広角端での横倍率の比の絶対値である。条件式（ｈ）の上限を超えて比の絶対値が大きくなることは、第３レンズ群ＧＲ３の変倍作用が大きくなり過ぎることを表し、第３レンズ群ＧＲ３の移動量の増大につながるため、光学全長の短縮が困難となる。また、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３の間に絞りを配置してある場合には、広角端から望遠端への変倍時にＦ値の変化が大きくなり過ぎ、望遠端での所望の口径比の確保が難しくなる。もしくは、口径比を確保するための可変絞り等の付加的な機構が必要となり機構の大型化を招く。条件式（ｈ）の下限を下回って比の絶対値が小さくなることは、第３レンズ群ＧＲ３の変倍作用が小さくなり過ぎることを表す。したがって、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２の間隔の変動による変倍作用の負担が大きくなるため、光学全長の増大につながる。さらに、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２の間隔の変動が大きくなり過ぎると、変倍に際しての像面湾曲の変動も大きくなるため、所望の結像性能を有することが困難となる。

また、本開示におけるズームレンズは、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２は互いに接合された接合レンズとし、負レンズＬ２２と正レンズＬ２３はそれぞれ接合されていないレンズとすることがより好ましい。第１レンズ群ＧＲ１を構成する負レンズＬ１１と正レンズＬ１２が接合されていない場合は、互いのレンズの偏芯が起こり易く、主に像面湾曲、倍率色収差の非対称性をもたらす偏芯収差が発生し易くなる。また、第１レンズ群ＧＲ１の主点位置が実際のレンズ群の位置よりも像側となるため、同じ屈折力で構成した場合に全長が大型化する。負レンズＬ１１と正レンズＬ１２が互いに接合された接合レンズである場合には、これらの偏芯収差を抑えることができる。また、それだけでなく、ズームレンズ全系で発生している偏芯収差を、負レンズＬ１１と正レンズＬ１２からなる接合レンズを一体的に偏芯させて補正する、いわゆる調芯が容易となる。また、負レンズＬ２２と正レンズＬ２３をそれぞれ分離した構成とすることで、負レンズＬ２２と正レンズＬ２３の空気間隔での収差補正の自由度が向上するため、広角側での軸外収差、望遠端での軸上および軸外収差を効果的に補正することが容易となる。

また、本開示におけるズームレンズは、正レンズＬ１２の像側面、負レンズＬ２１の物体側面および像側面において非球面形状を有することがより好ましい。正レンズＬ１２の像面側を非球面形状とすることにより、第１レンズ群ＧＲ１が２枚のみの構成であっても、望遠側の単色収差、特に球面収差と像面湾曲を補正することが容易となり、光学全長と沈胴時の全長の短縮が可能となる。負レンズＬ２１の物体側および像側の両面を非球面形状とすることにより、負レンズＬ２１の屈折力を強めた場合でも、広角側での歪曲収差、像面湾曲の補正効果を維持することができ、撮影画角７０度以上の広角化が比較的容易になる。さらに、第２レンズ群ＧＲ２全体の屈折力も向上し、各レンズ群の変倍時の移動量が減少するため、結果として光学全長の短縮が可能となる。

また、本開示におけるズームレンズは、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３の間に、各ズーム位置でＦ値を規定する開口絞りを設けてあり、変倍に際しては第３レンズ群ＧＲ３と一体となって移動することがより好ましい。各ズーム位置でＦ値を規定する絞りとしての開口部は、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３の間に配置されることが好ましく、第３レンズ群ＧＲ３近傍に配置されると、広角側での球面収差、コマ収差の抑制に効果がある。特には、第３レンズ群ＧＲ３を保持する機構部とともに変倍時に移動するようしてあれば、絞りを移動させるための付加的な機構部の必要がなく、ズームレンズの小型化に望ましいものとなる。

また、本開示におけるズームレンズは、第３レンズ群ＧＲ３において正レンズＬ３１と負レンズＬ３２は互いに接合された接合レンズとすることがより好ましい。正レンズＬ３１と負レンズＬ３２が接合可能な形状とし、接合することで、ズーム全域での軸上収差の補正を行うことが容易となり、組み立ても容易となる。

また、本開示におけるズームレンズは、物体への合焦に際して第４レンズ群ＧＲ４のみが移動させることがより好ましい。第４レンズ群ＧＲ４をフォーカシングのためのレンズ群として用いることにより、シャッターユニットやアイリスユニットの駆動制御を行う駆動系やレンズ群をシフトさせる防振駆動系との干渉を回避し易く、小型化を図ることができる。なお、正レンズＬ４１は収差補正の自由度を得るために非球面形状を有することがより好ましい。また、正レンズＬ４１は軽量化、低コスト化のために樹脂材料により成形されることがより好ましい。

また、本開示におけるズームレンズは、以下の条件式（ｉ）を満たすことがより好ましい。
条件式（ｉ）： ０．２ ＜ ＦＭ／ＦＴ ＜ ０．８
但し、
ＦＭ：無限遠物体への合焦時に第４レンズ群ＧＲ４における正レンズＬ４１が最も像側に位置するズーム位置での焦点距離、
ＦＴ：ズームレンズの望遠端での焦点距離
とする。

条件式（ｉ）は、望遠端の焦点距離と、無限遠物体への合焦時に第４レンズ群ＧＲ４が最も像側に位置するズーム位置での焦点距離との比を表すものである。条件式（ｉ）を満たす場合には、無限遠物体へ合焦した状態でのズームレンズの変倍において、広角端と望遠端以外の中間ズーム域で最も像側に位置される。そのため、近距離物体への合焦時の第４レンズ群ＧＲ４の物体側の空間を確保することができ、これにより第４レンズ群ＧＲ４の移動量範囲を小さくすることが可能となる。条件式（ｉ）の下限を下回るとき、すなわち変倍において広角側で、第４レンズ群ＧＲ４が最も像側に位置するようなズームレンズであるとき、必然的に広角端よりも望遠端で第４レンズ群が物体側に位置することになる。これにより、第４レンズ群ＧＲ４の横倍率は広角端よりも望遠端の方が大きくなるため、変倍への寄与がなくなり好ましくない状態となる。一方、条件式（ｉ）の上限を上回るとき、すなわち変倍において望遠端で第４レンズ群ＧＲ４が最も像側に位置するようなズームレンズであるとき、ズームレンズ全系の焦点距離が大きくなっているにも関わらず、第４レンズ群ＧＲ４のフォーカス感度が低下する。これにより、結果として近距離物体への合焦に際しての移動量が大きくなるため、小型化することが困難となる。

なお、本開示におけるズームレンズのフォーカス感度とは、フォーカスレンズ群である第４レンズ群ＧＲ４の光軸方向の移動量に対する、像の光軸方向の移動量の比を表すものである。

また、本開示における焦点距離、画角、入射瞳位置、射出瞳位置、横倍率等は、特に断りのない限りｄ線の波長の光線に対する諸数値を表すものとする。

すなわち、本開示における撮像装置は、上述のズームレンズを有することにより、高い結像性能を有し、撮影状態および沈胴時にも小型でありながら、広角端での撮影画角が７０°乃至９０°程度あり、６倍以上のズーム比を実現可能な撮像装置とすることができる。

なお、ズームレンズにおいては、第１レンズ群ＧＲ１乃至第４レンズ群ＧＲ４のうち、一つのレンズ群または一つのレンズ群の一部を光軸に略垂直な方向へ移動（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。このように、本開示のズームレンズは、レンズ群またはその一部を光軸に略垂直な方向へ移動させて像ブレを検出する検出系と、各レンズ群をシフトさせる駆動系と、検出系の出力に基づいて駆動系にシフト量を付与する制御系とを備える。これら検出系、駆動系および制御系を組み合わせることにより、ズームレンズを防振光学系としても機能させることが可能である。特に、本開示のズームレンズにおいては、第３レンズ群ＧＲ３の全体を光軸に略垂直な方向にシフトさせることにより、少ない収差変動で像をシフトさせることが可能である。

また、ここでは第１レンズ群ＧＲ１乃至第４レンズ群ＧＲ４からなるズームレンズについて説明するが、実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに備えるようにしてもよく、その場合にもズームレンズ全系としての性能に影響を与えない。

以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（数値実施例１）
２．第２の実施の形態（数値実施例２）
３．第３の実施の形態（数値実施例３）
４．適用例（撮像装置）

なお、以降の各表や説明において示す記号の意味等については、以下に示す通りであ
る。ＦＮｏ．は開放Ｆ値（Ｆナンバー）、ｆはレンズ全系の焦点距離、ωは半画角、ｒｉは第ｉ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面のレンズ面の間隔、ｎｉは第ｉ面のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する硝材または素材の屈折率、νｉは第ｉ面のアッベ数を示す。また、「ＡＳＰ」で示した面は非球面（aspherical）であり、非球面は次式で表される形状である。
ｘ＝（ｙ²・ｃ²））／（１＋（１−（１＋κ）・ｙ²・ｃ²）^1/2＋ΣＡｉ・Ｙｉ
但し、
ｘ ： レンズ面頂点からの光軸方向の距離、
ｙ ： 光軸と垂直な方向の高さ、
ｃ ： レンズ頂点での近軸曲率、
κ ： コーニック定数、
Ａｉ： 第ｉ次の非球面係数
である。

＜１．第１の実施の形態＞
［レンズ構成］
図１は、本技術の第１の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。この第１の実施の形態におけるズームレンズでは、物体側から像面に対して順に、正の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４が配列される。

第１レンズ群ＧＲ１は、負レンズＬ１１と像側に非球面を有する両凸形状の正レンズＬ１２との接合レンズからなる。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側より順に、両側に非球面を有する負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、正レンズＬ２３からなる。第３レンズ群の物体側には絞りを有する。第３レンズ群は、正レンズＬ３１および負レンズＬ３２の接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３３とからなる。第４レンズ群は、両面が非球面形状であり光学樹脂に成形された１枚の正レンズＬ４１から構成される。なお、第４レンズ群ＧＲ４と像面ＩＭＧとの間にはシールガラスＳＧが配置される。

この第１の実施の形態において、単焦点距離端から長焦点距離端へとレンズ位置が変化する際に、各レンズ群の間隔が変化する。同図（ａ）は単焦点距離端、同図（ｂ）は標準焦点距離、同図（ｃ）は長焦点距離端をそれぞれ示している。

［レンズの緒元］
表１に、第１の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデータを示す。

この第１の実施の形態におけるズームレンズでは、第３面、第４面、第５面、第１１面、第１６面、第１７面は、上述の通り非球面形状によって構成されている。これら各面の円錐定数к、第４次、第６次、第８次および第１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８およびＡ１０を、表２に示す。なお、表中「Ｅ−××」は１０を底とする指数表現である。例えば、「Ｅ−０１」は「１０^-1」を表す。

この第１の実施の形態において、単焦点距離端から長焦点距離端へとレンズ位置が変化する際に、以下の各レンズ群の間隔が変化する。すなわち、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の間隔ｄ３、第２レンズ群ＧＲ２と絞りとの間の間隔ｄ９、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間の間隔ｄ１５、第４レンズ群ＧＲ４とシールガラスＳＧとの間の間隔ｄ１７である。単焦点距離端（ｆ＝４．９０）、標準焦点距離（ｆ＝１４．３１）、長焦点距離端（ｆ＝４１．６７）における間隔ｄ３、ｄ９、ｄ１５およびｄ１７の各数値、焦点距離ｆ、開放Ｆ値ＦＮｏ．、半画角ω、レンズ全長を、表３に示す。

［レンズの収差］
図２乃至図４に第１の実施の形態によるズームレンズの各収差図を示す。図２は、第１の実施の形態によるズームレンズの単焦点距離端における各収差図である。図３は、第１の実施の形態によるズームレンズの広角端と望遠端との中間の標準焦点距離における各収差図である。図４は、第１の実施の形態によるズームレンズの長焦点距離端における各収差図である。それぞれにおいて、（ａ）球面収差図、（ｂ）非点収差図、および、（ｃ）歪曲収差図をそれぞれ示している。

なお、球面収差図において、実線はｄ線（５８７．６ｎｍ）、破線はｃ線（波長６５６．３ｎｍ）、一点鎖線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）における値を示す。また、非点収差図において、実線Ｓはサジタル像面、破線Ｍはメリディオナル像面における値を示す。

これら収差図からも明らかなように、第１の実施の形態におけるズームレンズで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わかる。

＜２．第２の実施の形態＞
［レンズの構成］
図５は、本技術の第２の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。この第２の実施の形態におけるズームレンズでは、物体側から像面に対して順に、正の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４が配列される。

第１レンズ群は、負レンズＬ１１と像側に非球面を有する両凸形状の正レンズＬ１２との接合レンズからなる。第２レンズ群は、物体側より順に、両側に非球面を有する負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、正レンズＬ２３からなる。第３レンズ群の物体側には絞りを有する。第３レンズ群は、正レンズＬ３１および負レンズＬ３２の接合レンズと、両凸形状で像側面が非球面形状の正レンズＬ３３からなる。第４レンズ群は、両面が球面の１枚の正レンズＬ４１から構成される。なお、第４レンズ群ＧＲ４と像面ＩＭＧとの間にはシールガラスＳＧが配置される。

この第２の実施の形態において、単焦点距離端から長焦点距離端へとレンズ位置が変化する際に、各レンズ群の間隔が変化する。同図（ａ）は単焦点距離端、同図（ｂ）は標準焦点距離、同図（ｃ）は長焦点距離端をそれぞれ示している。

［レンズの緒元］
表４に、第２の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデータを示す。

この第２の実施の形態におけるズームレンズでは、第３面、第４面、第５面、第１１面、第１５面は、上述の通り非球面形状によって構成されている。これら各面の円錐定数к、第４次、第６次、第８次および第１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８およびＡ１０を、表５に示す。

この第２の実施の形態において、単焦点距離端から長焦点距離端へとレンズ位置が変化する際に、以下の各レンズ群の間隔が変化する。すなわち、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の間隔ｄ３、第２レンズ群ＧＲ２と絞りとの間の間隔ｄ９、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間の間隔ｄ１５、第４レンズ群ＧＲ４とシールガラスＳＧとの間の間隔ｄ１７である。単焦点距離端（ｆ＝４．９１）、標準焦点距離（ｆ＝１２．８０）、長焦点距離端（ｆ＝３３．４７）における間隔ｄ３、ｄ９、ｄ１５およびｄ１７の各数値、焦点距離ｆ、開放Ｆ値ＦＮｏ．、半画角ω、レンズ全長を、表６に示す。

［レンズの収差］
図６乃至図８に第２の実施の形態によるズームレンズの各収差図を示す。図６は、第２の実施の形態によるズームレンズの単焦点距離端における各収差図である。図７は、第２の実施の形態によるズームレンズの広角端と望遠端との中間の標準焦点距離における各収差図である。図８は、第２の実施の形態によるズームレンズの長焦点距離端における各収差図である。それぞれにおいて、（ａ）球面収差図、（ｂ）非点収差図、および、（ｃ）歪曲収差図をそれぞれ示している。なお、各収差図における線種は第１の実施の形態において説明したものと同様である。

これら収差図からも明らかなように、第２の実施の形態におけるズームレンズで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わかる。

＜３．第３の実施の形態＞
［レンズの構成］
図９は、本技術の第３の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。この第３の実施の形態におけるズームレンズでは、物体側から像面に対して順に、正の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４が配列される。

第１レンズ群は、負レンズＬ１１と像側に非球面を有する両凸形状の正レンズＬ１２との接合レンズからなる。第２レンズ群は、物体側より順に、両側に非球面を有する負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、正レンズＬ２３からなる。第３レンズ群の物体側には絞りを有する。第３レンズ群は、正レンズＬ３１および負レンズＬ３２の接合レンズと、両凸形状で両面が非球面形状の正レンズＬ３３からなる。第４レンズ群は、片面が非球面形状であり光学樹脂に成形された１枚の正レンズＬ４１から構成される。

この第３の実施の形態において、単焦点距離端から長焦点距離端へとレンズ位置が変化する際に、各レンズ群の間隔が変化する。同図（ａ）は単焦点距離端、同図（ｂ）は標準焦点距離、同図（ｃ）は長焦点距離端をそれぞれ示している。

［レンズの緒元］
表７に、第３の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデータを示す。

この第３の実施の形態におけるズームレンズでは、第３面、第４面、第５面、第１１面、第１４面、第１５面、第１６面、第１７面は、上述の通り非球面形状によって構成されている。これら各面の円錐定数к、第４次、第６次、第８次および第１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８およびＡ１０を、表８に示す。

この第３の実施の形態において、単焦点距離端から長焦点距離端へとレンズ位置が変化する際に、以下の各レンズ群の間隔が変化する。すなわち、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の間隔ｄ３、第２レンズ群ＧＲ２と絞りとの間の間隔ｄ９、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間の間隔ｄ１５、第４レンズ群ＧＲ４とシールガラスＳＧとの間の間隔ｄ１７である。単焦点距離端（ｆ＝４．６５）、標準焦点距離（ｆ＝１４．３１）、長焦点距離端（ｆ＝４６．６０）における間隔ｄ３、ｄ９、ｄ１５およびｄ１７の各数値、焦点距離ｆ、開放Ｆ値ＦＮｏ．、半画角ω、レンズ全長を、表９に示す。

［レンズの収差］
図１０乃至図１２に第３の実施の形態によるズームレンズの各収差図を示す。図１０は、第３の実施の形態によるズームレンズの単焦点距離端における各収差図である。図１１は、第３の実施の形態によるズームレンズの広角端と望遠端との中間の標準焦点距離における各収差図である。図１２は、第３の実施の形態によるズームレンズの長焦点距離端における各収差図である。それぞれにおいて、（ａ）球面収差図、（ｂ）非点収差図、および、（ｃ）歪曲収差図をそれぞれ示している。なお、各収差図における線種は第１の実施の形態において説明したものと同様である。

これら収差図からも明らかなように、第３の実施の形態におけるズームレンズで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わかる。

［条件式のまとめ］
表１０に第１乃至第３の実施の形態の数値実施例１乃至３における各値を示す。この値からも明らかなように、条件式（ａ）乃至（ｉ）を満足することがわかる。

＜４．適用例＞
［撮像装置の構成］
図１３は、第１乃至第３の実施の形態によるズームレンズを撮像装置１００に適用した例を示す図である。この撮像装置１００は、カメラブロック１１０と、カメラ信号処理部１２０と、画像処理部１３０と、表示部１４０と、リーダ／ライタ１５０と、プロセッサ１６０と、入力部１７０と、レンズ駆動制御部１８０とを備えている。

カメラブロック１１０は、撮像機能を担うものであり、本開示によるズームレンズ１１１を含む光学系や、撮像素子１１２等により構成される。撮像素子１１２は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等に実現される。

カメラ信号処理部１２０は、撮影された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うものである。このカメラ信号処理部１２０は、撮像素子１１２からの出力信号に対するデジタル信号への変換、ノイズ除去、画質補正、輝度信号または色差信号への変換等の各種の信号処理を行う。

画像処理部１３０は、画像信号の記録再生処理を行うものである。この画像処理部１３０は、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および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。

表示部１４０は、撮影された画像等を表示するものである。この表示部１４０は、ユーザの入力部１７０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する。この表示部１４０は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により実現される。

リーダ／ライタ１５０は、メモリカード１５１への画像信号の書込みおよび読出しを行うものである。このリーダ／ライタ１５０は、画像処理部１３０によって符号化された画像データのメモリカード１５１への書込みや、メモリカード１５１に記録された画像データの読出しを行う。なお、メモリカード１５１は、リーダ／ライタ１５０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である。

プロセッサ１６０は、撮像装置の全体を制御するものである。このプロセッサ１６０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し、入力部１７０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。

入力部１７０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成るインターフェースである。この入力部１７０は、例えば、シャッタ操作を行うためのシャッターレリーズボタンや、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プロセッサ１６０に対して出力する。

レンズ駆動制御部１８０は、カメラブロック１１０に配置されたレンズの駆動を制御するものである。このレンズ駆動制御部１８０は、プロセッサ１６０からの制御信号に基づいてズームレンズ１１１の各レンズを駆動する図示しないモータ等を制御する。

この撮像装置１００において、撮影の待機状態では、プロセッサ１６０による制御の下でカメラブロック１１０において撮影された画像信号が、カメラ信号処理部１２０を介して表示部１４０に出力されて、カメラスルー画像として表示される。また、入力部１７０からのズーミングのための指示入力信号が入力されると、プロセッサ１６０がレンズ駆動制御部１８０に制御信号を出力し、このレンズ駆動制御部１８０の制御に基づいてズームレンズ１１１の所定のレンズが移動する。

入力部１７０からの指示入力信号によりカメラブロック１１０の図示しないシャッターレリーズボタンが押下されると、撮影された画像信号がカメラ信号処理部１２０から画像処理部１３０に出力される。そして、圧縮符号化処理されて、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リーダ／ライタ１５０に出力され、メモリカード１５１に書き込まれる。

なお、フォーカシングは、例えば、入力部１７０のシャッター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行われる。このとき、プロセッサ１６０からの制御信号に基づいてレンズ駆動制御部１８０がズームレンズ１１１の所定のレンズを移動させることにより、フォーカシングが行われる。

メモリカード１５１に記録された画像データを再生する場合には、入力部１７０に対する操作に応じて、リーダ／ライタ１５０によってメモリカード１５１から所定の画像データが読み出される。そして、画像処理部１３０によって伸張復号化処理が行われた後、再生画像信号が表示部１４０に出力されて、再生画像が表示される。

なお、この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定されない。すなわち、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラが組み込まれた携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等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。

このように、本技術の実施の形態によれば、ズームレンズを上述の各群のレンズ構成とすることによって、６倍以上のズームレンズにあって各ズーム域での球面収差、像面湾曲、歪曲収差を適切に補正することができる。また、光学全長と前玉径を小型化することができる。さらに、沈胴時の小型化も実現することができる。

なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。

なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とから構成され、広角端から望遠端への変倍において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大するとともに、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するように各群が移動するズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、メニスカス形状を有する負レンズと、両側に凸面を有する正レンズとからなり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、両側に凹面を有する負レンズと、正レンズとからなり、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズとからなり、
前記第４レンズ群は、正レンズからなる
ズームレンズ。
（２）以下の条件式（ａ）を満たす前記（１）に記載のズームレンズ。
条件式（ａ）： ０．９５ ＜ ｜Ｆ２／ＦＷ｜ ＜ １．２５
但し、
Ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離、
ＦＷ：前記ズームレンズの広角端での焦点距離
とする。
（３）以下の条件式（ｂ）を満たす前記（１）または（２）に記載のズームレンズ。
条件式（ｂ）： ０．７５ ＜ ｜β３Ｗ｜ ＜ １．０
但し、
β３Ｗ：前記第３レンズ群の広角端における横倍率
とする。
（４）以下の条件式（ｃ）を満たす前記（１）から（３）のいずれかに記載のズームレンズ。
条件式（ｃ）： ０．９ ＜ Ｌ２／ＩＭ ＜ １．３
但し、
Ｌ２：前記第２レンズ群における最も物体側の前記負レンズの物体側面頂から前記正レンズの像側面頂までの距離、
ＩＭ：像面上の記録範囲における最大像高
とする。
（５）以下の条件式（ｄ）を満たす前記（１）から（４）のいずれかに記載のズームレンズ。
条件式（ｄ）： ６．０ ＜ ｜Ｔａｎ（ωＷ）／Ｔａｎ（ωＴ）｜ ＜ １６．０
但し、
ωＷ：前記ズームレンズの広角端での半画角、
ωＴ：前記ズームレンズの望遠端での半画角
とする。
（６）以下の条件式（ｅ）を満たす前記（１）から（５）のいずれかに記載のズームレンズ。
条件式（ｅ）： ５．０ ＜ Ｆ１／ＦＷ ＜ ７．５
但し、
Ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ＦＷ：前記ズームレンズの広角端での焦点距離
とする。
（７）以下の条件式（ｆ）を満たす前記（１）から（６）のいずれかに記載のズームレンズ。
条件式（ｆ）： １．０ ＜ ｜ＬＴ／ＦＴ｜ ＜ １．５
但し、
ＬＴ：前記ズームレンズの望遠端での光学全長、
ＦＴ：前記ズームレンズの望遠端での焦点距離
とする。
（８）以下の条件式（ｇ）を満たす前記（１）から（７）のいずれかに記載のズームレンズ。
条件式（ｇ）： ０．５ ＜ Ｆ１／ＦＴ ＜ １．２
但し、
Ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ＦＴ：前記ズームレンズの望遠端での焦点距離
とする。
（９）以下の条件式（ｈ）を満たす前記（１）から（８）のいずれかに記載のズームレンズ。
条件式（ｈ）： ２．１ ＜ ｜β３Ｔ／β３Ｗ｜ ＜ ２．６
但し、
β３Ｔ：前記第３レンズ群の望遠端での横倍率、
β３Ｗ：前記第３レンズ群の広角端における横倍率
とする。
（１０）前記第１レンズ群において、前記負レンズと前記正レンズとは互いに接合された接合レンズであり、
前記第２レンズ群において、物体側から２番目の前記負レンズと３番目の前記正レンズはそれぞれ接合されていないレンズである
前記（１）から（９）のいずれかに記載のズームレンズ。
（１１）前記第１レンズ群における前記正レンズの像側面、前記第２レンズ群における最も物体側の前記負レンズの物体側面および像側面は、非球面形状を有する前記（１）から（１０）のいずれかに記載のズームレンズ。
（１２）前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に設けられ、変倍に際しては第３レンズ群と一体となって移動し、各ズーム位置でＦ値を規定する開口絞りを備える前記（１）から（１１）のいずれかに記載のズームレンズ。
（１３）前記第３レンズ群において、物体側の前記正レンズおよび前記負レンズは互いに接合された接合レンズである前記（１）から（１２）のいずれかに記載のズームレンズ。
（１４）物体への合焦に際しては前記第４レンズ群のみが移動し、以下の条件式（ｉ）を満たす前記（１）から（１３）のいずれかに記載のズームレンズ。
条件式（ｉ）： ０．２ ＜ ＦＭ／ＦＴ ＜ ０．８
但し、
ＦＭ：無限遠物体への合焦時に前記第４レンズ群における前記正レンズが最も像側に位置するズーム位置での焦点距離、
ＦＴ：前記ズームレンズの望遠端での焦点距離
とする。
（１５）実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに有する前記（１）から（１４）のいずれかに記載のズームレンズ。
（１６）物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とから構成され、広角端から望遠端への変倍において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大するとともに、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するように各群が移動するズームレンズと、
前記ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子と
を備え、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、負メニスカスレンズと、両側に凸面を有する正レンズとからなり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、両側に凹面を有する負レンズと、正レンズとからなり、
前記第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズとからなり、
前記第４レンズ群は、正レンズからなる
撮像装置。
（１７）実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに有する前記（１６）に記載の撮像装置。

１００ 撮像装置
１１０ カメラブロック
１１１ ズームレンズ
１１２ 撮像素子
１２０ カメラ信号処理部
１３０ 画像処理部
１４０ 表示部
１５０ リーダ／ライタ
１５１ メモリカード
１６０ プロセッサ
１７０ 入力部
１８０ レンズ駆動制御部

Claims (15)

1. 物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とから構成され、広角端から望遠端への変倍において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大するとともに、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するように各群が移動するズームレンズであって、
   前記第１レンズ群は、物体側から順に、メニスカス形状を有する負レンズと、両側に凸面を有する正レンズとからなり、
   前記第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、両側に凹面を有する負レンズと、正レンズとからなり、
   前記第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズとからなり、
   前記第４レンズ群は、正レンズからなる
   ズームレンズ。
2. 以下の条件式（ａ）を満たす請求項１記載のズームレンズ。
   条件式（ａ）： ０．９５ ＜ ｜Ｆ２／ＦＷ｜ ＜ １．２５
   但し、
   Ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離、
   ＦＷ：前記ズームレンズの広角端での焦点距離
   とする。
3. 以下の条件式（ｂ）を満たす請求項１記載のズームレンズ。
   条件式（ｂ）： ０．７５ ＜ ｜β３Ｗ｜ ＜ １．０
   但し、
   β３Ｗ：前記第３レンズ群の広角端における横倍率
   とする。
4. 以下の条件式（ｃ）を満たす請求項１記載のズームレンズ。
   条件式（ｃ）： ０．９ ＜ Ｌ２／ＩＭ ＜ １．３
   但し、
   Ｌ２：前記第２レンズ群における最も物体側の前記負レンズの物体側面頂から前記正レンズの像側面頂までの距離、
   ＩＭ：像面上の記録範囲における最大像高
   とする。
5. 以下の条件式（ｄ）を満たす請求項１記載のズームレンズ。
   条件式（ｄ）： ６．０ ＜ ｜Ｔａｎ（ωＷ）／Ｔａｎ（ωＴ）｜ ＜ １６．０
   但し、
   ωＷ：前記ズームレンズの広角端での半画角、
   ωＴ：前記ズームレンズの望遠端での半画角
   とする。
6. 以下の条件式（ｅ）を満たす請求項１記載のズームレンズ。
   条件式（ｅ）： ５．０ ＜ Ｆ１／ＦＷ ＜ ７．５
   但し、
   Ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
   ＦＷ：前記ズームレンズの広角端での焦点距離
   とする。
7. 以下の条件式（ｆ）を満たす請求項１記載のズームレンズ。
   条件式（ｆ）： １．０ ＜ ｜ＬＴ／ＦＴ｜ ＜ １．５
   但し、
   ＬＴ：前記ズームレンズの望遠端での光学全長、
   ＦＴ：前記ズームレンズの望遠端での焦点距離
   とする。
8. 以下の条件式（ｇ）を満たす請求項１記載のズームレンズ。
   条件式（ｇ）： ０．５ ＜ Ｆ１／ＦＴ ＜ １．２
   但し、
   Ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
   ＦＴ：前記ズームレンズの望遠端での焦点距離
   とする。
9. 以下の条件式（ｈ）を満たす請求項１記載のズームレンズ。
   条件式（ｈ）： ２．１ ＜ ｜β３Ｔ／β３Ｗ｜ ＜ ２．６
   但し、
   β３Ｔ：前記第３レンズ群の望遠端での横倍率、
   β３Ｗ：前記第３レンズ群の広角端における横倍率
   とする。
10. 前記第１レンズ群において、前記負レンズと前記正レンズとは互いに接合された接合レンズであり、
    前記第２レンズ群において、物体側から２番目の前記負レンズと３番目の前記正レンズはそれぞれ接合されていないレンズである
    請求項１記載のズームレンズ。
11. 前記第１レンズ群における前記正レンズの像側面、前記第２レンズ群における最も物体側の前記負レンズの物体側面および像側面は、非球面形状を有する請求項１記載のズームレンズ。
12. 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に設けられ、変倍に際しては第３レンズ群と一体となって移動し、各ズーム位置でＦ値を規定する開口絞りを備える請求項１記載のズームレンズ。
13. 前記第３レンズ群において、物体側の前記正レンズおよび前記負レンズは互いに接合された接合レンズである請求項１記載のズームレンズ。
14. 物体への合焦に際しては前記第４レンズ群のみが移動し、以下の条件式（ｉ）を満たす請求項１記載のズームレンズ。
    条件式（ｉ）： ０．２ ＜ ＦＭ／ＦＴ ＜ ０．８
    但し、
    ＦＭ：無限遠物体への合焦時に前記第４レンズ群における前記正レンズが最も像側に位置するズーム位置での焦点距離、
    ＦＴ：前記ズームレンズの望遠端での焦点距離
    とする。
15. 物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群とから構成され、広角端から望遠端への変倍において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大するとともに、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少するように各群が移動するズームレンズと、
    前記ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子と
    を備え、
    前記第１レンズ群は、物体側から順に、負メニスカスレンズと、両側に凸面を有する正レンズとからなり、
    前記第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、両側に凹面を有する負レンズと、正レンズとからなり、
    前記第３レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズとからなり、
    前記第４レンズ群は、正レンズからなる
    撮像装置。

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