(57)【要約】【課題】高変倍・広画角で小型かつ１０００万画素の撮像素子に対応した解像力を持とともに十分なテレマクロ機能を有するズームレンズを実現する。【解決手段】物体側より順に、正の第１レンズ群Ｉ、負の第２レンズ群ＩＩ、正の第３レンズ群ＩＩＩ、正の第４レンズ群ＩＶを有し、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が増大するズームレンズにおいて、少なくとも望遠端において近距離物体へのフォーカシングを行う際、無限遠物体に合焦している状態を基準として、第１レンズ群・第２レンズ群が不動で、第３レンズ群が像面側へ移動可能であり、第４レンズ群が物体側へ移動可能である。【選択図】図１
2010019931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が増大するズームレンズにおいて、
少なくとも望遠端において近距離物体へのフォーカシングを行う際、無限遠物体に合焦している状態を基準として、第１レンズ群・第２レンズ群が不動で、第３レンズ群が像面側へ移動可能であり、第４レンズ群が物体側へ移動可能であることを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
請求項１記載のズームレンズにおいて、
少なくとも望遠端において近距離物体へのフォーカシングを行う際、通常は第４レンズ群のみを物体側へ移動させ、第４レンズ群のみの移動によって合焦できる範囲を超えた場合に、第３レンズ群を像面側へ移動させることを特徴とするズームレンズ。
【請求項３】
請求項１記載のズームレンズにおいて、
少なくとも望遠端において、無限遠から特定距離までのフォーカシングが可能な第１の領域と、上記特定距離を含み、より近距離までのでフォーカシングが可能な第２の領域とを有し、
上記第１の領域では、第４レンズ群のみを物体側に移動させてフォーカシングを行い、
上記第２の領域では、第３レンズ群を上記第１の領域とは異なる位置に移動させて固定した上で、上記第４レンズ群の物体側への移動によってフォーカシングを行うことを特徴とするズームレンズ。
【請求項４】
請求項１ないし３の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
望遠端における最大撮影倍率：βＴｍａｘが、条件：
（１）    −０．５  ＜  βＴｍａｘ  ＜  −０．１    
を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項５】
請求項１ないし４の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
望遠端で無限遠物体に合焦した状態における第３レンズ群の結像倍率：Ｍ３ＧＴと、
望遠端で無限遠物体に合焦した状態における第４レンズ群の結像倍率：Ｍ４ＧＴとが、条件：
（２）    −１．０  ＜  （１−Ｍ３ＧＴ２）・Ｍ４ＧＴ２  ＜  −０．３  
を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項６】
請求項１ないし５の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
変倍に際して第４レンズ群が移動し、無限遠物体に合焦した状態における第４レンズ群の移動軌跡が、望遠端において最も像側に位置することを特徴とするズームレンズ。
【請求項７】
請求項１ないし６の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群および第３レンズ群が、広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動することを特徴とするズームレンズ。    
【請求項８】
請求項１ないし７の任意の１に記載の記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することを特徴とするカメラ。
【請求項９】
請求項８記載のカメラにおいて、
画素を２次元に配列された電子撮像素子を有するデジタルカメラであって、
少なくとも望遠端で近距離物体へのフォーカシングを行うに際して、第３レンズ群を移動させる場合に、画像周辺部のシェーディングを電気的に補正することを特徴とするカメラ。
【請求項１０】
請求項８記載のカメラにおいて、
画素を２次元に配列された電子撮像素子を有するデジタルカメラであって、
少なくとも望遠端で近距離物体へのフォーカシングを行うに際して、第３レンズ群を移動させる場合に、画素配列周辺部の所定範囲を出力画像に用いないことを特徴とするカメラ。
【請求項１１】
請求項８ないし１０の任意の１に記載のカメラを有する携帯情報端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ズームレンズおよびカメラおよび携帯情報端末装置に関する。  
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラの市場の増大に伴い、デジタルカメラに対するユーザの要望も多岐にわたり、中でも、高画質化と小型化は常にユーザの欲するところでウエイトが大きい。
【０００３】
従って、当然に、撮影レンズとして用いるズームレンズにも、高性能化と小型化の両立が求められる。
【０００４】
小型化という面では、まず「使用時のレンズ全長（最も物体側のレンズ面から像面までの距離）」を短縮する必要があり、また「各レンズ群の厚み」を短縮して収納時の全長を抑えることも重要である。
【０００５】
高性能化という面では、少なくとも「１０００万画素を超える撮像素子」に対応した解像力を全ズーム域にわたって有することが必要である。  
また、変倍比についてもなるべく大きなものが望まれるが、「３５ｍｍ銀塩カメラ換算の焦点距離で２８〜２００ｍｍ相当程度（約７．１倍）」のズームレンズであれば、一般的な撮影の殆んど全てに対処可能と考えられる。
【０００６】
「撮影レンズの広画角化」を望むユーザも多く、ズームレンズの広角端の半画角は３８度以上であることが望ましい。半画角：３８度は「３５ｍｍ銀塩カメラ（いわゆるライカ版）換算の焦点距離」で２８ｍｍに相当する。  
ズームレンズに対するユーザの要望のひとつとして「マクロ撮影機能」が挙げられる。  
マクロ撮影機能は「通常の撮影時に合焦できる被写体距離の範囲よりも、さらに近距離にある被写体に合焦して撮影できる機能」であり、より高い撮影倍率を得ることが重要な特性である。
【０００７】
デジタルカメラ用のズームレンズには多くの種類が考えられるが、小型・高変倍に適したタイプとして「物体側より順に、正の焦点距離を持つ第１レンズ群、負の焦点距離を持つ第２レンズ群、正の焦点距離を持つ第３レンズ群、正の焦点距離を持つ第４レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が増大する」ものが知られている（特許文献１、２等）。
【０００８】
これら特許文献１、２記載のズームレンズは、具体的な実施例において、小型・高変倍・広画角とともに高性能を実現しておりユーザの要望に沿うものである。
【０００９】
近来のユーザのデジタルカメラに対する好みとして「焦点距離が比較的長い状態でのマクロ撮影機能（所謂テレマクロ機能）」を有することがあげられる。  
テレマクロ機能には「焦点距離が長い（画角が狭い）状態でのマクロ撮影を可能とすることによって、同じ撮影倍率であってもパースペクティブによる被写体像の歪み」が抑えられ、ワーキングディスタンスも確保でき、照明等の自由度が増すなどのメリットがあるからである。
【００１０】
特許文献２は「正・負・正・正の４レンズ群構成のズームレンズでマクロ撮影機能を有するもの」を開示しているが、「マクロ撮影」は十分であるとしても、テレマクロ機能としてはなお改良の余地なしとしない。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−２６８３７号公報
【特許文献２】特開２００１−０５９９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、前記正・負・正・正の４レンズ群構成のズームレンズでテレマクロ機能を実現することを課題とする。この発明のズームレンズは、後述の実施例に示すように、十分な高性能と高変倍比・広画角を実現できるとともに十分なテレマクロ機能を実現できる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明のズームレンズは、図１に例示するように、物体側（図の左方）より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｉ、負の屈折力を有する第２レンズ群ＩＩ、正の屈折力を有する第３レンズ群ＩＩＩ、正の屈折力を有する第４レンズ群ＩＶを有し、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｉと第２レンズ群ＩＩとの間隔が増大し、第２レンズ群ＩＩと第３レンズ群ＩＩＩとの間隔が減少し、第３レンズ群ＩＩＩと第４レンズ群ＩＶとの間隔が増大するズームレンズである。第２レンズ群ＩＩと第３レンズ群ＩＩＩとの間には絞りＳが配置される。
【００１４】
請求項１記載のズームレンズは、上記の如き構成において以下の如き特徴を有する。  
即ち、少なくとも「望遠端において近距離物体へのフォーカシングを行う」際、無限遠物体に合焦している状態を基準として、第１レンズ群・第２レンズ群が不動で、第３レンズ群が像面側へ移動可能であり、第４レンズ群が物体側へ移動可能である。
【００１５】
請求項１記載のズームレンズは、少なくとも「望遠端において近距離物体へのフォーカシングを行う」際、通常は第４レンズ群のみを物体側へ移動させ、第４レンズ群のみの移動によって合焦できる範囲を超えた場合に「第３レンズ群を像面側へ移動させて合焦させる」ことができる（請求項２）。
【００１６】
請求項１記載のズームレンズはまた、少なくとも望遠端において「無限遠から特定距離までのフォーカシングが可能な第１の領域」と、上記特定距離を含み「より近距離までのでフォーカシングが可能な第２の領域」とを有し、第１の領域では「第４レンズ群のみを物体側に移動」させてフォーカシングを行い、第２の領域では「第３レンズ群を第１の領域とは異なる位置に移動させて固定した上で、第４レンズ群の物体側への移動によってフォーカシングを行う」構成とすることができる（請求項３）。
【００１７】
第２の領域が「第１の領域における特定の距離を含む」とは、第１の領域と第２の領域とが相互に重なり合い、この重なり合った領域に上記「特定の距離」が含まれることを意味する。
【００１８】
請求項１〜３の任意の１に記載のズームレンズは、望遠端における最大撮影倍率：βＴｍａｘが、条件：
（１）    −０．５  ＜  βＴｍａｘ  ＜  −０．１    
を満足することが好ましい（請求項４）。
【００１９】
請求項１〜４の任意の１に記載のズームレンズは、望遠端で無限遠物体に合焦した状態における第３レンズ群の結像倍率：Ｍ３ＧＴと、望遠端で無限遠物体に合焦した状態における第４レンズ群の結像倍率：Ｍ４ＧＴとが、条件：
（２）    −１．０  ＜  （１−Ｍ３ＧＴ２）・Ｍ４ＧＴ２  ＜  −０．３
を満足することが好ましい（請求項５）。
【００２０】
請求項１〜５の任意の１に記載のズームレンズは、変倍に際して第４レンズ群が移動し、無限遠物体に合焦した状態における第４レンズ群の移動軌跡が「望遠端において最も像側に位置する」ことが好ましい（請求項６）。即ち、請求項６記載のズームレンズでは「各倍率において無限遠物体に合焦した第４レンズ群」の位置が、変倍に伴って変位する軌跡において、第４レンズ群の位置が「望遠端において最も像側」に位置する。
【００２１】
請求項１〜６の任意の１に記載のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍に際し、「第１レンズ群および第３レンズ群が、広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動する」ことができる（請求項７）。
【００２２】
この発明のカメラは「請求項１ないし７の任意の１に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有する」ものである（請求項８）。
【００２３】
請求項８記載のカメラは「画素を２次元に配列された電子撮像素子を有するデジタルカメラであって、少なくとも望遠端で近距離物体へのフォーカシングを行うに際して第３レンズ群を移動させる場合に、画像周辺部のシェーディングを電気的に補正する」ものであることができる（請求項９）。
【００２４】
請求項８記載のカメラはまた「画素を２次元に配列された電子撮像素子を有するデジタルカメラであって、少なくとも望遠端で近距離物体へのフォーカシングを行うに際して第３レンズ群を移動させる場合に、画素配列周辺部の所定範囲を出力画像に用いない」ものであることができる（請求項１０）。
【００２５】
この発明の携帯情報端末装置は、上記請求項８ないし１０の任意の１に記載のカメラを有することを特徴とする。
【００２６】
説明を補足する。  
この発明のズームレンズのように、正・負・正・正の４レンズ群を有して構成されるものでは一般に、負の屈折力を持つ第２レンズ群が主要な変倍作用を負担する所謂バリエータとして構成されるが、正の屈折力を持つ第３レンズ群にも「変倍作用を分担」させ、高変倍化に伴って困難になる収差補正の自由度を確保することも多い。
【００２７】
第３レンズ群に「変倍作用を分担」させるようにすると、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が大きくなり、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が小さくなって、第２レンズ群・第３レンズ群の倍率（絶対値）はどちらも増加する。これにより高変倍化が確保される。
【００２８】
このタイプのズームレンズにおいては「第４レンズ群がフォーカシングに用いられる」ことが多い。  
この場合「無限遠から近距離へのフォーカシングに際し、第４レンズ群を物体側へと移動させる」ことになるが、レンズ群を支持・移動させる機構上の制限のため、第４レンズ群を際限なく物体側へ移動できるわけではない。
【００２９】
即ち、第４レンズ群の「フォーカシングのための移動量」には制限がある。最も一般的には「第４レンズ群が像面から離れられる量に物理的な限界がある」と考えて良い。
【００３０】
一方で「ある有限距離の被写体に合焦するために必要な第４レンズ群の移動量」は、望遠端で最も大きく必要となる。従って「十分なテレマクロ機能」を実現するためには、第４レンズ群を「できる限り像面から離す」ことのできる機構が必要となる。
【００３１】
この発明のズームレンズにおいては、少なくとも「望遠端で近距離物体へのフォーカシングを行う」際、無限遠物体に合焦している状態を基準として、第１レンズ群・第２レンズ群を不動とし、第３レンズ群が像面側へ移動可能で、第４レンズ群が物体側へ移動可能であるようにした。
【００３２】
このようなフォーカシング動作により、第４レンズ群の移動量に制限がある場合においても「より大きな撮影倍率を有する近距離撮影」が可能となり、十分なテレマクロ機能を実現できる。  
第３レンズ群を像面側に移動させることは「望遠端で第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が増大する」こととも矛盾しない。  
即ち、望遠端で近距離物体へのフォーカシングが開始されるときには、第３レンズ群は第２レンズ群に近い状態にあり、第４レンズ群は第３レンズ群と離れた状態にある。
【００３３】
また、フォーカシングに伴う第３レンズ群・第４レンズ群の移動によって「無限遠物体合焦時よりは焦点距離が短くなる」が、主要な変倍機能を有する第２レンズ群は（第１レンズ群に対して相対的に）移動させないので、焦点距離はあくまで望遠寄りに保たれ「テレマクロの名に恥じない機能」を実現できる。
【００３４】
上述のような動作を行うこの発明のズームレンズにおいては、請求項２に記載のように、少なくとも望遠端で近距離物体へのフォーカシングを行う際「通常は第４レンズ群のみを移動」させ、「第４レンズ群のみの移動によって合焦できる範囲を超えた場合」に第３レンズ群を移動させることができる。
【００３５】
フォーカシングは「できる限り短時間で行われる」ことが望ましく、「第４レンズ群のみの移動でフォーカシングが可能な範囲」では第３レンズ群を移動させない方が「動作のシーケンスを複雑化させる」ことがなくフォーカシング時間の短縮につながる。  
「第３レンズ群および第４レンズ群の移動にそれぞれ別のアクチュエータを使用」する場合、これらのアクチュエータを「同時に駆動」することは消費電力の点でも不利であるが、上記のようにすることにより消費電力の不利を回避できる。  
請求項３記載のズームレンズは、少なくとも望遠端で「無限遠から特定距離までのフォーカシングが可能な第１の領域」と「上記特定距離を含み、より近距離までのでフォーカシングが可能な第２の領域」とを設け、第１の領域では第４レンズ群のみを移動させてフォーカシングを行い、第２の領域では「第３レンズ群を第１の領域とは異なる位置に移動させて固定」した上で、第４レンズ群の移動によってフォーカシングを行う。
【００３６】
このように「第１の領域と第２の領域をユーザが明示的に設定できるようにする」ことによっても動作のシーケンスを簡略化し、フォーカシング時間の短縮が可能となり、第３レンズ群と第４レンズ群を同時に移動させないため消費電力の点でも有利である。
【００３７】
条件（１）のパラメータ：βＴｍａｘが、上限値：−０．１より大きい場合は「テレマクロ機能として十分な撮影倍率が確保されている」とは言えない。この発明ズームレンズは「βＴｍａｘが−０．１より小さい（絶対値としては大きい）」場合にテレマクロ機能が効力を発揮する。
【００３８】
パラメータ：βＴｍａｘが条件（１）の下限値：−０．５より小さいと「撮影倍率が極端に大きく」なりすぎ、大きな収差が発生して画像が劣化したり、手持ち撮影ではシフト方向のぶれが問題となるなど「ユーザの使い勝手」を悪化させたりする恐れがある。
【００３９】
条件（２）のパラメータ：（１−Ｍ３ＧＴ２）・Ｍ４ＧＴ２が、条件（２）の上限値：−０．３より大きいと、望遠端で近距離物体へのフォーカシングを行う際の第３レンズ群の移動量が大きくなりすぎてズームレンズの小型化やレンズ変位機構の簡単化が困難になる。  
パラメータ：（１−Ｍ３ＧＴ２）・Ｍ４ＧＴ２が条件（２）の下限値：−２．０より小さいと、望遠端で近距離物体へのフォーカシングを行う際に「第３レンズ群の移動量に対する像面の移動量（ピントのずれ量）の比」が大きくなりすぎて「第３レンズ群を高い分解能で移動させる必要」が生じ、レンズ変位機構への負担が大きくなる。  
請求項６に記載されたように、「変倍に際して第４レンズ群が移動する場合、無限遠物体に合焦した状態における第４レンズ群の移動軌跡が、望遠端において最も像側に位置する」ことが望ましい。
【００４０】
望遠端で無限遠物体に合焦した状態において「第４レンズ群が可動範囲の中で、すでに物体側に移動した状態」にあると、第４レンズ群の移動によるフォーカシング範囲が狭くなる。  
無限遠物体に合焦した状態における第４レンズ群の移動軌跡が「望遠端において最も像側に位置する」ようにすることによって、望遠端で近距離物体へのフォーカシングを行う際「第４レンズ群の可動範囲」を最も有効に使用でき、第３レンズ群の移動と併せて「十分な撮影倍率を確保したテレマクロ機能」を実現できる。
【００４１】
この発明のズームレンズを「広画角化・高変倍化」するには、請求項７記載のように、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群および第３レンズ群が、広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動するように構成することが好ましい。
【００４２】
広角端から望遠端への変倍に際して「第１レンズ群を大きく物体側へ移動させる」ことにより、広角端において第１レンズ群を通過する光線高さを低くして、広角化に伴う第１レンズ群の大型化を抑制でき、望遠端では第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を大きく確保して長焦点化に有利である。
【００４３】
さらに、第３レンズ群を移動させることによって変倍作用が分担され、広画角化・高変倍化に伴って困難になる収差補正の自由度が確保可能となる。  
なお「変倍に際して第３レンズ群が移動する」こと自体は、近距離物体へのフォーカシングに際して「第３レンズ群を移動させることが必要」なこの発明のズームレンズにとって、フォーカシングと変倍とに共通の機能であり都合が良い。
【００４４】
この発明のズームレンズは、これを撮影光学系として搭載するカメラに最も好適であるが（請求項８）、このカメラが「イメージャとして画素が２次元に配列された電子撮像素子を有するデジタルカメラ」である場合、電気的な処理と組み合わせることによってテレマクロ機能をさらに充実したものとすることができる。
【００４５】
第１に、少なくとも望遠端で近距離物体へのフォーカシングを行う際に第３レンズ群を移動させる場合、画像周辺部のシェーディングを電気的に補正することである（請求項９）。第３レンズ群を像面側へ移動させると「焦点距離がやや短くなる」ため、画角が少し増加して周辺光量は減少する。
【００４６】
この周辺光量減少により「画像周辺部はシェーディング（輝度の低下）を生じる」ため、これを電気的に補正することが好ましい。  
上記フォーカシングの際には、第３レンズ群を大きく移動させるほど周辺光量の減少は大きくなるため、「第３レンズ群の移動量に応じて補正量を異ならせる」ことがより好ましい。  
このような処理により「周辺光量確保のためにレンズ系を大きくする」といったデメリットを生じることなく十分なテレマクロ機能を実現できる。  
第２に、少なくとも望遠端で近距離物体へのフォーカシングを行う際に第３レンズ群を移動させる場合、画素配列周辺部の所定範囲を出力画像に用いないことである（請求項１０）。
【００４７】
マクロ機能では「撮影倍率を大きくする」ことが重要であるが、最終的な出力形態としてプリントを考えた場合、所謂トリミングをすることによっても拡大率を上げることができるので、画素配列周辺部の所定範囲を出力画像に用いず「中心部だけをトリミング」して用いる選択肢を用意することによってテレマクロ機能の充実を図ることができる。
【００４８】
「中心部だけをトリミング」すれば、上述した周辺光量の減少による画像周辺部のシェーディングが実質的に問題とならなくなるメリットも生じる。
【発明の効果】
【００４９】
以上に説明したように、この発明によれば新規なズームレンズを実現できる。このズームレンズは、後述する実施例に示すように、高変倍・広画角で小型かつ１０００万画素の撮像素子に対応した解像力を持ち、十分なテレマクロ機能を有するズームレンズを実現できる。従って、かかるズームレンズを用いて、性能良好なカメラ・携帯情報端末装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
図１に、ズームレンズの実施の１形態を示す。このズームレンズは、後述する実施例１にかかるものであり、図の上段は広角端におけるレンズ郡配置、中断は中間焦点距離におけるレンズ郡配置、下段は望遠端におけるレンズ郡配置を示す。
【００５１】
各レンズ群Ｉ〜ＩＶおよび絞りＳに対する矢印は、広角端から望遠端への変倍に伴う、各レンズ群Ｉ〜ＩＶおよび絞りＳの移動の様子を示す。符号Ｆは「各種フィルタ」を単一の透明版として示している。
【００５２】
図１に示すズームレンズは、物体側（図の左方）より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｉ、負の屈折力を有する第２レンズ群ＩＩ、正の屈折力を有する第３レンズ群ＩＩＩ、正の屈折力を有する第４レンズ群ＩＶを有し、広角端（図の上段）から望遠端（図の下段）への変倍に際して、第１レンズ群Ｉと第２レンズ群ＩＩとの間隔が増大し、第２レンズ群ＩＩと第３レンズ群ＩＩＩとの間隔が減少し、第３レンズ群ＩＩＩと第４レンズ群ＩＶとの間隔が増大する。
【００５３】
図２は、図１のズームレンズの「望遠端におけるフォーカシング」を説明するための図である。
【００５４】
望遠端において「近距離物体へのフォーカシング」は、無限遠物体に合焦している状態（図２上段）を基準とし、第１レンズ群Ｉ・第２レンズ群ＩＩが不動で、第３レンズ群ＩＩＩが像面側へ移動可能で、第４レンズ群が物体側へ移動可能である。
【００５５】
望遠端において近距離物体へのフォーカシングを行う際、通常は第４レンズ群ＩＶのみを物体側へ移動させ（図２上段から中段）、「第４レンズ群ＩＶのみの移動によって合焦できる範囲」を超えた場合に、第３レンズ群ＩＩＩを像面側へ移動させる（図２中段から下段）。
【００５６】
後述する実施例１に示すように、この実施の形態のズームレンズは条件（１）、（２）を満足する。また、図１に示すように、変倍に際して第４レンズ群ＩＶが移動し、無限遠物体に合焦した状態における第４レンズ群の移動軌跡は、望遠端において最も像側に位置する（図１下段）。
【００５７】
図１に示すように、広角端（図１上段）から望遠端（図１下段）への変倍に際し、第１レンズ群Ｉおよび第３レンズ群ＩＩＩが、広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動する。    
図３、図４にズームレンズの実施の別形態を図１、図２に倣って示す。このズームレンズは、後述する実施例２にかかるものである。
【００５８】
図３に示すズームレンズは、物体側（図の左方）より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｉ、負の屈折力を有する第２レンズ群ＩＩ、正の屈折力を有する第３レンズ群ＩＩＩ、正の屈折力を有する第４レンズ群ＩＶを有し、広角端（図の上段）から望遠端（図の下段）への変倍に際して、第１レンズ群Ｉと第２レンズ群ＩＩとの間隔が増大し、第２レンズ群ＩＩと第３レンズ群ＩＩＩとの間隔が減少し、第３レンズ群ＩＩＩと第４レンズ群ＩＶとの間隔が増大する。
【００５９】
図４は、図１のズームレンズの「望遠端におけるフォーカシング」を説明するための図である。
【００６０】
望遠端において近距離物体へのフォーカシングは、無限遠物体に合焦している状態（図４上段）を基準として、第１レンズ群Ｉ・第２レンズ群ＩＩが不動で、第３レンズ群ＩＩＩが像面側へ移動可能であり、第４レンズ群が物体側へ移動可能である。
【００６１】
望遠端において近距離物体へのフォーカシングを行う際、通常は第４レンズ群ＩＶのみを物体側へ移動させ（図４上段から中段）、「第４レンズ群ＩＶのみの移動によって合焦できる範囲」を超えた場合に、第３レンズ群ＩＩＩを像面側へ移動させる（図４中段から下段）。
【００６２】
後述する実施例２に示すように、この実施の形態のズームレンズは条件（１）、（２）を満足する。また、図３に示すように、変倍に際して第４レンズ群ＩＶが移動し、無限遠物体に合焦した状態における第４レンズ群の移動軌跡は、望遠端において最も像側に位置する（図３下段）。
【００６３】
図３に示すように、広角端（図１上段）から望遠端（図１下段）への変倍に際し、第１レンズ群Ｉおよび第３レンズ群ＩＩＩが、広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動する。
【００６４】
図５にズームレンズの「実施の他の形態」を図２に倣って示す。このズームレンズは、後述する実施例３にかかるものである。
【００６５】
図５に示すズームレンズは、物体側（図の左方）より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｉ、負の屈折力を有する第２レンズ群ＩＩ、正の屈折力を有する第３レンズ群ＩＩＩ、正の屈折力を有する第４レンズ群ＩＶを有する。
【００６６】
図示されていないが、図５のズームレンズにおいても、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｉと第２レンズ群ＩＩとの間隔が増大し、第２レンズ群ＩＩと第３レンズ群ＩＩＩとの間隔が減少し、第３レンズ群ＩＩＩと第４レンズ群ＩＶとの間隔が増大する。
【００６７】
図５は「ズームレンズの望遠端におけるフォーカシング」を説明するための図である。
【００６８】
望遠端において近距離物体へのフォーカシングは、無限遠物体に合焦している状態（図５上段）を基準として、第１レンズ群Ｉ・第２レンズ群ＩＩが不動で、第３レンズ群ＩＩＩが像面側へ移動可能であり、第４レンズ群が物体側へ移動可能である。
【００６９】
図５のズームレンズは、少なくとも望遠端において「無限遠から特定距離までのフォー
カシングが可能な第１の領域（図５最上段から第２段）」と、「特定距離を含み、より近距離までのでフォーカシングが可能な第２の領域（図５第３段から第４段）」とを有し、第１の領域では第４レンズ群ＩＶのみを物体側に移動させてフォーカシングを行い、第２の領域では、第３レンズ群ＩＩＩを「第１の領域とは異なる位置（図５第３段）に移動させて固定」した上で、第４レンズ群ＩＶの物体側への移動によってフォーカシングを行う。
【００７０】
後述する実施例３に示すように、この実施の形態のズームレンズは条件（１）、（２）を満足する。
【００７１】
また、図示されていないが、変倍に際して第４レンズ群ＩＶが移動し、無限遠物体に合焦した状態における第４レンズ群の移動軌跡は、望遠端において最も像側に位置し、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群Ｉおよび第３レンズ群ＩＩＩが、広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動する。
【００７２】
上に説明した各形態において、絞りＳは変倍に際してレンズ群と独立して変位し、フォーカシングの際には固定される。
【００７３】
図１２および図１３を参照して「携帯情報端末装置」の実施の形態を説明する。
【００７４】
携帯情報端末装置は、カメラを「撮影機能を有する部分」として有している。
【００７５】
図１２は装置の外観を示し、図１３はそのシステム構成を示している。  
図１３に示すように、携帯情報端末装置３０は、撮影レンズ３１と受光素子（画素が２次元に配列された電子撮像素子）４５を有し、撮影レンズ３１によって形成される「撮影対象物の像」を受光素子４５によって読み取るように構成されている。
【００７６】
撮影レンズ３１としては請求項１〜７の任意の１に記載のズームレンズ、より具体的には後述の実施例１〜３のズームレンズが用いられる。
【００７７】
受光素子４５からの出力は中央演算装置４０の制御を受ける信号処理装置４２によって処理され、デジタル情報に変換され、デジタル化された画像情報は、中央演算装置４０の制御を受ける画像処理装置４１において所定の画像処理を受けた後、半導体メモリ４４に記録される。
【００７８】
液晶モニタ３８には、画像処理装置４１において画像処理された撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ４４に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ４４に記録した画像は通信カード等４３を使用して外部へ送信することができる。
【００７９】
請求項９に関連する「シェーディングの電気的な補正」や、請求項１０に関連する「画像中心部のトリミング」等は、上述の画像処理装置４１により行うことができる。
【００８０】
図１２に示すように、撮影レンズ３１は携帯時には、図１２（ａ）に示すように沈胴状態にあり、ユーザが電源スイッチ３６を操作して電源を入れると、（ｂ）に示すように鏡胴が繰り出される。
【００８１】
このとき、鏡胴の内部でズームレンズの各群は「例えば広角端の配置」となっており、ズームレバー３４を操作することで各群の配置が変化し「望遠端への変倍」を行うことができる。このときファインダ３３も撮影レンズ３１の画角の変化に連動して変倍する。
【００８２】
シャッタボタン３５の半押しによりフォーカシングがなされる。
【００８３】
「少なくとも望遠端でのフォーカシング」は、所定のシーケンスに基づき、第３レンズ群および第４レンズ群の移動によって行なわれる。
【００８４】
「望遠端以外でのフォーカシング」は、「第４レンズ群のみの移動」によって行っても良い。シャッタボタン３５をさらに押し込むと撮影がなされ、その後は既述の処理がなされる。
【００８５】
半導体メモリ４４に記録した画像を液晶モニタ３８に表示したり、通信カード等を使用して外部へ送信したりする際は、図１２（ｃ）に示す操作ボタン３７を使用して行う。半導体メモリおよび通信カード等は、それぞれ専用または汎用のスロット３９Ａ、３９Ｂに挿入して使用される。
【００８６】
撮影レンズ３１が沈胴状態にあるとき、ズームレンズの各群は必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。例えば、第３レンズ群または／および第４レンズ群が光軸上から退避して、他のレンズ群と並列に収納されるような機構とすれば、携帯情報端末装置のさらなる薄型化を実現できる。
【００８７】
以上に説明したような「カメラを撮影機の部として有する携帯情報端末装置」には、実施例１〜３のズームレンズを撮影レンズ３１として使用することができ、１０００万画素を超える受光素子４５を使用した高画質で小型のカメラ機能を持つ携帯情報端末装置を実現できる。
【実施例】
【００８８】
以下に、ズームレンズの具体的な実施例を示す。
【００８９】
実施例の収差図は「無限遠物体に合焦した状態における収差図」を示すが、各収差とも十分に補正され「１０００万画素以上の受光素子」に対応可能となっている。  
実施例における記号の意味は以下の通りである。  
f：全系の焦点距離  
F：Fナンバ  
ω：半画角  
R：曲率半径  
D：面間隔  
Nd：屈折率  
νd：アッベ数  
K：非球面の円錐定数  
A4：4次の非球面係数  
A6：6次の非球面係数  
A8：8次の非球面係数  
A10：10次の非球面係数  
A12：12次の非球面係数  
A14：14次の非球面係数  
A16：16次の非球面係数  
A18：18次の非球面係数  
非球面は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）：C、光軸からの高さ：H、光軸方向のデプス：X、上記円錐定数、非球面係数を用いて以下のように表される。
【００９０】
X=CH2/[1+√{1-(1+K)C2H2}]+A4・H4+A6・H6+A8・H8+A10・H10+A12・H12+A14・H14+A16・H16+A18・H18      。
【００９１】
「実施例１」
f = 5.16〜35.09，F = 3.49〜5.49，ω = 39.34〜6.50    
面番号        R      D        Nd          νd      Δθg,F      硝種名
01      37.931    1.00    1.92286      18.90    0.0386    OHARA S-NPH2  
02      23.364    2.44    1.60300      65.44    0.0045    OHARA S-PHM53  
03      69.500    0.10     
04*     16.909    2.88    1.77250      49.60   -0.0092    OHARA S-LAH66  
05      51.728    可変(A)      
06*     26.690    0.74    1.88300      40.76   -0.0088    OHARA S-LAH58  
07       3.993    2.26      
08      32.718    2.00    1.92286      18.90    0.0386    OHARA S-NPH2  
09      -9.991    0.64    2.00330      28.27    0.0023    OHARA S-LAH79  
10*    277.401    可変(B)    
11        絞り    可変(C)    
12*      6.697    3.08    1.58913      61.15   -0.0043    OHARA L-BAL35  
13*     -9.190    0.10      
14      10.603    2.13    1.60300      65.44    0.0045    OHARA S-PHM53  
15      -8.995    0.60    1.69895      30.13    0.0103    OHARA S-TIM35  
16       4.836    可変(D)      
17*     11.374    2.17    1.52470      56.20            光学プラスチック  
18     -61.183    可変(E)  
19       ∞       0.80    1.51680      64.20            各種フィルタ  
20       ∞                                  。
【００９２】
「非球面」
非球面は、上記データにおいて「＊」印を付した面である。以下の実施例においても同様である。
【００９３】
第4面  
K = 0.0，A4 = -2.99145×10-6，A6 = -2.31719×10-8，A8 = 1.30994×10-10，  
A10 = -1.04295×10-12 
第6面  
K = 0.0，A4 = 5.30475×10-5，A6 = -3.02550×10-6，A8 = 1.75806×10-7，  
A10 = -4.41619×10-9 ，A12 = -5.03303×10-11，A14 = 2.21259×10-12 
第10面  
K = 0.0，A4 = -5.72615×10-4，A6 = 2.64313×10-7，A8 = -1.43524×10-6，  
A10 = -4.40696×10-8 
第12面  
K = 0.0，A4 = -7.86511×10-4，A6 = 2.14725×10-5，A8 = -1.35163×10-6，  
A10 = 4.22984×10-8 
第13面  
K = 0.0，A4 = 4.01016×10-4，A6 = 2.39857×10-5，A8 = -1.41367×10-6，
A10 = 4.90779×10-8 
第17面  
K = 0.0，A4 = -8.52233×10-5，A6 = 1.17201×10-5，A8 = -4.70061×10-7，  
A10 = 8.05532×10-9                                      。
【００９４】
「可変量」  
短焦点端    中間焦点距離    長焦点端    長焦点端      長焦点端
無限遠        無限遠        無限遠        0.3ｍ        0.2ｍ  
f = 5.156    f = 13.392    f = 35.091    f = 28.927    f = 25.312  
A      0.600        7.511        14.457        14.457        14.457  
B      6.999        2.145        0.900          0.900        0.900  
C      3.827        1.726        0.650          0.650        1.760  
D      2.579        3.308       11.981          6.648        5.538  
E      4.172        7.058        2.698          8.031        8.031      。
【００９５】
「条件式のパラメータの値」  
βＴｍａｘ＝−０．１３３（０．２ｍにおける撮影倍率）
（１−Ｍ３ＧＴ２）・Ｍ４ＧＴ２＝−０．７４９                          。
【００９６】
図１広角端から望遠端への変倍に際する各レンズ群の移動を示す。図２には、望遠端で近距離物体へのフォーカシングを行う際の第３レンズ群・第４レンズ群の移動について示す。  
図２に示すように、実施例１においては、被写体が無限遠から距離：０．３ｍまでの範囲は、第４レンズ群ＩＶを物体側へ移動させることによってフォーカシングを行う。  
被写体距離：０．３ｍで、第４レンズ群ＩＶの「物体側への移動量」が限界を迎えるため、以降、被写体距離：０．２ｍまでの範囲では、第３レンズ群ＩＩＩを像面側へ移動させることによってフォーカシングを行う。
【００９７】
なお、有限距離は「被写体から像面まで」の数値で表している。以下の実施例でも同様である。
【００９８】
「実施例２」
f = 5.07〜34.52，F = 3.47〜5.37，ω = 39.78〜6.55    
面番号      R      D        Nd        νd      Δθg,F      硝種名  
01      35.747  1.00    1.92286    18.90    0.0386    OHARA S-NPH2  
02      22.738  2.57    1.69100    54.82   -0.0079    OHARA S-LAL9  
03      87.337  0.10  
04      20.283  2.24    1.77250    49.60   -0.0092    OHARA S-LAH66  
05      53.982  可変(A)          
06*     38.877  0.74    1.88300    40.76   -0.0088    OHARA S-LAH58  
07       4.391  2.40  
08      37.914  2.09    1.92286    18.90    0.0386    OHARA S-NPH2  
09     -10.647  0.64    2.00330    28.27    0.0023    OHARA S-LAH79  
10*   -542.845  可変(B)          
11        絞り  可変(C)      
12*      5.908  2.95    1.49700    81.54    0.0280    OHARA S-FPL51  
13*     -8.300  0.10      
14       6.965  2.07    1.60311    60.64   -0.0019    OHARA S-BSM14  
15     -32.448  0.60    1.85026    32.27    0.0036    OHARA S-LAH71  
16       4.424  可変(D)    
17*     10.148  2.17    1.52470    56.20              光学プラスチック  
18     116.933  可変(E)    
19        ∞    0.80    1.51680    64.20              各種フィルタ  
20        ∞                                      。
【００９９】
「非球面」  
第6面  
K = 0.0，A4 = 4.12990×10-5，A6 = -2.87882×10-6，A8 = 1.69888×10-7，  
A10 = -3.90967×10-9   A12 = -2.11481×10-11，A14 = 1.13636×10-12 
第10面  
K = 0.0，A4 = -4.44827×10-4，A6 = -9.66459×10-7，A8 = -3.94591×10-7，  
A10 = -3.59280×10-8 
第12面  
K = 0.0，A4 = -8.93667×10-4，A6 = 1.91061×10-5，A8 = -1.11334×10-6，  
A10 = 7.66269×10-8 
第13面  
K = 0.0，A4 = 6.00577×10-4，A6 = 3.02246×10-5，A8 = -1.73003×10-6，  
A10 = 1.35009×10-7 
第17面  
K = 0.0，A4 = -8.12060×10-5，A6 = 9.50517×10-6，A8 = -3.34654×10-7，  
A10 = 5.95659×10-9                                      。
【０１００】
「可変量」
短焦点端  中間焦点距離  長焦点端  長焦点端    長焦点端  
無限遠    無限遠        無限遠      0.3ｍ      0.15ｍ  
f = 5.072  f = 13.168    f = 34.520  f = 28.883  f = 22.454  
A    0.600      8.259      14.734      14.734       14.734  
B    8.629      3.006       0.900       0.900        0.900  
C    4.312      2.532       0.650       0.650        2.778  
D    3.201      4.878      11.790       6.214        4.086  
E    3.439      5.377       3.073       8.649        8.649          。
【０１０１】
「条件式のパラメータの値」  
βＴｍａｘ＝−０．１６６（０．１５ｍにおける撮影倍率）
（１−Ｍ３ＧＴ２）・Ｍ４ＧＴ２＝−０．７６９                              。
【０１０２】
図３に、広角端から望遠端への変倍に際する各レンズ群の移動を示す。図４に望遠端で近距離物体へのフォーカシングを行う際の第３レンズ群・第４レンズ群の移動について示す。
【０１０３】
図４に示すように、実施例２においては、被写体が無限遠から距離：０．３ｍまでの範囲は第4レンズ群ＩＶを物体側へ移動させることによってフォーカシングを行う。  
被写体距離：０．３ｍで第４レンズ群ＩＶの物体側への移動量が限界を迎えるため、以降、被写体距離：０．１５ｍまでの範囲は、第３レンズ群ＩＩＩを像面側へ移動させることによってフォーカシングを行う。
【０１０４】
「実施例３」
実施例３は、実施例２と同一のレンズ構成を用い、フォーカシングの方式を実施例２のものと異ならせたものである。即ち、実施例３では請求項３の発明が実施される。
【０１０５】
従って、実施例３の各レンズ群の構成、広角端から望遠端への変倍に際する各レンズ群の移動は、実施例２と同一である。  
図５に「望遠端で近距離物体へのフォーカシング」を行う際の第３レンズ群・第４レンズ群の移動について示す。  
図５に示すように、実施例３においては、被写体が無限遠から距離：０．３ｍまでの範囲（第１の領域）では、第４レンズ群ＩＶを物体側へ移動させることによってフォーカシングを行う。
【０１０６】
被写体距離：０．６ｍから０．１５ｍまでの範囲（第２の領域）では、第３レンズ群ＩＩＩを「第１の領域とは異なる位置（像側）に移動させて固定」した上で、第４レンズ群ＩＶを物体側へ移動させることによってフォーカシングを行う。
【０１０７】
実施例３に対する可変量は以下の如きものとなる。
【０１０８】
「可変量」
第１の領域              第２の領域    
短焦点端    中間焦点距離    長焦点端  長焦点端      長焦点端  長焦点端  
無限遠        無限遠        無限遠      0.3ｍ          0.6ｍ    0.15m  
f = 5.072    f = 13.168    f = 34.520  f = 28.883    f = 26.554  f = 22.454  
A  0.600        8.259          14.734      14.734      14.734    14.734  
B  8.629        3.006           0.900       0.900        0.900    0.900  
C  4.312        2.532           0.650       0.650        2.778    2.778  
D  3.201        4.878          11.790       6.214        9.100    4.086  
E  3.439        5.377           3.073       8.649        3.635    8.649    。
【０１０９】
「条件式のパラメータの値」
βＴｍａｘ＝−０．１６６（０．１５ｍにおける撮影倍率）
（１−Ｍ３ＧＴ２）・Ｍ４ＧＴ２＝−０．７６９                    。
【０１１０】
上記の如く、被写体距離：０．６ｍから０．３ｍの範囲は、第１の領域と第２の領域が重なり合っており「ユーザがどちらを選択してもフォーカシング可能」な構成となっている。
【０１１１】
図６〜図８に実施例１のズームレンズの短焦点端、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線図を示す。図９〜図１１には実施例２（３）のズームレンズの短焦点端、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線図を示す。
【０１１２】
これらの収差図は前述の如く「無限遠物体に合焦した状態における収差図」を示している。球面収差の図における破線は「正弦条件」、非点収差の図における実線はサジタル、破線はメリディオナルを表す。
【０１１３】
なお、実施例１〜３において、「Δθg,Fは異常分散性（部分分散比：θg,Fの標準線からの偏差）」であり「硝種名」は商品名である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】実施例１のズームレンズの構成と変倍に際する移動を示す断面図である。
【図２】実施例１のズームレンズの望遠端におけるフォーカシング方法を示す光路図である。
【図３】実施例２のズームレンズの構成と変倍に際する移動を示す断面図である。
【図４】実施例２のズームレンズの望遠端におけるフォーカシング方法を示す光路図である。
【図５】実施例３のズームレンズの望遠端におけるフォーカシング方法を示す光路図である。
【図６】実施例１のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。
【図７】実施例１のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。
【図８】実施例１のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。
【図９】実施例２のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。
【図１０】実施例２のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。
【図１１】実施例２のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。
【図１２】携帯情報端末装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図１３】携帯情報端末装置のシステム構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１５】
Ｉ      第１レンズ群  
Ｉ      第２レンズ群  
ＩＩＩ  第３レンズ群  
ＩＶ    第４レンズ群  
Ｓ      絞り  
【図１】
2010019931.tif 000003
【図２】
2010019931.tif 000004
【図３】
2010019931.tif 000005
【図４】
2010019931.tif 000006
【図５】
2010019931.tif 000007
【図６】
2010019931.tif 000008
【図７】
2010019931.tif 000009
【図８】
2010019931.tif 000010
【図９】
2010019931.tif 000011
【図１０】
2010019931.tif 000012
【図１１】
2010019931.tif 000013
【図１２】
2010019931.tif 000014
【図１３】
2010019931.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成21年7月2日(2009.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８-２６８３７号公報
【特許文献２】特開２００１-０５９９３８号公報