(57)【要約】    【課題】  正の第１レンズ群Ｇ１と、負の第２レンズ群Ｇ２と、絞りＦＡと、正の第３レンズ群Ｇ３と、正の第４レンズ群Ｇ４とを、物体側から、順次、配設してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が物体側に向かって単調に移動するズームレンズにおいて、広角端における充分な広画角を確保しつつ、通常の撮影領域を充分にカバーし得る高い変倍比を得て、しかも小型で且つ高い解像力を得る。    【解決手段】  広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群Ｇ２がその位置を固定的に保持し、第４レンズ群Ｇ４が望遠端において広角端よりも像側に位置するように移動するとともに、望遠端における前記第４レンズ群の結像倍率をｍ４Ｔとして、条件式：    ０．６０＜ｍ４Ｔ＜０．８５を満足する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から、順次、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、開口絞りと、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レンズ群とを配設してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が物体側に向かって単調に移動する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て、前記第２レンズ群がその位置を固定的に保持し、前記第４レンズ群が望遠端において広角端よりも像側に位置するように移動するとともに、
望遠端における前記第４レンズ群の結像倍率をｍ４Ｔとして、
条件式：
０．６０＜ｍ４Ｔ＜０．８５
を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
望遠端における前記第４レンズ群の結像倍率をｍ４Ｔ、広角端における前記第４レンズ群の結像倍率をｍ４Ｗとして、
条件式：
１．０＜ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ＜１．３
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。
【請求項３】
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第１レンズ群の総移動量をＸ１、望遠端における全系の焦点距離をｆＴとして、
条件式：
０．５０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．８５
を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
広角端から望遠端への変倍に際する第３レンズ群の総移動量をＸ３、望遠端における全系の焦点距離をｆＴとして、
条件式：
０．２５＜Ｘ３／ｆＴ＜０．５０
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３として、
条件式：
０．６＜｜ｆ２｜／ｆ３＜１．０
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆＷとして、
条件式：
６．０＜ｆ１／ｆＷ＜１２．０
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
物体側から、順次、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、開口絞りと、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レンズ群とを配設してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が物体側に向かって単調に移動する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て、前記第２レンズ群がその位置を固定的に保持し、前記第４レンズ群が望遠端において広角端よりも像側に位置するように移動するとともに、
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第１レンズ群の総移動量をＸ１、望遠端における全系の焦点距離をｆＴとして、
条件式：
０．５０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．８５
を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項８】
前記開口絞りは、隣接するレンズ群とは独立に移動し、前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔が、広角端で最も広くなり、望遠端で最も狭くなることを特徴とする請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記第２レンズ群が、物体側から、順次、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズと、像側に曲率の大きな面を向けた正レンズと、物体側に曲率の大きな面を向けた負レンズとを順次配置した３枚のレンズからなることを特徴とする請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記第２レンズ群中で物体側から数えてｉ番目のレンズの屈折率をＮ２ｉ、前記第２レンズ群中で物体側から数えてｉ番目のレンズのアッベ数をν２ｉとして、
条件式：
１．７５＜Ｎ２１＜１．９０，  ３５＜ν２１＜５０
１．６５＜Ｎ２２＜１．９０，  ２０＜ν２２＜３５
１．７５＜Ｎ２３＜１．９０，  ３５＜ν２３＜５０
を満足することを特徴とする請求項９に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のうちのいずれか１項に記載のズームレンズを含む光学系と、
前記光学系を構成する各光学要素を支持し且つ前記各光学要素を少なくとも前記各レンズ群毎に移動させる機構と
を備えることを特徴とするレンズユニット。
【請求項１２】
撮影用光学系として、請求項１〜請求項１０のうちのいずれか１項に記載のズームレンズを含むことを特徴とするカメラ。
【請求項１３】
カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のズームレンズを含むことを特徴とする携帯情報端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の焦点距離範囲において所望の焦点距離に選択的に設定し得るズームレンズに係り、小型化および高性能化に加えて広角端の広画角化および高変倍比化を図り、銀塩フィルムを用いる銀塩カメラにも利用可能であるが、特にディジタルカメラおよびビデオカメラ等のように電子的撮像手段を用いたカメラに好適なズームレンズ、並びにそのようなズームレンズを用いるレンズユニット、カメラおよび携帯情報端末装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディジタルカメラまたは電子カメラ等と称され、被写体像を、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等の固体撮像素子により撮像し、被写体の静止画像（スティル画像）または動画像（ムービー画像）の画像データを得て、フラッシュメモリに代表される不揮発性半導体メモリ等にディジタル的に記録するタイプのカメラは既に一般化しており、旧来の銀塩フィルムを用いる在来型のカメラ、すなわち銀塩カメラとの置き換えが急速に進みつつある。
このようなディジタルカメラの市場は非常に大きなものとなっており、ディジタルカメラに対するユーザの要望も多岐にわたってきている。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あり、大きなウエイトを占めている。このため、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。
小型化という面では、まず、使用時のレンズ全長、すなわち最も物体側のレンズ面から像面までの距離、を短縮することが必要であり、また、各レンズ群の厚みを薄くして、収納時の全長を抑えることも重要である。さらに、高性能化という面では、少なくとも、３００万〜５００万画素程度、あるいはそれ以上の画素数、の撮像素子に対応する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。
【０００３】
また、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判（いわゆるライカ判）銀塩フィルムを用いる３５ｍｍ銀塩カメラ換算の焦点距離で２８ｍｍに相当する。
さらに、ズーム変倍比についてもなるべく大きなものが望まれている。３５ｍｍ銀塩カメラ換算の焦点距離で２８〜１３５ｍｍ相当程度のズームレンズであれば、一般的な撮影のほとんどをこなすことが可能であると考えられ、このようなズームレンズの変倍比は約４．８倍である。したがって、ディジタルカメラにおいてもこれと同等またはそれよりも高い変倍比が望まれる。
ディジタルカメラ用のズームレンズとしては、多くの種類が考えられるが、５群以上のレンズ群を有するものは、全レンズ系の総厚を小さくすることが困難であり、小型化には適していない。また、３倍程度のズームレンズでは最も一般的なタイプとして、物体側から、順次、負の焦点距離、すなわち負の屈折力、を有する第１レンズ群と、正の焦点距離、すなわち正の屈折力、を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを配置して、前記第２レンズ群の物体側に該第２レンズ群と一体的に移動する絞りを有してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、前記第２レンズ群が像側から物体側へと単調に移動し、前記第１レンズ群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するものがある。しかしながら、このような構成のズームレンズは、４倍を超えるような高変倍化には適していない。
【０００４】
例えば特許文献１等には、物体側から、順次、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、開口絞りと、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レンズ群とを配設し、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が物体側へ単調に移動し、前記第２レンズ群が固定位置を保持し、前記第４レンズ群が適宜移動するタイプのズームレンズが開示されている。また、例えば特許文献２等には、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が物体側へ単調に移動し、前記第２レンズ群が像側へ単調に移動し、前記第４レンズ群が適宜移動するタイプのズームレンズが開示されている。なお、例えば特許文献３に等には、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群が固定位置を保持し、前記第２レンズ群が像側へ単調に移動し、前記第３レンズ群が物体側へ移動するタイプのズームレンズが開示されている。
【０００５】
すなわち、高変倍化に適したタイプとして良く知られているズームレンズとして、物体側から、順次、正の屈折力（焦点距離）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レンズ群とを配設し、前記第３レンズ群近傍に開口絞りを設けてなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群が固定位置を保持し、前記第２レンズ群が物体側から像側へと単調に移動し、前記第４レンズ群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するものがあり、例えば、特許文献４や、特許文献５等に開示されている。このタイプのズームレンズは、移動するレンズ群が２個と少なく、鏡胴の構成を簡略化することができることもあって、多くのビデオカメラや一部のディジタルカメラに用いられている。しかしながら、このタイプのズームレンズにおいては、変倍作用のほとんどを負担する前記第２レンズ群の移動量を大きく確保する必要があるため、前記第３レンズ群近傍に配設される絞りが前記第１レンズ群から常に離れて配置され、広角化しようとすると前記第１レンズ群が非常に大きなものとなってしまう。
【０００６】
そこで、前記開口絞りを挟んで前記第２レンズ群と前記第３レンズ群を互いに反対方向に移動させ、第３レンズ群にも変倍作用を負担させることによって、前記第２レンズ群の移動量を減らし、前記第１レンズ群の小径化を図ったものが提案されており、例えば、特許文献６や、特許文献３等に開示されている。しかしながら、このタイプのズームレンズにおいても、前記第１レンズ群が固定位置を保持し、それによってレンズ全長がほぼ一定となるため、広角端の半画角を３８度以上へ広角化しようとすると、やはり前記第１レンズ群の大型化を伴うことになるので、広角端の半画角を３８度以上へ広角化することは困難である
上述したように、広角端の半画角を３８度以上に広角化するためには、前記第１レンズ群が位置固定されるズームタイプでは無理があり、前記第１レンズ群が移動するタイプが望ましい。広角端でのレンズ全長を望遠端に比べて短くすることにより、前記第１レンズ群の大型化を抑制しつつ、充分な広角化が可能になるのである。
【０００７】
このようなズームタイプのもの、つまり、物体側から、順次、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レンズ群とを配設し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群が物体側へ向かって単調に移動するズームレンズとして、例えば特許文献１および特許文献２に開示されたものがある。しかしながら、これら特許文献１および特許文献２に開示されたズームレンズは、広角端における半画角が２５〜３２度程度に止まっており、広角化という面では、なお不充分である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、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、物体側から、順次、配設してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が物体側に向かって単調に移動するズームレンズにおいて、広角端における充分な広画角（例えば、半画角が３８度以上）を確保しつつ、通常の撮影領域を充分にカバーし得る高い変倍比（例えば４．５倍以上）を得て、しかも小型で且つ高い解像力（例えば、３００万〜５００万画素）を有するズームレンズ、ならびにそのようなズームレンズを用いるレンズユニット、カメラおよび携帯情報端末装置を提供することを目的としている。
本発明の請求項１の目的は、特に、広角端の半画角が３８度以上と充分な広画角を得るとともに、４．５倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、各収差をより良好に補正して、高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
【０００９】
本発明の請求項３の目的は、より小型化に適し、特に小径化に適するズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、各収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、特に、各収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、各収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項７の目的は、特に、広角端の半画角が３８度以上と充分な広画角を得るとともに、４．５倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得る他の構成のズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項８の目的は、より小型化に適し、特に小径化に適するズームレンズを提供することにある。
【００１０】
本発明の請求項９の目的は、特に、色収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項１０の目的は、特に、色収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項１１の目的は、特に、広角端の半画角が３８度以上と充分な広画角を得るとともに、４．５倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得る他の構成のズームレンズを用いて、高性能を得ることを可能とするレンズユニットを提供することにある。
本発明の請求項１２の目的は、特に、広角端の半画角が３８度以上と充分な広画角を得るとともに、４．５倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で、しかも高い解像力による高画質を得ることを可能とするカメラを提供することにある。
本発明の請求項１３の目的は、特に、広角端の半画角が３８度以上と充分な広画角を得るとともに、４．５倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で、しかも高い解像力による高画質を得ることを可能とする携帯情報端末装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載した本発明に係るズームレンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から、順次、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、開口絞りと、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レンズ群とを配設してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が物体側に向かって単調に移動する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て、前記第２レンズ群がその位置を固定的に保持し、前記第４レンズ群が望遠端において広角端よりも像側に位置するように移動するとともに、
望遠端における前記第４レンズ群の結像倍率をｍ４Ｔとして、
条件式：
０．６０＜ｍ４Ｔ＜０．８５
を満足することを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１のズームレンズであって、
望遠端における前記第４レンズ群の結像倍率をｍ４Ｔ、広角端における前記第４レンズ群の結像倍率をｍ４Ｗとして、
条件式：
１．０＜ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ＜１．３
を満足することを特徴としている。
請求項３に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１または請求項２のズームレンズであって、
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第１レンズ群の総移動量をＸ１、望遠端における全系の焦点距離をｆＴとして、
条件式：
０．５０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．８５
を満足することを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項のズームレンズであって、
広角端から望遠端への変倍に際する第３レンズ群の総移動量をＸ３、望遠端における全系の焦点距離をｆＴとして、
条件式：
０．２５＜Ｘ３／ｆＴ＜０．５０
を満足することを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項のズームレンズであって、
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３として、
条件式：
０．６＜｜ｆ２｜／ｆ３＜１．０
を満足することを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項のズームレンズであって、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆＷとして、
条件式：
６．０＜ｆ１／ｆＷ＜１２．０
を満足することを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係るズームレンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から、順次、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、開口絞りと、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レンズ群とを配設してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が物体側に向かって単調に移動する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て、前記第２レンズ群がその位置を固定的に保持し、前記第４レンズ群が望遠端において広角端よりも像側に位置するように移動するとともに、
広角端から望遠端への変倍に伴う前記第１レンズ群の総移動量をＸ１、望遠端における全系の焦点距離をｆＴとして、
条件式：
０．５０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．８５
を満足することを特徴としている。
【００１５】
請求項８に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項のズームレンズであって、
前記開口絞りは、隣接するレンズ群とは独立に移動し、前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔が、広角端で最も広くなり、望遠端で最も狭くなることを特徴としている。
請求項９に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項のズームレンズであって、
前記第２レンズ群が、物体側から、順次、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズと、像側に曲率の大きな面を向けた正レンズと、物体側に曲率の大きな面を向けた負レンズとを順次配置した３枚のレンズからなることを特徴としている。
請求項１０に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項９のズームレンズであって、
前記第２レンズ群中で物体側から数えてｉ番目のレンズの屈折率をＮ２ｉ、前記第２レンズ群中で物体側から数えてｉ番目のレンズのアッベ数をν２ｉとして、
条件式：
１．７５＜Ｎ２１＜１．９０，  ３５＜ν２１＜５０
１．６５＜Ｎ２２＜１．９０，  ２０＜ν２２＜３５
１．７５＜Ｎ２３＜１．９０，  ３５＜ν２３＜５０
を満足することを特徴としている。
【００１６】
請求項１１に記載した本発明に係るレンズユニットは、
請求項１〜請求項１０のうちのいずれか１項に記載のズームレンズを含む光学系と、
前記光学系を構成する各光学要素を支持し且つ前記各光学要素を少なくとも前記各レンズ群毎に移動させる機構と
を備えることを特徴としている。
請求項１２に記載した本発明に係るカメラは、
撮影用光学系として、請求項１〜請求項１０のうちのいずれか１項に記載のズームレンズを含むことを特徴としている。
請求項１３に記載した本発明に係る携帯情報端末装置は、
カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のズームレンズを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、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、開口絞りと、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、物体側から、順次、配設してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が物体側に向かって単調に移動するズームレンズにおいて、広角端における充分な広画角を確保しつつ、通常の撮影領域を充分にカバーし得る高い変倍比を得て、しかも小型で且つ高い解像力を有するズームレンズ、ならびにそのようなズームレンズを用いるレンズユニット、カメラおよび携帯情報端末装置を提供することができる。
すなわち本発明の請求項１のズームレンズによれば、物体側から、順次、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レンズ群とを配設してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が物体側に向かって単調に移動する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て、前記第２レンズ群がその位置を固定的に保持し、前記第４レンズ群が望遠端において広角端よりも像側に位置するように移動するとともに、望遠端における前記第４レンズ群の結像倍率をｍ４Ｔとして、
条件式：
０．６０＜ｍ４Ｔ＜０．８５
を満足することにより、特に、限られたスペースの中で、広角端の半画角が３８度以上と充分な広画角を得るとともに、４．５倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を得ることが可能となる。
【００１８】
また、本発明の請求項２のズームレンズによれば、請求項１のズームレンズであって、望遠端における前記第４レンズ群の結像倍率をｍ４Ｔ、広角端における前記第４レンズ群の結像倍率をｍ４Ｗとして、
条件式：
１．０＜ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ＜１．３
を満足することにより、特に、変倍に伴う第４レンズ群の倍率変化に関して、各収差をより良好に補正して、高性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項３のズームレンズによれば、請求項１または請求項２のズームレンズであって、広角端から望遠端への変倍に伴う前記第１レンズ群の総移動量をＸ１、望遠端における全系の焦点距離をｆＴとして、
条件式：
０．５０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．８５
を満足することにより、より小型化に適し、特に小径化に適するズームレンズとすることができる。
【００１９】
本発明の請求項４のズームレンズによれば、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項のズームレンズであって、広角端から望遠端への変倍に際する第３レンズ群の総移動量をＸ３、望遠端における全系の焦点距離をｆＴとして、
条件式：
０．２５＜Ｘ３／ｆＴ＜０．５０
を満足することにより、特に、第３レンズ群の移動量に関して、各収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項５のズームレンズによれば、請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項のズームレンズであって、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３として、
条件式：
０．６＜｜ｆ２｜／ｆ３＜１．０
を満足することにより、特に、各収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることが可能となる。
【００２０】
本発明の請求項６のズームレンズによれば、請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項のズームレンズであって、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆＷとして、
条件式：
６．０＜ｆ１／ｆＷ＜１２．０
を満足することにより、特に、各収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることが可能となる。
【００２１】
本発明の請求項７のズームレンズによれば、物体側から、順次、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、開口絞りと、正の屈折力を有する第３レンズ群と、負の屈折力を有する第４レンズ群とを配設してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が物体側に向かって単調に移動する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て、前記第２レンズ群がその位置を固定的に保持し、前記第４レンズ群が望遠端において広角端よりも像側に位置するように移動するとともに、広角端から望遠端への変倍に伴う前記第１レンズ群の総移動量をＸ１、望遠端における全系の焦点距離をｆＴとして、
条件式：
０．５０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．８５
を満足することにより、特に、請求項１とは、若干異なる構成を用いて、広角端の半画角が３８度以上と充分な広画角を得るとともに、４．５倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を得ることができる。
本発明の請求項８のズームレンズによれば、請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項のズームレンズであって、前記開口絞りは、隣接するレンズ群とは独立に移動し、前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔が、広角端で最も広くなり、望遠端で最も狭くなることにより、一層小型化に適し、特に小径化に適するズームレンズとすることができる。
【００２２】
本発明の請求項９のズームレンズによれば、請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項のズームレンズであって、前記第２レンズ群が、物体側から、順次、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズと、像側に曲率の大きな面を向けた正レンズと、物体側に曲率の大きな面を向けた負レンズとを順次配置した３枚のレンズからなる構成により、特に、色収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることが可能となる。
【００２３】
本発明の請求項１０のズームレンズによれば、請求項９のズームレンズであって、前記第２レンズ群中で物体側から数えてｉ番目のレンズの屈折率をＮ２ｉ、前記第２レンズ群中で物体側から数えてｉ番目のレンズのアッベ数をν２ｉとして、
条件式：
１．７５＜Ｎ２１＜１．９０，  ３５＜ν２１＜５０
１．６５＜Ｎ２２＜１．９０，  ２０＜ν２２＜３５
１．７５＜Ｎ２３＜１．９０，  ３５＜ν２３＜５０
を満足することにより、特に、色収差をさらに良好に補正して、高性能を得ることが可能となる。
さらに、本発明の請求項１１のレンズユニットによれば、請求項１〜請求項１０のうちのいずれか１項に記載のズームレンズを含む光学系と、前記光学系を構成する各光学要素を支持し且つ前記各光学要素を少なくとも前記各レンズ群毎に移動させる機構とを備えることにより、特に、広角端の半画角が３８度以上と充分な広画角を得るとともに、４．５倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得る他の構成のズームレンズを用いて、高性能を得ることが可能となる。
【００２４】
また、本発明の請求項１２のカメラによれば、撮影用光学系として、請求項１〜請求項１０のうちのいずれか１項に記載のズームレンズを含むことにより、特に、広角端の半画角が３８度以上と充分な広画角を得るとともに、４．５倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で、しかも高い解像力による高画質を得ることが可能となる。
本発明の請求項１３の携帯情報端末装置によれば、カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のズームレンズを含むことにより、特に、広角端の半画角が３８度以上と充分な広画角を得るとともに、４．５倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で、しかも高い解像力による高画質を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１に係るズームレンズの光学系の構成を模式的に示す光軸に沿った断面図である。
【図２】本発明の実施例２に係るズームレンズの光学系の構成を模式的に示す光軸に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施例３に係るズームレンズの光学系の構成を模式的に示す光軸に沿った断面図である。
【図４】本発明の実施例４に係るズームレンズの光学系の構成を模式的に示す光軸に沿った断面図である。
【図５】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図６】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図７】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図８】図２に示す本発明の実施例２によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図９】図２に示す本発明の実施例２によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１０】図２に示す本発明の実施例２によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１１】図３に示す本発明の実施例３によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１２】図３に示す本発明の実施例３によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１３】図３に示す本発明の実施例３によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１４】図４に示す本発明の実施例４によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１５】図４に示す本発明の実施例４によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１６】図４に示す本発明の実施例４によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１７】本発明の実施例５に係るカメラの外観構成を模式的に示す物体側から見た斜視図であり、（ａ）は撮影レンズがカメラのボディー内に沈胴埋没している状態、（ｂ）は撮影レンズがカメラのボディーから突出している状態を示している。
【図１８】図１７のカメラの外観構成を模式的に示す撮影者側から見た斜視図である。
【図１９】図１７のカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係るズームレンズ、レンズユニット、カメラおよび携帯情報端末装置を詳細に説明する。具体的な実施例について説明する前に、まず、本発明の原理的な実施の形態を説明するために、特許請求の範囲の各請求項に定義した構成およびその機能について説明する。
本発明の請求項１〜請求項１０に係るズームレンズは、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、開口絞り、正の屈折力を有する第３レンズ群および正の屈折力を有する第４レンズ群を設け、これら第１レンズ群と、第２レンズ群と、開口絞りと、第３レンズ群と、第４レンズ群とを、物体側から、順次配置して構成し、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が物体側へ単調に移動するとともに、該広角端から望遠端への変倍に際して、前記第２レンズ群はその位置を固定的に保持し、前記第４レンズ群は望遠端において広角端よりも像側に位置するように移動するズームレンズであって、さらに、それぞれ次のような特徴を有している。
請求項１に係るズームレンズは、ｍ４Ｔを望遠端における前記第４レンズ群の結像倍率とするとき、次の条件式を満足する。
０．６０＜ｍ４Ｔ＜０．８５
【００２７】
請求項２に係るズームレンズは、請求項１のズームレンズにおいて、さらに、ｍ４Ｗを広角端における第４レンズ群の結像倍率とするとき、次の条件式を満足する。
１．０＜ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ＜１．３
請求項３に係るズームレンズは、請求項１または請求項２のズームレンズにおいて、Ｘ１を広角端から望遠端への変倍に際する第１レンズ群の総移動量とし、ｆＴを望遠端における全系の焦点距離とするとき、次の条件式を満足する。
０．５０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．８５
請求項４に係るズームレンズは、請求項１〜請求項３のいずれか１項のズームレンズにおいて、ｆＴを望遠端における全系の焦点距離とし、さらにＸ３を広角端から望遠端への変倍に際する第３レンズ群の総移動量とするとき、次の条件式を満足する。
０．２５＜Ｘ３／ｆＴ＜０．５０
請求項５に係るズームレンズは、請求項１〜請求項４のいずれか１項のズームレンズにおいて、ｆ２を第２レンズ群の焦点距離とし、ｆ３を第３レンズ群の焦点距離とするとき、次の条件式を満足する。
０．６＜｜ｆ２｜／ｆ３＜１．０
【００２８】
請求項６に係るズームレンズは、請求項１〜請求項５のいずれかのズームレンズにおいて、ｆ１を第１レンズ群の焦点距離とし、ｆＷを広角端における全系の焦点距離とするとき、次の条件式を満足する。
６．０＜ｆ１／ｆＷ＜１２．０
請求項７に係るズームレンズは、Ｘ１を広角端から望遠端への変倍に伴う第１レンズ群の総移動量とし、ｆＴを望遠端における全系の焦点距離とするとき、次の条件式を満足する。
０．５０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．８５
【００２９】
請求項８に係るズームレンズは、請求項１〜請求項７のいずれか１項のズームレンズにおいて、前記開口絞りは、隣接するレンズ群とは独立に移動し、且つ前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔が、広角端で最も広く、望遠端で最も狭くなる。
請求項９に係るズームレンズは、請求項１〜請求項８のいずれか１項のズームレンズにおいて、前記第２レンズ群が、物体側から、順次、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズと、像側に曲率の大きな面を向けた正レンズと、物体側に曲率の大きな面を向けた負レンズとの３枚のレンズで構成される。
【００３０】
請求項１０に係るズームレンズは、請求項９のズームレンズにおいて、Ｎ２ｉを第２群中で物体側から数えてｉ番目のレンズの屈折率とし、ν２ｉを第２群中で物体側から数えてｉ番目のレンズのアッベ数とするとき、次の条件式を満足する。
１．７５＜Ｎ２１＜１．９０，  ３５＜ν２１＜５０
１．６５＜Ｎ２２＜１．９０，  ２０＜ν２２＜３５
１．７５＜Ｎ２３＜１．９０，  ３５＜ν２３＜５０
本発明の請求項１１に係るレンズユニットは、請求項１〜請求項１０のいずれか１項のズームレンズ含む光学系と、前記光学系を構成する各光学要素を支持し且つ前記各光学要素を少なくとも前記各レンズ群毎に移動させる機構とを備える。
本発明の請求項１２に係るカメラは、請求項１〜請求項１０のいずれか１項のズームレンズを、撮影用光学系として有する。
【００３１】
本発明の請求項１３に係る携帯情報端末装置は、請求項１〜請求項１０のいずれか１項のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有する。
次に、上述した本発明の特許請求の範囲の各請求項に定義した実施の形態についてさらに詳細に説明する。
本発明に係るズームレンズは、正−負−正−正の４群構成、すなわち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、物体側から、順次配置するタイプであり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に、開口絞りが配置される。このように正−負−正−正の４つのレンズ群で構成されるズームレンズは、一般に、第２レンズ群が主要な変倍作用を負担する、いわゆるバリエータとして構成される。しかしながら、本発明のズームレンズにおいては、第３レンズ群にも変倍作用を分担させ、第２レンズ群の負担を軽くして、広角化・高変倍化に伴って困難になる収差補正の自由度を確保している。また、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群を、物体側へ大きく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の高さ（光軸からの距離）を低くして、広角化に伴う第１レンズ群の大型化を抑制するとともに、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、長焦点化を達成している。
【００３２】
さらに、本発明のズームレンズにおいては、変倍に際して第２レンズ群を固定位置に保持させるようにすることによって、鏡胴構成の簡素化、ならびに群間偏心精度の確保にも配慮している。もちろん、収差補正を優先すれば全てのレンズ群を移動させるようにしたほうが有利ではあるが、そのようにすると、鏡胴の構成が複雑になり、製作誤差も生じ易くなる。変倍に際して第２レンズ群が固定されることは、本発明の大きな前提である。
広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群および第３レンズ群は物体側へ単調に移動し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は大きくなり、第２レンズと第３レンズ群との間隔は小さくなって、第２レンズ群と第３レンズ群の倍率はどちらも増加し、変倍作用を互いに分担する。
また、第４レンズ群は望遠端で広角端よりも像側に位置するように移動させている。このような移動により、広角端から望遠端への変倍に際して、第４レンズ群の倍率も増加する方向となり、変倍作用を負担することができるため、限られたスペースの中で有効に変倍が行えるようになる。
【００３３】
加えて、次の条件式を満足することにより、狙いとしている広角化と高変倍化を達成した上で、充分な収差補正が可能となる（請求項１に対応する）。
０．６０＜ｍ４Ｔ＜０．８５
但し、ｍ４Ｔは、望遠端における第４レンズ群の結像倍率をあらわす。
この場合、ｍ４Ｔを０．６０以下とすると、第３レンズ群から射出される光束がアフォーカルに近付くことになり、第３レンズ群が有効に変倍に寄与することができなくなってしまう。結果として、第２レンズ群の変倍負担が増加し、広角化に伴って増大する像面湾曲や非点収差を補正することが困難になる。一方、ｍ４Ｔを０．８５以上とすると、第４レンズ群が像面に近付きすぎて必要なバックフォーカスを確保することができなくなるか、あるいは第４レンズ群の屈折力が小さくなりすぎてしまう。第４レンズ群の屈折力が小さくなりすぎると、射出瞳が像面に近付き、受光素子周辺部への光線入射角が大きくなって、周辺部の光量不足を招き易くなる。
【００３４】
なお、さらに望ましくは、次の条件式を満足するように構成する。
０．６５＜ｍ４Ｔ＜０．８０
さらに、広角端から望遠端への変倍に際しての第４レンズ群の倍率変化に関して、次の条件式を満足することが望ましい（請求項２に対応する）。
１．０＜ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ＜１．３
但し、ｍ４Ｗは、広角端における第４レンズ群の結像倍率をあらわす。
この場合、（ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ）を１．０以下とすると、第４レンズ群が変倍に寄与しなくなり、第２レンズ群・第３レンズ群の変倍負担が増加して、変倍に際する像面のバランスを取ることが難しくなる。一方、（ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ）を１．３以上とすると、第４レンズ群の変倍負担が大きくなりすぎ、第４レンズ群が例えば正レンズ１枚といった簡単な構成のままでは、収差を補正することが困難となる。
【００３５】
なお、さらに望ましくは、次の条件式を満足するように構成する。
１．０５＜ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ＜１．２
本発明では、変倍に際して第２レンズ群が固定位置を保持するようにしており、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は第１レンズ群の移動量のみによって決定される。これに関して、次の条件式を満足することが望ましい（請求項３に対応する）。
０．５０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．８５
但し、Ｘ１は、広角端から望遠端への変倍に際しての第１レンズ群の総移動量をあらわし、ｆＴは、望遠端における全系の焦点距離をあらわす。
【００３６】
この場合、（Ｘ１／ｆＴ）を０．５０以下とすると、第２レンズ群の変倍への寄与が小さくなって第３レンズ群の負担が増加するか、第１レンズ群・第２レンズ群の屈折力を強めなければならなるかして、いずれにせよ、各種収差の悪化を招くことになる。また、広角端におけるレンズ全長が長くなって、第１レンズ群を通過する光線の高さが増加し、第１レンズ群の大型化を招く。一方、（Ｘ１／ｆＴ）を０．８５以上とすると、広角端での全長が短くなりすぎるか、望遠端での全長が長くなりすぎるかすることになる。広角端での全長が短くなりすぎると、第３レンズ群の移動スペースが限定され、第３レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、全体の収差補正が困難となる。望遠端での全長が長くなりすぎると、全長方向の小型化の妨げになるだけでなく、望遠端での周辺光量確保のために径方向が大型化したり、また、鏡胴の倒れ等の製作誤差による像性能の劣化も招き易くなる。
なお、さらに望ましくは、次の条件式を満足するように構成する。
０．６０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．７５
第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が第１レンズ群の移動量のみによって決まるのと同様に、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は第３レンズ群の移動量のみによって決まる。これに関して、次の条件式を満足することが望ましい（請求項４に対応する）。
０．２５＜Ｘ３／ｆＴ＜０．５０
但し、Ｘ３は、広角端から望遠端への変倍に際しての第３レンズ群の総移動量をあらわす。
【００３７】
この場合、（Ｘ３／ｆＴ）を０．２５以下とすると、第３レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、第２ンズ群の負担が増加するか、第３レンズ群自体の屈折力を強めなければならなくなるかして、いずれにせよ、各種収差の悪化を招くことになる。一方、（Ｘ３／ｆＴ）を０．４５以上とすると、広角端におけるレンズ全長が長くなって、第１レンズ群を通過する光線の高さが増大し、第１レンズ群の大型化を招く。
なお、さらに望ましくは、次の条件式を満足するように構成する。
０．３０＜Ｘ３／ｆＴ＜０．４５
収差補正に関して、さらに次の条件式を満足することが望ましい（請求項５および請求項６にそれぞれ対応する）。
０．６＜｜ｆ２｜／ｆ３＜１．０
６．０＜ｆ１／ｆＷ＜１０．０
但し、ｆ１は、第１レンズ群の焦点距離をあらわし、ｆ２は、第２レンズ群の焦点距離をあらわし、ｆ３は、第３レンズ群の焦点距離をあらわし、そしてｆＷは、広角端における全系の焦点距離をあらわす。
【００３８】
この場合、（｜ｆ２｜／ｆ３）を０．６以下とすると、第２レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、（｜ｆ２｜／ｆ３）を１．０以上とすると、第３レンズ群の屈折力が強くなりすぎて、いずれにしろ変倍に際しての収差変動が大きくなりがちになる。
また、（ｆ１／ｆＷ）を６．０以下とすると、第２レンズ群の結像倍率が等倍に近付いて変倍効率が上がり、高変倍化には有利であるが、第１レンズ群の各レンズに大きな屈折力が必要になって、特に望遠端での色収差が悪化するなどの弊害があるばかりか、第１レンズ群が厚肉化・大口径化して、特に収納状態での小型化に不利となる。一方、（ｆ１／ｆＷ）を１２．０以上とすると、第２レンズ群の変倍への寄与が小さくなってしまい、高変倍化が困難になる。
なお、本発明の先に述べた目的は、次のような構成によっても達成することができる。すなわち、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、開口絞りと、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、物体側から、順次、配置し、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群は物体側へ単調に移動し、この広角端から望遠端への変倍に際して、前記第２レンズ群は固定位置を保持し、前記第４レンズ群は望遠端において広角端よりも像側に位置するように移動するズームレンズにおいて、次の条件式を満足する構成としても良い（請求項７に対応する）。
０．５０＜Ｘ１／ｆＴ＜０．８５
但し、Ｘ１は、広角端から望遠端への変倍に際しての第１レンズ群の総移動量をあらわし、ｆＴは、望遠端における全系の焦点距離をあらわす。
【００３９】
また、本発明のズームレンズにおいて、前記開口絞りは隣接する第２レンズ群および第３レンズ群とは独立に移動し、前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔が、広角端で最も広く、望遠端で最も狭くなることが望ましい（請求項８に対応する）。
開口絞りと第３レンズ群との間隔を広角端で最も広くすることによって、広角端において開口絞りを第１レンズ群に近づけ、第１レンズ群を通過する光線の高さをより低くすることが可能となって、第１レンズ群のさらなる小型化を達成することができる。
次に、小型化を妨げない範囲で、より良好な収差補正を行うための条件を検討する。
前記第２レンズ群は、物体側から、順次、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズと、像側に曲率の大きな面を向けた正レンズと、物体側に曲率の大きな面を向けた負レンズとの３枚のレンズを有してなることが望ましい（請求項９に対応する）。
【００４０】
負の屈折力を有する変倍群としては、これを３枚のレンズで構成する場合、物体側から、順次、負レンズ−負レンズ−正レンズという配置のものが良く知られているが、この構成に比して、上述の構成は広角化に伴う倍率色収差の補正能力に優れている。ここで、第２レンズ群の物体側から２番目のレンズと３番目のレンズは、適宜接合しても良い。
このとき、前記第２レンズ群の各レンズは、次の条件式を満足することが望ましい（請求項１０に対応する）。
１．７５＜Ｎ２１＜１．９０，  ３５＜ν２１＜５０
１．６５＜Ｎ２２＜１．９０，  ２０＜ν２２＜３５
１．７５＜Ｎ２３＜１．９０，  ３５＜ν２３＜５０
但し、Ｎ２ｉは、第２レンズ群中で物体側から数えてｉ番目のレンズの屈折率をあらわし、ν２ｉは第２レンズ群中で物体側から数えてｉ番目のレンズのアッベ数をあらわす。
このような硝種を選択することにより、色収差のより良好な補正が可能となる。
【００４１】
前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズとを、物体側から、順次、配置してなる構成であることが望ましい。より具体的には、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に強い凸面を向けた正レンズとを配置した２枚のレンズで構成するか、または、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に強い凸面を向けた正レンズと、物体側に強い凸面を向けた正レンズとを配置した３枚のレンズで構成するかすることが望ましい。
【００４２】
前記第３レンズ群は、物体側から、順次、正レンズと、正レンズと、負レンズとを配置した３枚のレンズで構成することが望ましい。ここで、第３レンズ群の物体側から２番目のレンズと３番目のレンズは、適宜接合しても良い。
前記第４レンズ群は、正レンズ１枚で構成することが望ましい。また、有限距離へのフォーカシングの際には、第４レンズ群のみを移動させる方法が、移動させるべき物体の重量が最も小さくて良い。また、第４レンズ群は、変倍に際しての移動量が小さく、変倍のための移動機構とフォーカシングのための移動機構を兼用することができるというメリットもある。
良好な収差補正を保ちながらより小型化を進めるためには、非球面の使用が不可欠であり、少なくとも前記第２レンズ群および前記第３レンズ群には、それぞれ１面以上の非球面を用いることが望ましい。特に、第２レンズ群においては、最も物体側の面と最も像側の面の双方を非球面とすると、広角化に伴って増大しがちな歪曲収差・非点収差等の補正に高い効果を得ることができる。
【００４３】
なお、非球面レンズとしては、光学ガラスおよび光学プラスチックを成型したもの（それぞれガラスモールド非球面およびプラスチックモールド非球面などと称される）や、ガラスレンズの面上に薄い樹脂層を成型し、その表面を非球面としたもの（ハイブリッド非球面またはレプリカ非球面等と称される）等を使用することができる。
絞りの開放径は変倍にかかわらず一定とするのが機構上簡略となって良い。但し、長焦点端の開放径を短焦点端に比べて大きくすることにより、変倍に伴うＦナンバ（Ｆ値）の変化を小さくすることもできる。また、像面に到達する光量を減少させる必要があるときには、絞りを小径化しても良いが、絞り径を大きく変更することなく、ＮＤ（中間濃度）フィルタ等を挿入することによって光量を減少させるようにしたほうが、回折現象による解像力の低下を防止することができて好ましい。
【００４４】
上述したようなズームレンズまたはそれを用いたレンズユニットを撮影用光学系として用いて、カメラを構成すれば、広角端の半画角が３８度以上と充分な広画角を得るとともに、４．５倍以上の変倍比を得ることができ、しかも小型で且つ３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で携帯性に優れ、しかも高い解像力による高画質を得ることが可能となる（請求項１１、請求項１２に対応する）。
また、上述したようなズームレンズまたはそれを用いたレンズユニットをカメラ機能部の撮影用光学系として用いて、携帯情報端末装置を構成すれば、広角端の半画角が３８度以上と充分な広画角を得るとともに、４．５倍以上の変倍比を有し、しかも小型で且つ３００万〜５００万画素以上の撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で携帯性に優れ、しかも高い解像力による高画質を得ることが可能となる（請求項１３に対応する）。
【実施例１】
【００４５】
次に、上述した本発明の実施の形態に基づく、具体的な実施例を詳細に説明する。以下に述べる実施例１、実施例２、実施例３および実施例４は、本発明に係るズームレンズの具体的数値例による具体的構成の実施例であり、実施例５は、実施例１〜実施例４に示されるようなズームレンズを有して構成したレンズユニットを撮影用光学系として用いた本発明に係るカメラまたは携帯情報端末装置の具体的実施例である。
本発明に係るズームレンズの実施例１〜実施例４においては、ズームレンズの構成およびその具体的な数値例を示している。なお、実施例１〜実施例４において、最大像高は３．７０ｍｍである。
実施例１〜実施例４において、第４レンズ群の像面側に配設される平行平板からなる光学要素は、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタや、ＣＣＤセンサ等の受光素子のカバーガラス（シールガラス）を想定したものであり、ここではフィルタ／カバーと称することにする。
【００４６】
各レンズの材質は、実施例１の第９レンズおよび実施例３の第１０レンズ（いずれも第４レンズ群）に光学プラスチックを用いている他は、全て光学ガラスを用いている。
また、実施例１〜実施例４において、第２レンズ群の最も物体側の面と最も像側の面の双方、第３レンズ群の最も物体側のレンズの両面および第４レンズ群の最も物体側の面がそれぞれ非球面となっている。なお、先に触れたように、実施例１〜実施例４における非球面はいわゆるモールド非球面レンズのように、各レンズ面を直接非球面とするものとして説明しているが、それと同等の非球面を、球面レンズのレンズ面に非球面を形成する樹脂薄膜を敷設して得る、いわゆるハイブリッドレンズ形式の非球面レンズを構成しても良い。
実施例１〜実施例４における収差は充分に補正されており、３００万画素〜５００万画素の受光素子に対応することが可能となっている。本発明に従ってズームレンズを構成することによって、充分な小型化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例１〜実施例４より明らかである。
【００４７】
実施例１〜実施例４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（ｄはレンズ番号＝１〜１０）
νｄ：アッベ数（ｄはレンズ番号＝１〜１０）
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
但し、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）をＣ、光軸からの高さをＨとするとき、次式で定義される。
【００４８】
【数１】
2010204678.tif 000003
【００４９】
図１は、本発明の実施例１に係るズームレンズの光学系の構成を示しており、（ａ）は短焦点端、つまり広角端、（ｂ）は中間焦点距離、そして（ｃ）は長焦点端、つまり望遠端の状態をそれぞれ示している。
図１に示すズームレンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、絞りＦＡおよびフィルタ／カバーＦＣを具備している。この場合、第１レンズＥ１および第２レンズＥ２は、第１レンズ群Ｇ１を構成し、第３レンズＥ３〜第５レンズＥ５は、第２レンズ群Ｇ２を構成し、第６レンズＥ６〜第８レンズＥ８は、第３レンズ群Ｇ３を構成し、そして第９レンズＥ９は、単独で第４レンズ群Ｇ４を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作する。図１には、各光学面の面番号も示している。なお、図１に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため図２〜図４と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
【００５０】
図１において、ズームレンズの光学系を構成する各光学要素は、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、絞りＦＡ、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９およびフィルタ／カバーＦＣの順で配列されており、フィルタ／カバーＦＣの背後に結像される。
第１レンズＥ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、そして第２レンズＥ２は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。これら第１レンズＥ１および第２レンズＥ２により構成する第１レンズ群Ｇ１は、全体として正の焦点距離、つまり正の屈折力、を有する。第３レンズＥ３は、物体側に凸に形成され、物体側の面を非球面とするとともに、像側を強い凹面とした、負メニスカスレンズである。第４レンズＥ４は、像側を強い凸面とした両凸レンズからなる正レンズ、そして第５レンズＥ５は、物体側を強い凹面とし、像側の面を非球面とした両凹レンズからなる負レンズであり、これら第４レンズＥ４および第５レンズＥ５は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。
【００５１】
これら第３レンズＥ３〜第５レンズＥ５により構成する第２レンズ群Ｇ２は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力、を有する。第６レンズＥ６は、両面を非球面とした両凸レンズからなる正レンズである。第７レンズＥ７は、像側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズ、そして第８レンズＥ８は、両凹レンズからなる負レンズであり、これら第７レンズＥ７および第８レンズＥ８は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第６レンズＥ６〜第８レンズＥ８により構成する第３レンズ群Ｇ３は、全体として正の屈折力を有する。第９レンズＥ９は、物体側に非球面からなる強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズである。この第９レンズＥ９のみにより単独で構成する第４レンズ群Ｇ４は、もちろん正の焦点距離を有する。
【００５２】
短焦点端、つまり広角端、から長焦点端、つまり望遠端への変倍に際しては、各群間の可変間隔、すなわち、第１レンズ群Ｇ１の最も像側の面、つまり第２レンズＥ２の像側の面（面番号４）と、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の面、つまり第３レンズＥ３の物体側の面（面番号５）との間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の面、つまり第５レンズＥ５の像側の面（面番号９）と、絞りＦＡの面（面番号１０）との間隔ＤＢ、絞りＦＡの面（面番号１０）と、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の面、つまり第６レンズＥ６の物体側の面（面番号１１）との間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３の最も像側の面、つまり第８レンズＥ８の像側の面（面番号１５）と、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側の面、つまり第９レンズＥ９の物体側の面（面番号１６）との間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４の最も像側の面、つまり第９レンズＥ９の像側の面（面番号１６）と、フィルタ／カバーＦＣの物体側の面（面番号１８）との間隔ＤＥが変化して、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群Ｇ１および前記第３レンズ群Ｇ３が物体側に向かって単調に移動し、この広角端から望遠端への変倍に際して、前記第２レンズ群Ｇ２がその位置を固定的に保持し、前記第４レンズ群Ｇ４が望遠端において広角端よりも像側に位置するように、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が移動する。
この実施例１においては、全系の焦点距離ｆ，ＦナンバＦ，半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝４．７４〜２１．５９，Ｆ＝３．３２〜４．９８，ω＝３９．１４〜９．５５の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
【００５３】
【表１】
2010204678.tif 000004
【００５４】
表１において面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した第５面、第９面、第１１面、第１２面および第１６面の各光学面が非球面であり、各非球面の（１）式におけるパラメータは、次の通りである。
非球面：第５面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝２．４２４００×１０−４，
Ａ６＝−２．９２２０８×１０−６，
Ａ８＝９．４０２１０×１０−９，
Ａ１０＝−４．１６４５６×１０−１１
非球面：第９面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−５．１６７６１×１０−４，
Ａ６＝１．８１６０５×１０−６，
Ａ８＝−１．０１６４２×１０−６，
Ａ１０＝−１．７５６９９×１０−８
【００５５】
非球面：第１１面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−１．０８４９６×１０−３，
Ａ６＝−２．１７１９２×１０−５，
Ａ８＝５．７９０３７×１０−６，
Ａ１０＝−５．２５４９３×１０−７
非球面：第１２面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝４．８５４７４×１０−４，
Ａ６＝−４．４９４６０×１０−５，
Ａ８＝８．９８４２９×１０−６，
Ａ１０＝−５．６８１５４×１０−７
非球面：第１６面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−５．４６４２４×１０−５，
Ａ６＝１．８０６３７×１０−５，
Ａ８＝−９．１７７９３×１０−７，
Ａ１０＝２．０９８９９×１０−８
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と絞りＦＡとの間の可変間隔ＤＢ、絞りＦＡと第３レンズ群との間の可変間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の可変間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４と光学フィルタＦＣとの間の可変間隔ＤＥは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
【００５６】
【表２】
2010204678.tif 000005
【００５７】
また、この実施例１における先に述べた各条件式に係る値は、次の通りとなる。
条件式数値
ｍ４Ｔ  ＝  ０．７１８
ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ  ＝  １．０９８
Ｘ１／ｆＴ  ＝  ０．６９８
Ｘ３／ｆＴ  ＝  ０．３６６
｜ｆ２｜／ｆ３  ＝  ０．７９２
ｆ１／ｆＷ  ＝  ８．４４
したがって、この実施例１における先に述べた各条件式に係る数値は、条件式の範囲内である。
【実施例２】
【００５８】
図２は、本発明の実施例２に係るズームレンズの光学系の構成を示しており、（ａ）は広角端（短焦点端）、（ｂ）は中間焦点距離、そして（ｃ）は望遠端（長焦点端）の状態をそれぞれ示している。
図２に示すズームレンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、絞りＦＡおよびフィルタ／カバーＦＣを具備している。この場合、第１レンズＥ１および第２レンズＥ２は、第１レンズ群Ｇ１を構成し、第３レンズＥ３〜第５レンズＥ５は、第２レンズ群Ｇ２を構成し、第６レンズＥ６〜第８レンズＥ８は、第３レンズ群Ｇ３を構成し、そして第９レンズＥ９は、単独で第４レンズ群Ｇ４を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作する。図２には、各光学面の面番号も示している。なお、図２に対する各参照符号は、各実施例毎に独立に用いており、そのため図１、図３および図４と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
【００５９】
図２において、ズームレンズの光学系を構成する各光学要素は、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、絞りＦＡ、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９およびフィルタ／カバーＦＣの順で配列されており、フィルタ／カバーＦＣの背後に結像される。
第１レンズＥ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第２レンズＥ２は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、これら第１レンズＥ１および第２レンズＥ２は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第１レンズＥ１と第２レンズＥ２の接合レンズにより構成する第１レンズ群Ｇ１は、全体として正の屈折力を有する。第３レンズＥ３は、物体側に凸に形成され、物体側の面を非球面とするとともに、像側を強い凹面とした、負メニスカスレンズである。第４レンズＥ４は、像側を強い凸面とした両凸レンズからなる正レンズ、そして第５レンズＥ５は、物体側を強い凹面とし、像側の面を非球面とした両凹レンズからなる負レンズであり、これら第４レンズＥ４および第５レンズＥ５は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第３レンズＥ３〜第５レンズＥ５により構成する第２レンズ群Ｇ２は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力、を有する。第６レンズＥ６は、両面を非球面とした両凸レンズからなる正レンズである。
【００６０】
第７レンズＥ７は、像側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズ、そして第８レンズＥ８は、両凹レンズからなる負レンズであり、これら第７レンズＥ７および第８レンズＥ８は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第６レンズＥ６〜第８レンズＥ８により構成する第３レンズ群Ｇ３は、全体として正の屈折力を有する。第９レンズＥ９は、物体側に非球面からなる強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズである。この第９レンズＥ９のみにより単独で構成する第４レンズ群Ｇ４は、もちろん正の焦点距離を有する。
広角端（短焦点端）から望遠端（長焦点端）への変倍に際しては、各群間の可変間隔、すなわち、第１レンズ群Ｇ１の最も像側の面、つまり第２レンズＥ２の像側の面（面番号３）と、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の面、つまり第３レンズＥ３の物体側の面（面番号４）との間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の面、つまり第５レンズＥ５の像側の面（面番号８）と、絞りＦＡの面（面番号９）との間隔ＤＢ、絞りＦＡの面（面番号９）と、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の面、つまり第６レンズＥ６の物体側の面（面番号１０）との間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３の最も像側の面、つまり第８レンズＥ８の像側の面（面番号１４）と、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側の面、つまり第９レンズＥ９の物体側の面（面番号１５）との間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４の最も像側の面、つまり第９レンズＥ９の像側の面（面番号１６）と、フィルタ／カバーＦＣの物体側の面（面番号１７）との間隔ＤＥが変化して、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群Ｇ１および前記第３レンズ群Ｇ３が物体側に向かって単調に移動し、この広角端から望遠端への変倍に際して、前記第２レンズ群Ｇ２がその位置を固定的に保持し、前記第４レンズ群Ｇ４が望遠端において広角端よりも像側に位置するように、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が移動する。
【００６１】
この実施例２においては、全系の焦点距離ｆ，ＦナンバＦ，半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝４．７４〜２１．５７，Ｆ＝３．５６〜５．００，ω＝３９．１５〜９．５７の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
【００６２】
【表３】
2010204678.tif 000006
【００６３】
表３において面番号に「＊」を付して示した第４面、第８面、第１０面、第１１面および１５面の各光学面が非球面であり、各非球面の（１）式におけるパラメータは、次の通りである。
非球面：第４面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝１．９８１０２×１０−４，
Ａ６＝−３．６８６６８×１０−６，
Ａ８＝４．５２４０５×１０−８，
Ａ１０＝−２．６７６８３×１０−１０
非球面：第８面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−４．５６９１２×１０−４，
Ａ６＝−２．４３６３５×１０−６，
Ａ８＝−７．３１０４８×１０−７，
Ａ１０＝−１．１３１６３×１０−８
【００６４】
非球面：第１０面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−７．２８２６１×１０−４，
Ａ６＝５．７７８８７×１０−６，
Ａ８＝１．０３２０８×１０−６，
Ａ１０＝−１．８１３８６×１０−７
非球面：第１１面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝４．６５３５７×１０−４，
Ａ６＝１．３４７９９×１０−５，
Ａ８＝−４．３７９５６×１０−７，
Ａ１０＝６．８５５０３×１０−８
非球面：第１５面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−６．８０５５０×１０−５，
Ａ６＝１．４２４０９×１０−５，
Ａ８＝−６．３７７６６×１０−７，
Ａ１０＝１．２９０４１×１０−８
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と絞りＦＡとの間の可変間隔ＤＢ、絞りＦＡと第３レンズ群との間の可変間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の可変間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４と光学フィルタＦＣとの間の可変間隔ＤＥは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
【００６５】
【表４】
2010204678.tif 000007
【００６６】
また、この実施例２における先に述べた各条件式に係る値は、次の通りとなる。
条件式数値
ｍ４Ｔ  ＝  ０．７２２
ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ  ＝  １．１１７
Ｘ１／ｆＴ  ＝  ０．６７２
Ｘ３／ｆＴ  ＝  ０．３９６
｜ｆ２｜／ｆ３  ＝  ０．７９９
ｆ１／ｆＷ  ＝  ８．８４
したがって、この実施例２における先に述べた各条件式に係る数値は、条件式の範囲内である。
【実施例３】
【００６７】
図３は、本発明の実施例３に係るズームレンズの光学系の構成を示しており、（ａ）は広角端（短焦点端）、（ｂ）は中間焦点距離、そして（ｃ）は望遠端（長焦点端）の状態をそれぞれ示している。
図３に示すズームレンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０、絞りＦＡおよびフィルタ／カバーＦＣを具備している。この場合、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３は、第１レンズ群Ｇ１を構成し、第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６は、第２レンズ群Ｇ２を構成し、第７レンズＥ７〜第９レンズＥ９は、第３レンズ群Ｇ３を構成し、そして第１０レンズＥ１０は、単独で第４レンズ群Ｇ４を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作する。なお、図３に対する各参照符号は、各実施例毎に独立に用いており、そのため図１、図２および図４と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
【００６８】
図３において、ズームレンズの光学系を構成する各光学要素は、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、絞りＦＡ、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０およびフィルタ／カバーＦＣの順で配列されており、フィルタ／カバーＦＣの背後に結像される。
第１レンズＥ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第２レンズＥ２は、物体側を強い凸面とした両凸レンズからなる正レンズであり、これら第１レンズＥ１および第２レンズＥ２は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。第３レンズＥ３は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。これら第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３により構成する第１レンズ群Ｇ１は、全体として正の屈折力を有する。第４レンズＥ４は、物体側に凸に形成され、物体側の面を非球面とするとともに、像側を強い凹面とした、負メニスカスレンズである。第５レンズＥ５は、物体側を平面とした平凸レンズからなる正レンズ、そして第６レンズＥ６は、像側に凸に形成され、像側の面を非球面とした負メニスカスレンズであり、これら第５レンズＥ５および第６レンズＥ６は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６により構成する第２レンズ群Ｇ２は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力、を有する。
【００６９】
第７レンズＥ７は、両面を非球面とした両凸レンズからなる正レンズである。第８レンズＥ８は、像側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズ、そして第９レンズＥ９は、両凹レンズからなる負レンズであり、これら第８レンズＥ８および第９レンズＥ９は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第７レンズＥ７〜第９レンズＥ９により構成する第３レンズ群Ｇ３は、全体として正の屈折力を有する。第１０レンズＥ１０は、物体側に非球面からなる強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズである。この第１０レンズＥ１０のみにより単独で構成する第４レンズ群Ｇ４は、もちろん正の焦点距離を有する。
【００７０】
広角端（短焦点端）から望遠端（長焦点端）への変倍に際しては、各群間の可変間隔、すなわち、第１レンズ群Ｇ１の最も像側の面、つまり第３レンズＥ３の像側の面（面番号５）と、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の面、つまり第４レンズＥ４の物体側の面（面番号６）との間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の面、つまり第６レンズＥ６の像側の面（面番号１０）と、絞りＦＡの面（面番号１１）との間隔ＤＢ、絞りＦＡの面（面番号１１）と、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の面、つまり第７レンズＥ７の物体側の面（面番号１２）との間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３の最も像側の面、つまり第９レンズＥ９の像側の面（面番号１６）と、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側の面、つまり第１０レンズＥ１０の物体側の面（面番号１７）との間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４の最も像側の面、つまり第１０レンズＥ１０の像側の面（面番号１８）と、フィルタ／カバーＦＣの物体側の面（面番号１９）との間隔ＤＥが変化して、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群Ｇ１および前記第３レンズ群Ｇ３が物体側に向かって単調に移動し、この広角端から望遠端への変倍に際して、前記第２レンズ群Ｇ２がその位置を固定的に保持し、前記第４レンズ群Ｇ４が望遠端において広角端よりも像側に位置するように、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が移動する。
【００７１】
この実施例３においては、全系の焦点距離ｆ，ＦナンバＦ，半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝４．７４〜２１．６７，Ｆ＝３．４６〜４．９１，ω＝３９．１５〜９．５０の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
【００７２】
【表５】
2010204678.tif 000008
【００７３】
表５において面番号に「＊」を付して示した第６面、第１０面、第１２面、第１３面および１７面の各光学面が非球面であり、各非球面の（１）式におけるパラメータは、次の通りである。
非球面：第６面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−１．２２５７９×１０−４，
Ａ６＝−２．９８１７９×１０−７，
Ａ８＝−１．９３０９２×１０−８，
Ａ１０＝−３．３２５５４×１０−１０
非球面：第１０面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−８．２８５１２×１０−４，
Ａ６＝−１．８２８１２×１０−５，
Ａ８＝８．５０６２３×１０−８，
Ａ１０＝−１．９０３７４×１０−７
【００７４】
非球面：第１２面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−８．０８８５２×１０−４，
Ａ６＝１．５８８１２×１０−５，
Ａ８＝−１．００４０３×１０−６，
Ａ１０＝２．７５１５１×１０−８
非球面：第１３面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝４．０７２７５×１０−４，
Ａ６＝−７．８６３５８×１０−６，
Ａ８＝１．６０５０７×１０−６，
Ａ１０＝−９．３３１３１×１０−８
非球面：第１７面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−１．２９４４１×１０−５，
Ａ６＝５．９３１２３×１０−６，
Ａ８＝−３．０１００６×１０−７，
Ａ１０＝７．０６４５０×１０−９
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と絞りＦＡとの間の可変間隔ＤＢ、絞りＦＡと第３レンズ群との間の可変間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の可変間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４と光学フィルタＦＣとの間の可変間隔ＤＥは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
【００７５】
【表６】
2010204678.tif 000009
【００７６】
また、この実施例３における先に述べた各条件式に係る値は、次の通りとなる。
条件式数値
ｍ４Ｔ  ＝  ０．７１２
ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ  ＝  １．０８５
Ｘ１／ｆＴ  ＝  ０．６４６
Ｘ３／ｆＴ  ＝  ０．３５１
｜ｆ２｜／ｆ３  ＝  ０．７４４
ｆ１／ｆＷ  ＝  ７．４９
したがって、この実施例３における先に述べた各条件式に係る数値は、条件式の範囲内である。
【実施例４】
【００７７】
図４は、本発明の実施例４に係るズームレンズの光学系の構成を示しており、（ａ）は広角端（短焦点端）、（ｂ）は中間焦点距離、そして（ｃ）は望遠端（長焦点端）の状態をそれぞれ示している。
図４に示すズームレンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０、絞りＦＡおよびフィルタ／カバーＦＣを具備している。この場合、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３は、第１レンズ群Ｇ１を構成し、第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６は、第２レンズ群Ｇ２を構成し、第７レンズＥ７〜第９レンズＥ９は、第３レンズ群Ｇ３を構成し、そして第１０レンズＥ１０は、単独で第４レンズ群Ｇ４を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作する。なお、図４に対する各参照符号は、各実施例毎に独立に用いており、そのため図１〜図３と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
【００７８】
図４において、ズームレンズの光学系を構成する各光学要素は、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、絞りＦＡ、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０およびフィルタ／カバーＦＣの順で配列されており、フィルタ／カバーＦＣの背後に結像される。
第１レンズＥ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第２レンズＥ２は、物体側を強い凸面とした両凸レンズからなる正レンズであり、これら第１レンズＥ１および第２レンズＥ２は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。第３レンズＥ３は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。これら第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３により構成する第１レンズ群Ｇ１は、全体として正の屈折力を有する。第４レンズＥ４は、物体側に凸に形成され、物体側の面を非球面とするとともに、像側を強い凹面とした、負メニスカスレンズである。第５レンズＥ５は、像側を強い凸面とした両凸レンズからなる正レンズ、そして第６レンズＥ６は、物体側を強い凹面とした両凹レンズからなり、像側の面を非球面とした負レンズであり、これら第５レンズＥ５および第６レンズＥ６は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。
【００７９】
これら第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６により構成する第２レンズ群Ｇ２は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力、を有する。第７レンズＥ７は、両面を非球面とした両凸レンズからなる正レンズである。第８レンズＥ８は、像側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズ、そして第９レンズＥ９は、両凹レンズからなる負レンズであり、これら第８レンズＥ８および第９レンズＥ９は、密接して貼り合わせられて一体に接合され、接合レンズを形成している。これら第７レンズＥ７〜第９レンズＥ９により構成する第３レンズ群Ｇ３は、全体として正の屈折力を有する。第１０レンズＥ１０は、物体側に非球面からなる強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズである。この第１０レンズＥ１０のみにより単独で構成する第４レンズ群Ｇ４は、もちろん正の焦点距離を有する。
広角端（短焦点端）から望遠端（長焦点端）への変倍に際しては、各群間の可変間隔、すなわち、第１レンズ群Ｇ１の最も像側の面、つまり第３レンズＥ３の像側の面（面番号５）と、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の面、つまり第４レンズＥ４の物体側の面（面番号６）との間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の面、つまり第６レンズＥ６の像側の面（面番号１０）と、絞りＦＡの面（面番号１１）との間隔ＤＢ、絞りＦＡの面（面番号１１）と、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の面、つまり第７レンズＥ７の物体側の面（面番号１２）との間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３の最も像側の面、つまり第９レンズＥ９の像側の面（面番号１６）と、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側の面、つまり第１０レンズＥ１０の物体側の面（面番号１７）との間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４の最も像側の面、つまり第１０レンズＥ１０の像側の面（面番号１８）と、フィルタ／カバーＦＣの物体側の面（面番号１９）との間隔ＤＥが変化して、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第１レンズ群Ｇ１および前記第３レンズ群Ｇ３が物体側に向かって単調に移動し、この広角端から望遠端への変倍に際して、前記第２レンズ群Ｇ２がその位置を固定的に保持し、前記第４レンズ群Ｇ４が望遠端において広角端よりも像側に位置するように、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が移動する。
この実施例４においては、全系の焦点距離ｆ，ＦナンバＦ，半画角ωが、ズーミングによって、それぞれｆ＝４．７４〜２１．６２，Ｆ＝３．４２〜４．９９，ω＝３９．１２〜９．５０の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。
【００８０】
【表７】
2010204678.tif 000010
【００８１】
表７において面番号に「＊」を付して示した第６面、第１０面、第１２面、第１３面および１７面の各光学面が非球面であり、各非球面の（１）式におけるパラメータは、次の通りである。
非球面：第６面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−８．０８７９１×１０−５，
Ａ６＝−２．０３１２４×１０−６，
Ａ８＝６．２６６３８×１０−９，
Ａ１０＝−６．１２３５２×１０−１１
非球面：第１０面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−７．５２６０９×１０−４，
Ａ６＝−１．２４４０１×１０−５，
Ａ８＝−９．６５４６６×１０−７，
Ａ１０＝−８．３３３３２×１０−８
【００８２】
非球面：第１２面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−７．０７９４７×１０−４，
Ａ６＝−１．１６１７９×１０−６，
Ａ８＝６．７２５０５×１０−８，
Ａ１０＝−２．５３９１３×１０−８
非球面：第１３面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝３．４３６５８×１０−４，
Ａ６＝−１．４４０２２×１０−６，
Ａ８＝−１．３３４８４×１０−７，
Ａ１０＝−１．４０８２２×１０−８
非球面：第１７面
Ｋ＝０．０，
Ａ４＝−４．７５４１０×１０−５，
Ａ６＝１．１５４２９×１０−５，
Ａ８＝−４．８７２５８×１０−７，
Ａ１０＝９．５４０８４×１０−９
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＡ、第２レンズ群Ｇ２と絞りＦＡとの間の可変間隔ＤＢ、絞りＦＡと第３レンズ群との間の可変間隔ＤＣ、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の可変間隔ＤＤ、そして第４レンズ群Ｇ４と光学フィルタＦＣとの間の可変間隔ＤＥは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
【００８３】
【表８】
2010204678.tif 000011
【００８４】
また、この実施例４における先に述べた各条件式に係る値は、次の通りとなる。
条件式数値
ｍ４Ｔ  ＝  ０．７２１
ｍ４Ｔ／ｍ４Ｗ  ＝  １．０９５
Ｘ１／ｆＴ  ＝  ０．６６８
Ｘ３／ｆＴ  ＝  ０．３６９
｜ｆ２｜／ｆ３  ＝  ０．７９５
ｆ１／ｆＷ  ＝  ８．１４
したがって、この実施例４における先に述べた各条件式に係る数値は、条件式の範囲内である。
【００８５】
図５〜図７は、上述した実施例１に係る図１に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、図５は、広角端における収差曲線図、図６は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図７は、望遠端における収差曲線図である。各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はｄ線、細線はｇ線をあらわしている。
図８〜図１０は、上述した実施例２に係る図２に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、図８は、広角端における収差曲線図、図９は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図１０は、望遠端における収差曲線図である。この場合も、各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はｄ線、細線はｇ線をあらわしている。
【００８６】
図１１〜図１３は、上述した実施例３に係る図３に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、図１１は、広角端における収差曲線図、図１２は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図１３は、望遠端における収差曲線図である。この場合も、各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はｄ線、細線はｇ線をあらわしている。
そして、図１４〜図１６は、上述した実施例４に係る図４に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、図１４は、広角端における収差曲線図、図１５は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図１６は、望遠端における収差曲線図である。この場合も、各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はｄ線、細線はｇ線をあらわしている。
これらの図５〜図１６の収差曲線図によれば、上述した本発明の実施例１〜実施例４に係る図１〜図４に示した構成のズームレンズでは、いずれも収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
【実施例５】
【００８７】
次に、上述した実施例１〜実施例４に示されたような本発明に係るズームレンズを撮影光学系として採用してカメラを構成した本発明の実施例５について図１７〜図１９を参照して説明する。図１７は、物体、すなわち被写体側である前面側から見たカメラの外観を示す斜視図、図１８は、撮影者側である背面側から見たカメラの外観を示す斜視図であり、図１９は、カメラの機能構成を示すブロック図である。なお、ここでは、カメラについて説明しているが、いわゆるＰＤＡ（personal data assistant）や携帯電話機等の携帯情報端末装置にカメラ機能を組み込んだものが近年登場している。このような携帯情報端末装置も外観は若干異にするもののカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような携帯情報端末装置に本発明に係るズームレンズを採用してもよい。
【００８８】
図１７および図１８に示すように、カメラは、撮影レンズ１０１、シャッタボタン１０２、ズームレバー１０３、ファインダ１０４、ストロボ１０５、液晶モニタ１０６、操作ボタン１０７、電源スイッチ１０８、メモリカードスロット１０９および通信カードスロット１１０等を備えている。さらに、図１９に示すように、カメラは、受光素子２０１、信号処理装置２０２、画像処理装置２０３、中央演算装置（ＣＰＵ）２０４、半導体メモリ２０５および通信カード等２０６も備えている。
カメラは、撮影レンズ１０１とＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子２０１を有しており、撮影光学系である撮影レンズ１０１によって形成される撮影対象となる物体、つまり被写体、の像を受光素子２０１によって読み取るように構成されている。この撮影レンズ１０１としては、第１〜第４の実施例において説明したような本発明に係るズームレンズを用いる。具体的には、ズームレンズを構成する光学要素であるレンズ等を用いてレンズユニットを構成する。このレンズユニットは、各レンズ等を、少なくともレンズ群毎に移動操作し得るように保持する機構を有する。カメラに組み込まれる撮影レンズ１０１は、通常の場合、このレンズユニットの形で組み込まれる。
受光素子２０１の出力は、中央演算装置２０４によって制御される信号処理装置２０２によって処理され、ディジタル画像情報に変換される。
【００８９】
信号処理装置２０２によってディジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置２０４によって制御される画像処理装置２０３において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ２０５に記録される。この場合、半導体メモリ２０５は、メモリカードスロット１０９に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ１０６には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ２０５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２０５に記録した画像は、通信カードスロット１１０に装填した通信カード等２０６を介して外部へ送信することも可能である。
撮影レンズ１０１は、カメラの携帯時には図１７の（ａ）に示すように沈胴状態にあってカメラのボディー内に埋没しており、ユーザが電源スイッチ１０８を操作して電源を投入すると、図１７の（ｂ）に示すように鏡胴が繰り出され、カメラのボディーから突出する構成とする。このとき、撮影レンズ１０１の鏡胴の内部では、ズームレンズを構成する各群の光学系が、例えば広角端の配置となっており、ズームレバー１０３を操作することによって、各群光学系の配置が変更されて、望遠端への変倍動作を行うことができる。なお、ファインダ１０４の光学系も撮影レンズ１０１の画角の変化に連動して変倍する用にすることが望ましい。
【００９０】
多くの場合、シャッタボタン１０２の半押し操作により、フォーカシングがなされる。本発明に係る正−負−正の３群で構成されるズームレンズ（請求項１〜請求１０で定義され、あるいは実施例１〜実施例４に示されたズームレンズ）におけるフォーカシングは、第１レンズ群Ｇ１の移動、あるいは、第２レンズ群Ｇ２の移動などによって行うことができる。シャッタボタン１０２をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
半導体メモリ２０５に記録した画像を液晶モニタ１０６に表示させたり、通信カード等２０６を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン１０７を所定のごとく操作する。半導体メモリ２０５および通信カード等２０６は、メモリカードスロット１０９および通信カードスロット１１０等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
なお、撮影レンズ１０１が沈胴状態にあるときには、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。例えば沈胴時に第３レンズ群Ｇ３が光軸上から退避して、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２と並列的に収納されるような機構とすれば、カメラのさらなる薄型化を実現することができる。
上述のようなカメラまたは携帯情報端末装置には、既に述べた通り、実施例１〜実施例４に示されたようなズームレンズを用いたレンズユニットからなる撮影レンズ１０１を撮影光学系として使用することができる。したがって、３００万画素〜５００万画素クラスの受光素子を使用した高画質で小型のカメラまたは携帯情報端末装置を実現することができる。
【符号の説明】
【００９１】
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
Ｅ１〜Ｅ１０  レンズ
ＦＡ  絞り
ＦＣ  フィルタ／カバー
１０１  撮影レンズ
１０２  シャッタボタン
１０３  ズームレバー
１０４  ファインダ
１０５  ストロボ
１０６  液晶モニタ
１０７  操作ボタン
１０８  電源スイッチ
１０９  メモリカードスロット
１１０  通信カードスロット
２０１  受光素子（エリアセンサ）
２０２  信号処理装置
２０３  画像処理装置
２０４  中央演算装置（ＣＰＵ）
２０５  半導体メモリ
２０６  通信カード等
【００９２】
【特許文献１】特開平１１−１７４３３０号公報
【特許文献２】特開平４−２９６８０９号公報（特許第３００８３８０号）
【特許文献３】特開２００１−５６４３６号公報
【特許文献４】特開昭６２−２４２１３号公報
【特許文献５】特開平３−３３７１０号公報
【特許文献６】特開平６−９４９９７号公報
【図１】
2010204678.tif 000012
【図２】
2010204678.tif 000013
【図３】
2010204678.tif 000014
【図４】
2010204678.tif 000015
【図５】
2010204678.tif 000016
【図６】
2010204678.tif 000017
【図７】
2010204678.tif 000018
【図８】
2010204678.tif 000019
【図９】
2010204678.tif 000020
【図１０】
2010204678.tif 000021
【図１１】
2010204678.tif 000022
【図１２】
2010204678.tif 000023
【図１３】
2010204678.tif 000024
【図１４】
2010204678.tif 000025
【図１５】
2010204678.tif 000026
【図１６】
2010204678.tif 000027
【図１７】
2010204678.tif 000028
【図１８】
2010204678.tif 000029
【図１９】
2010204678.tif 000030