(57)【要約】【課題】良好な収差補正能力を有し、かつ、色にじみ等を含むフレアーの発生が少ない結像光学系及び電子撮像装置を提供する。【解決手段】物体側から像面に向かって順に、正の第１レンズ群と、負の第２レンズ群と、正の第３レンズ群を有し、広角端から望遠端のズーミングに際し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は増大し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔は減少する結像光学系において、第１レンズ群は第一のレンズ素子E1と第二のレンズ素子E2と第三のレンズ素子E3から構成される接合レンズを有し、接合レンズは第二のレンズ素子E2の片側の面に第一のレンズ素子E1が接合され、第二のレンズ素子E2のもう一方の面に第三のレンズ素子E3が接合されて構成され、第一のレンズ素子E1は負レンズであり、第二のレンズ素子E2は正レンズであり、所定の条件式を満足する。【選択図】図１
2010152076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像面に向かって順に、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、正の屈折力を有する第３レンズ群を有し、
広角端から望遠端のズーミングに際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔は減少する結像光学系において、
前記第１レンズ群は第一のレンズ素子E1と第二のレンズ素子E2と第三のレンズ素子E3から構成される接合レンズを有し、
前記接合レンズは前記第二のレンズ素子E2の片側の面に前記第一のレンズ素子E1が接合され、前記第二のレンズ素子E2のもう一方の面に前記第三のレンズ素子E3が接合されて構成され、
前記第一のレンズ素子E1は負レンズであり、前記第二のレンズ素子E2は正レンズであり、
以下の条件式（１）、（２）、（３）、（４）を満足することを特徴とする結像光学系。
20＜｜νeff−ν3｜＜80      …（１）
0＜｜θgFeff−θgF3｜＜0.10 …（２）
0.5＜θgF2＜0.9             …（３）
1.2＜（fG1+0.7ft）/enz＜5   …（４）
ここで、
ν1、ν2、ν3は、それぞれ、前記第一のレンズ素子E1、前記第二のレンズ素子E2、前記第三のレンズ素子E3のアッベ数、
fE1、fE2、fE3は、それぞれ、前記第一のレンズ素子E1、前記第二のレンズ素子E2、前記第三のレンズ素子E3の焦点距離、
ｆdoubleは、前記第二のレンズ素子E2の像面側の境界面が空気であるとしたときの、前記接合レンズの合成焦点距離、
θgF1は、前記第一のレンズ素子E1の部分分散比（ｎg1−ｎF1)／（ｎF1−ｎC1）、
θgF2は、前記第二のレンズ素子E2の部分分散比（ｎg2−ｎF2)／（ｎF2−ｎC2）、
θgF3は、前記第三のレンズ素子E3の部分分散比（ｎg3−ｎF3)／（ｎF3−ｎC3）、
ｎC1、ｎF1、ｎg1は、それぞれ、前記第一のレンズ素子E1のＣ線、Ｆ線、ｇ線に対する屈折率、
ｎC2、ｎF2、ｎg2は、それぞれ、前記第二のレンズ素子E2のＣ線、Ｆ線、ｇ線に対する屈折率、
ｎC3、ｎF3、ｎg3は、それぞれ、前記第三のレンズ素子E1のＣ線、Ｆ線、ｇ線に対する屈折率、
νdeff、θgFeffは、それぞれ、前記第一のレンズ素子E1と前記第二のレンズ素子E2のみで接合レンズを構成したときの等価アッベ数及び等価部分分散比であって、下記の式で表され、  
【数１】
2010152076.tif 000005
fG1は前記第１レンズ群の焦点距離、
ftは前記結像光学系の望遠端の焦点距離、
enzは、前記結像光学系のレンズ第１面から入射瞳位置までの距離である。
【請求項２】
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
2.5<fE2/fG1＜3.0  …（５）
ここで、
fG1は前記第１レンズ群の焦点距離、
fE2は前記第二のレンズ素子E2の焦点距離、
である。
【請求項３】
前記第一のレンズ素子E1、前記第二のレンズ素子E2及び前記第三のレンズ素子E3はいずれも正の屈折力を有し、
前記接合レンズは、前記第一のレンズ素子E1、前記第二のレンズ素子E2及び前記第三のレンズ素子E3からなり、
前記第１レンズ群は、正の屈折力を有する単レンズと前記接合レンズによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
【請求項４】
前記第１レンズ群は正の屈折力を持つ単レンズを有し、
該正の屈折力を持つ単レンズは、前記接合レンズよりも物体側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
【請求項５】
下記の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項４に記載の結像光学系。
0.5＜（Ra＋Rb）／（Ra―Rb）＜1.2  …（６）
ここで
Raは、前記正の屈折力を持つ単レンズの像側面の曲率半径、
Rbは、前記接合レンズにおける物体側面の曲率半径、
である。
【請求項６】
前記第２レンズ群は、その最も物体側に位置するレンズの物体側の面が凹面となっていることを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の結像光学系と、電子撮像素子を備えたことを特徴とする電子撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結像光学系及び電子撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高画素の撮像素子を用いた、ズーム比の高い撮像装置用のズームレンズとして、特許文献１、２、３に示すものがあった。これらの引用文献のズームレンズは、第１レンズ群は接合レンズを有している。そして、この接合レンズは、特定の部分分散比とアッベ数を有する樹脂を間に挟んだサンドイッチ構造を有する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９８５５５号公報
【特許文献２】特開２００６−３４９９４７号公報
【特許文献３】特開２００７−１６３９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２、３に記載されたズームレンズでは、良好な収差補正能力を有しつつ、色にじみ等を含むフレアーの発生を抑えることが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、良好な結像性能を得るのに好適な光学素子、別言すれば、良好な収差補正能力を有し、かつ、色にじみ等を含むフレアーの発生の少ない、光学素子を有する結像光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の結像光学系は、物体側から像面に向かって順に、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、正の屈折力を有する第３レンズ群を有し、広角端から望遠端のズーミングに際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔は減少することによりズーミングを行う結像光学系において、前記第１レンズ群は第一のレンズ素子E1と第二のレンズ素子E2と第三のレンズ素子E3から構成される接合レンズを有し、前記接合レンズは前記第二のレンズ素子E2の片側の面に前記第一のレンズ素子E1が接合されて構成され、前記第二のレンズ素子E2のもう一方の面に前記第三のレンズ素子E3が接合され、前記第一のレンズ素子E1は負レンズであり、前記第二のレンズ素子E2は正レンズであり、以下の条件式（１）、（２）、（３）、（４）を満足することを特徴としている。
20＜｜νeff−ν3｜＜80      …（１）
0＜｜θgFeff−θgF3｜＜0.10 …（２）
0.5＜θgF2＜0.9             …（３）
1.2＜（fG1+0.7ft）/enz＜5   …（４）
ここで、
ν1、ν2、ν3は、それぞれ、前記第一のレンズ素子E1、前記第二のレンズ素子E2、前記第三のレンズ素子E3のそれぞれのアッベ数、
fE1、fE2、fE3は、それぞれ、前記第一のレンズ素子E1、前記第二のレンズ素子E2、前記第三のレンズ素子E3のそれぞれの焦点距離、
ｆdoubleは、前記第二のレンズ素子E2の像面側の境界面が空気であるとしたときの、前記接合レンズの合成焦点距離、
θgF1は、前記第一のレンズ素子E1の部分分散比（ｎg1−ｎF1)／（ｎF1−ｎC1）、
θgF2は、前記第二のレンズ素子E2の部分分散比（ｎg2−ｎF2)／（ｎF2−ｎC2）、
θgF3は、前記第三のレンズ素子E3の部分分散比（ｎg3−ｎF3)／（ｎF3−ｎC3）、
ｎC1、ｎF1、ｎg1は、それぞれ、前記第一のレンズ素子E1のＣ線、Ｆ線、ｇ線に対する屈折率、
ｎC2、ｎF2、ｎg2は、それぞれ、前記第二のレンズ素子E2のＣ線、Ｆ線、ｇ線に対する屈折率、
ｎC3、ｎF3、ｎg3は、それぞれ、前記第三のレンズ素子E1のＣ線、Ｆ線、ｇ線に対する屈折率、
νdeff、θgFeffは、それぞれ、前記第一のレンズ素子E1と第二のレンズ素子E2のみで接合レンズを構成したときの等価アッベ数及び等価部分分散比であって、下記の式で表され、
【数１】
2010152076.tif 000003
fG1は第１レンズ群の焦点距離、
ftは結像光学系の望遠端の端焦点距離、
enzは、結像光学系のレンズ第１面から入射瞳位置までの距離である。
【０００７】
また、本発明の結像光学系において、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
2.5＜fE2／fG1＜3.0  …（５）
ここで、
fG1は前記第１レンズ群の焦点距離、
fE2は前記第二のレンズ素子E2の焦点距離、
である。
【０００８】
また、本発明の結像光学系において、前記第一のレンズ素子E1、前記第二のレンズ素子E2及び前記第三のレンズ素子E3はいずれも正の屈折力を有し、前記接合レンズは、前記第一のレンズ素子E1、前記第二のレンズ素子E2及び前記第三のレンズ素子E3からなり、第１レンズ群は、正の屈折力を有する単レンズと前記接合レンズによって構成されることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の結像光学系において、前記第１レンズ群は正の屈折力を持つ単レンズを有し、該正の屈折力を持つ単レンズは、前記接合レンズよりも物体側に配置されることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の結像光学系において、下記の条件式（６）を満足することがさらに好ましい。
0.5＜（Ra＋Rb）／（Ra―Rb）＜1.2  …（６）
ここで
Raは、正の屈折力を持つ単レンズの像側面の曲率半径、
Rbは、前記接合レンズにおける物体側面の曲率半径、
である。
【００１１】
本発明の結像光学系において、第２レンズ群は、その最も物体側に位置するレンズの物体側の面が凹面となっていることが好ましい。
【００１２】
本発明の電子撮像装置は、上述のいずれかの結像光学系と、電子撮像素子を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる結像光学系及び電子撮像装置は、良好な収差補正能力を有し、かつ、色にじみ等を含むフレアーの発生が少ない、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施例の説明に先立ち、本実施形態の結像光学系の作用効果について説明する。
本実施形態の結像光学系は、物体側から像面に向かって順に、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、正の屈折力を有する第３レンズ群を有し、広角端から望遠端のズーミングに際し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は増大し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔は減少することによりズーミングを行う結像光学系である。そして、第１レンズ群は第一のレンズ素子E1と第二のレンズ素子E2と第三のレンズ素子E3から構成される接合レンズを有している。また、接合レンズは第二のレンズ素子E2の片側の面に第一のレンズ素子E1が接合され、第二のレンズ素子E2のもう一方の面に第三のレンズ素子E3が接合されて構成されている。また、第一のレンズ素子E1は負レンズであり、第二のレンズ素子E2は正レンズである。
【００１５】
そして、このような構成を備えた上で、結像光学系は、以下の条件式（１）、（２）、（３）、（４）を満足することを特徴としている。
20＜｜νeff−ν3｜＜80      …（１）
0＜｜θgFeff−θgf3｜＜0.10 …（２）
0.5＜θgF2＜0.9             …（３）
1.2＜（fG1+0.7ft）/enz＜5   …（４）
【００１６】
ここで、
ν1、ν2、ν3は、それぞれ、第一のレンズ素子E1、第二のレンズ素子E2、第三のレンズ素子E3のそれぞれのアッベ数、
fE1、fE2、fE3は、それぞれ、第一のレンズ素子E1、第二のレンズ素子E2、第三のレンズ素子E3のそれぞれの焦点距離、
ｆdoubleは、第二のレンズ素子E2の像面側の境界面が空気であるとしたときの、接合レンズの合成焦点距離、
θgF1は、第一のレンズ素子E1の部分分散比（ｎg1−ｎF1)／（ｎF1−ｎC1）、
θgF2は、第二のレンズ素子E2の部分分散比（ｎg2−ｎF2)／（ｎF2−ｎC2）、
θgF3は、第三のレンズ素子E3の部分分散比（ｎg3−ｎF3)／（ｎF3−ｎC3）、
ｎC1、ｎF1、ｎg1は、それぞれ、第一のレンズ素子E1のＣ線、Ｆ線、ｇ線に対する屈折率、
ｎC2、ｎF2、ｎg2は、それぞれ、第二のレンズ素子E2のＣ線、Ｆ線、ｇ線に対する屈折率、
ｎC3、ｎF3、ｎg3は、それぞれ、第三のレンズ素子E1のＣ線、Ｆ線、ｇ線に対する屈折率、
νdeff、θgFeffは、それぞれ、前記第一のレンズ素子E1と第二のレンズ素子E2のみで接合レンズを構成したときの等価アッベ数及び等価部分分散比であって、下記の式で表され、
【数１】
2010152076.tif 000004
fG1は第１レンズ群の焦点距離、
ftは結像光学系の望遠端の焦点距離、
enzは、結像光学系のレンズ第１面から入射瞳位置までの距離である。
【００１７】
望遠端の倍率色収差は、第１レンズ群で発生する色収差の影響を非常に大きく受ける。そこで、通常は、第１レンズ群に接合レンズを用い、この接合レンズを構成する２枚のレンズ要素のアッベ数の差を大きくすることで色収差の発生を抑えることになる。ところが、従来、g線とF線による部分分散比の取り得る範囲が限られているため、２次スペクトルまでを十分に補正することは困難であった。
【００１８】
そこで、本実施形態の結像光学系では、接合レンズに、第一のレンズ素子E1、第二のレンズ素子E2、第三のレンズ素子E3の３枚のレンズ要素を用いている。このとき、第一のレンズ素子E1と第二のレンズ素子E2で構成される接合レンズを、１つのレンズと等価なレンズとみなす。更に、この等価なレンズと第三のレンズ素子E3で接合レンズを構成しているとみなす。そして、従来にない部分分散比をこの等価なレンズに持たせることにより、２枚のレンズ要素からなる接合レンズでは困難であった２次スペクトルまでの色収差補正を容易に行うことが可能となる。
【００１９】
具体的には、本実施形態の結像光学系では、条件式(1)を満たすようにする。これにより１次スペクトルを、良好に補正することが可能となる。そして、条件式(2)を満たすことにより、２次スペクトルまでを良好に補正することが可能となる。
【００２０】
条件式(1)の上限を上回ると、色収差の補正が過剰となり、光学性能の劣化を招く。逆に、条件式(1)の下限を下回ると、色収差の補正を十分に行うことが困難になるため望ましくない。
【００２１】
また、条件式(1)に代えて以下の条件式（１’）を満たすのが好ましい。
40＜｜νdeff−ν3｜＜70  …（１’）
【００２２】
条件式（１’）を満たせば、接合レンズに用いる硝材が高価なものになることを避けることができので、レンズ鏡筒や光学系全体のコストダウンができる。
【００２３】
条件式(2)の上限０．１を上回ると、２次スペクトルを十分に補正することが困難となる。
【００２４】
また、条件式(2)に代えて以下の条件式（２’）を満たすのが好ましい。
0＜｜θgFeff−θgF3｜＜0.06  …（２’）
【００２５】
条件式（２’）を満たせば、２次スペクトルまでの補正をより効果的に実施することが可能である。
【００２６】
３枚のレンズ要素による接合レンズにおいて、第二のレンズ素子E2に用いる硝材は、第一のレンズ素子E1に対しθgFが十分大きいものが望ましい。そこで、本実施形態の結像光学系では、条件式(3)を満たすようにしている。条件式(3)を満たすような硝材を用いることで、等価レンズとしてのθgFeffは十分小さい値となる。これにより、２次スペクトルの補正を良好に行うことができる。
【００２７】
条件式(3)の上限を上回ると、アッベ数が小さくなりすぎる。この場合、１次スペクトルの補正が困難になるため望ましくない。逆に条件式(3)の下限を下回ると、２次スペクトルまでを補正することが困難である。
【００２８】
また、条件式(3)に代えて以下の条件式（３’）を満たすのが好ましい。
0.5＜θgF2＜0.7  …（３’）
【００２９】
条件式（３’）を満たせば、１次スペクトルの補正に影響を与えず、より良好な色収差の補正が可能である。
【００３０】
また、望遠端において、さらに良好な色収差補正を行うためには、物体側より第１レンズ群に入射する周辺光の主光線の光線高を低くすることが望ましい。そのためには入射瞳の位置ができるだけ物体側に位置するようにすることが好ましい。そこで、本実施形態の結像光学系では、条件式（４）を満足するようにしている。これにより、第１レンズ群に入射する周辺光の主光線の光線高を低くすることが可能となるので、第１レンズ群による色収差、特にコマ収差の補正を、効果的に行うことができる。
【００３１】
条件式(4)の上限を上回ると、第１レンズ群の屈折力が不十分となる。この場合、全長が長くなるので、好ましくない。逆に条件式(4)の下限を下回ると、周辺光主光線の光線高が高くなる。この場合、良好に色収差を補正するのが困難になるので望ましくない。
【００３２】
また、条件式(4)に代えて条件式（４’）を満たすのが好ましい。
1.2＜（fG1+0.7ft）／enz＜2.1  …（４’）
【００３３】
条件式（４’）を満たせば、望遠端焦点距離に比べて、入射瞳位置をより物体側に近づけることができる。このため、より良好な色収差の補正を行うことができる。
【００３４】
また、本実施形態の結像光学系では、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
2.5<fE2/fG1＜3.0  …（５）
ここで、
fG1は前記第１レンズ群の焦点距離、
fE2は前記第二のレンズ素子E2の焦点距離、
である。
【００３５】
条件式（５）の上限を上回ると、θgFeffを小さくすることができない。この場合、２次スペクトルまでの補正を行うことが困難になるので望ましくない。逆に条件式（５）の下限を下回ると、補正過剰となるので光学性能の劣化を招く。
【００３６】
また、本実施形態の結像光学系では、第一のレンズ素子E1、第二のレンズ素子E2及び第三のレンズ素子E3はいずれも正の屈折力を有し、接合レンズは、第一のレンズ素子E1、第二のレンズ素子E2及び第三のレンズ素子E3からなり、第１レンズ群は、正の屈折力を有する単レンズと接合レンズによって構成されることが好ましい。
接合レンズのみによって第１レンズ群が構成した場合、第１レンズ群の屈折力が不足しやすい。このため、場合によっては全長の増大を招く。そこで、接合レンズに加え、１枚正の屈折力を第１レンズ群が有するレンズによって、第１レンズ群における屈折力の不足を補うことができる。
【００３７】
また、本実施形態の結像光学系では、第１レンズ群は正の屈折力を持つ正の単レンズを有し、正の屈折力を持つ単レンズは接合レンズよりも物体側に配置されることが好ましい。
正の屈折力を持つ単レンズが接合レンズより物体側に配置されることで、接合レンズに対しての光線入射角をより小さくすることが可能である。これにより、望遠端での色収差を効率的に行うことができる。
【００３８】
また、本実施形態の結像光学系は、下記条件式（６）を満足することが好ましい。
0.5＜（Ra＋Rb）/（Ra―Rb）＜1.2  …（６）
ここで
Raは、正の屈折力を持つ単レンズの像側面の曲率半径、
Rbは、接合レンズにおける物体側面の曲率半径、
である。
【００３９】
正の屈折力を持つ単レンズは、接合レンズへ入射する光線の入射角を小さくする働きをしている。そこで、本実施形態の結像光学系は、上記条件式（６）を満足することが好ましい。これにより、正の屈折力を持つ単レンズで発生する諸収差（色収差以外）の発生を少なくすることができる。条件式(6)の上限を上回ると、正の屈折力を持つ単レンズのパワーが不足しやすくなるので、全長の増大を招く。逆に条件式(6)の下限を下回ると、コマ収差の悪化を招くので望ましくない。
【００４０】
また、本実施形態の結像光学系では、第２レンズ群は、その最も物体側に位置するレンズの物体側の面が凹面となっていることが好ましい。
第２レンズ群の最も物体側の面が凹形状となっていることより、第２レンズ群の主点位置は凸形状のものと比較して像側に位置する。また、このようにすると、望遠端において、第２レンズ群と第３レンズ群の主点間隔を短くすることが可能となる。これにより望遠方向への変倍比を大きく取ることが可能となる。
【００４１】
また、本実施形態の電子撮像装置は、上述した結像光学系と電子撮像素子を含む電子撮像装置とすることが好ましい。上述した結像光学系は、色収差などを悪化させることなく光学系全長を薄くすることが可能である。そのため、電子撮像装置にこのような結像光学系を用いると、高画質な画像を得られつつ薄型化された電子撮像装置を得ることができる。
【実施例】
【００４２】
以下に、本発明にかかる結像光学系及び電子撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００４３】
次に、本発明の実施例１にかかるズームレンズについて説明する。図１は本発明の実施例１にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での断面図である。
【００４４】
図２は実施例１にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での状態を示している。また、ＦＩＹは像高を示している。なお、収差図における記号は、後述の実施例においても共通である。
【００４５】
実施例１のズームレンズは、図１に示すように、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、を有している。なお、以下全ての実施例において、レンズ断面図中、ＬＰＦはローパスフィルター、ＣＧはカバーガラス、Ｉは電子撮像素子の撮像面を示している。
【００４６】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、両凸正レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４との接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。
【００４７】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、両凹負レンズＬ５と、両凹負レンズＬ６と両凸正レンズＬ７との接合レンズと、両凹負レンズＬ８と、で構成されており、全体で負の屈折力を有している。
【００４８】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側より順に、両凸正レンズＬ９と、両凸正レンズＬ１０と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１との接合レンズと、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
【００４９】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
【００５０】
広角端から望遠端へと変倍する際には、第１レンズ群Ｇ１は物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。
【００５１】
次に、本発明の実施例２にかかるズームレンズについて説明する。図３は本発明の実施例２にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での断面図である。
【００５２】
図４は実施例２にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端での状態を示している。
【００５３】
実施例２のズームレンズは、図３に示すように、物体側より順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、を有している。
【００５４】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、平凸正レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４との接合レンズで構成されており、全体で正の屈折力を有している。
【００５５】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、両凹負レンズＬ５と、両凹負レンズＬ６と平凸正レンズＬ７との接合レンズと、両凹負レンズＬ８と、で構成されており、全体で負の屈折力を有している。
【００５６】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側より順に、両凸正レンズＬ９と、両凸正レンズＬ１０と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１との接合レンズと、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
【００５７】
第４レンズ群Ｇ４は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
【００５８】
広角端から望遠端へと変倍する際には、第１レンズ群Ｇ１は物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動する。第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。
【００５９】
次に、上記各実施例のズームレンズを構成する光学部材の数値データを掲げる。なお、各実施例の数値データにおいて、ｒ１、ｒ２、…は各レンズ面の曲率半径、ｄ１、ｄ２、…は各レンズの肉厚または空気間隔、ｎｄ１、ｎｄ２、…は各レンズのｄ線での屈折率、νｄ１、νｄ２、…は各レンズのアッべ数、Ｆｎｏ．はＦナンバー、ｆは全系焦点距離、Ｄ０は物体から第１面までの距離をそれぞれ表している。
【００６０】
また、非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｙにとり、円錐係数をＫ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０としたとき、次の式（Ｉ）で表される。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ４ｙ4＋Ａ６ｙ6＋Ａ８ｙ8＋Ａ１０ｙ10  …（Ｉ）
また、Ｅは１０のべき乗を表している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
【００６１】
また、※印を付したレンズは、エネルギー硬化型樹脂によって構成されることにより、面間偏心による光学性能の劣化を免れることができる。さらにＵＶ硬化型樹脂であれば、製造時の熱の影響による光学素子の損傷が起こらない。
【００６２】
数値実施例１
単位  ｍｍ
面データ
面番号            ｒ        d          nd         νd      有効径
物面              ∞        ∞
1              85.115      5.32      1.48749     70.23      15.8
2            -294.647      0.05                             14.9
3              66.774      1.80      1.7552      27.53      14.1
4              34.329      1.50      1.63387     23.38      13.1  ※
5              40.965      5.30      1.48749     70.23      12.8
6             170.709      可変                             11.6
7            -101.271      1.00      1.51742     52.43       9.8
8              40.517      2.78                              9.3
9             -42.402      0.79      1.48749     70.23       9.2
10             27.249      3.05      1.80518     25.46       9.1
11           -171.500      0.66                              9.0
12            -68.731      0.92      1.8061      33.27       8.9
13             70.141      可変                              8.8
14(絞り)         ∞        1.50                              9.3
15             73.699      2.17      1.755       52.32       9.6
16           -193.105      0.02                              9.6
17             36.479      4.32      1.51823     58.9        9.6
18            -37.139      2.00      1.80518     25.46       9.5
19           -154.4095     可変                              9.4
20             50.617      3         1.72342     37.99       8.2
21             22.887      2.42                              8.1
22           -254.020      3         1.48749     70.44       8.3
23            -47.1170     0.89                              8.8
24             25.254      5.56      1.53172     48.84       9.4
25             54.283      可変                              9.3
26               ∞        4.57      1.5168      64.2       11.4
27               ∞        可変                             11.6
像面             ∞
各種データ
ズーム比         3.61
広角       中間        望遠
焦点距離         41.00      81.24     147.97
Fナンバー         3.51       3.95       4.39
画角             31.85      15.57       8.51
像高             11.15      11.15      11.15
レンズ全長      141.12     159.40     170.84
バックフォーカス 44.07      54.90      63.47
ｄ6               4.47      27.3584    41.64
d13              29.87      15.21       2.00
d19              14.67      13.89      15.69
d25              40.53      51.54      60.10
d27               0.53       0.35       0.36
入射瞳位置       45.25      96.65     128.80
射出瞳位置      -38.15     -37.05     -39.60
前側主点位置     65.80     106.11      64.33
後側主点位置    -40.46     -80.90    -147.61
単レンズデータ
レンズ          始面        焦点距離
1                1           136.09
2                3           -95.84
3                4           307.35
4                5           109.10
5                7           -55.80
6                9           -33.90
7               10            29.40
8               12           -42.94
9               15            70.90
10              17            36.24
11              18           -61.20
12              20           -60.49
13              22           118.10
14              24            83.28
群  始面  焦点距離  レンズ構成長  倍率(広角)  倍率(中間)  倍率(望遠)
1    1    110.35     13.98         0           0            0     
2    7    -26.14      9.20        -0.40       -0.60        -0.91 
3   14     38.87     10.00        -1.18       -1.64        -2.11  
4   20    205.93     14.86         0.79        0.74         0.70  
群  始面  前側主点位置 側主点位置
1    1      -1.63      -10.49
2    7       3.35       -3.13 
3   14       2.21       -4.52
4   20      11.47        1.166
【００６３】
数値実施例2
単位    ｍｍ
面データ
面番号           ｒ          d          nd        νd        有効径
物面             ∞         ∞
1               68.42       5.72      1.48749     70.23       16.9
2                ∞         0.05                              15.6
3               54.156      1.80      1.7552      27.53       14.5
4               29.434      1.50      1.63387     23.38       13.2   ※
5               33.569      8.99      1.48749     70.23       12.9
6             1728.235      可変                              10.2
7              -71.336      0.99      1.57135     52.95        9.8
8               20.058      3.38                               8.8
9              -37.416      1.50      1.48749     70.23        8.8
10              21.530      3.72      1.80518     25.46        8.8
11               ∞         0.95                               8.7
12             -59.647      1.19      1.8061      33.27        8.7
13             583.809      可変                               8.7
14(絞り)         ∞         1.5                                9.6
15              60.888      2.32      1.755       52.32        9.9
16            -226.953      0.01                               9.9
17              28.226      5.6739    1.48749     70.23        9.9
18             -41.749      2.00      1.80518     25.46        9.6
19           -2329.704      可変                               9.4
20              42.094      3.00      1.72342     37.99        8.3
21              18.874      2.42                               8.1
22            -466.692      3.00      1.48749     70.44        8.3
23             -65.602      0.88                               8.9
24              23.286      5.56      1.53172     48.84        9.9
25             162.961      可変                               9.9
26               ∞         4.57      1.5168      64.2         11.5
27               ∞         可変                               11.5
像面             ∞
各種データ
ズーム比        4.601624376
広角         中間        望遠
焦点距離          32.68        77.68      150.38
Fナンバー          3.39         3.79        4.21
画角              40.41        16.28        8.39
像高              11.15        11.15       11.15
レンズ全長       145.95       163.00      169.73
バックフォーカス  44.06        55.02       63.61
d6                 1.19        22.72       32.28
d13               29.87        15.21        2.0
d19               14.67        13.89       15.69
d25               40.53        51.54       60.10
d27                0.52         0.47        0.50
入射瞳位置        41.35       109.54      143.65
射出瞳位置       -47.089      -45.57      -49.12
前側主点位置      62.31       127.23       93.42
後側主点位置     -32.15       -77.21     -149.88
単レンズデータ
レンズ            始面         焦点距離
1                 1            139.94
2                 3            -88.14
3                 4            330.44
4                 5             70.10
5                 7            -27.29
6                 9            -27.802
7                10             26.75
8                12            -67.08
9                15             63.81
10               17             35.49
11               18            -52.82
12               20            -50.01
13               22            156.20
14               24             50.40
ズームレンズ群データ
群  始面  焦点距離   レンズ構成長  倍率(広角)  倍率(中間)  倍率(望遠)
1    1     80.25       18.06          0            0          0           
2    7    -18.83       11.73         -0.40        -0.75      -1.20   
3   14     37.87       11.51         -1.48        -2.18      -2.95   
4   20    125.82       14.86          0.68         0.59       0.53    
群  始面  前側主点位置 後側主点位置
1    1      0.477      -11.33
2    7      2.21        -5.96
3   14      1.17        -6.44
4   20     14.00         3.96
【００６４】
次に、各実施例における条件式の値を掲げる。
条件式（１）    条件式(２)    条件式(３)    条件式(４)
第１実施例    40.29           0.046         0.668         1.66    
第２実施例    40.80           0.053         0.668         1.29
【００６５】
さて、以上のような本発明の結像光学系は、物体の像をＣＣＤやＣＭＯＳなどの電子撮像素子で撮影する撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例であるパソコン、電話、携帯端末、特に持ち運びに便利な携帯電話等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。なお、ここで図示されている光学系は、一般的に用いられている光学系の例である。上記の実施例の光学系と置き換えることで、本発明の結像光学系を備えた撮影装置を実現できる。
【００６６】
図５〜図７に本発明による結像光学系をデジタルカメラの撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図５はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図６は同後方斜視図、図７はデジタルカメラ４０の光学構成を示す断面図である。
【００６７】
デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッター４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含む。そして、撮影者が、カメラ４０の上部に配置されたシャッター４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例１のズームレンズ４８を通して撮影が行われる。
【００６８】
撮影光学系４１によって形成された物体像は、ＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、画像処理手段５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この画像処理手段５１にはメモリ等が配置され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、このメモリは画像処理手段５１と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。
【００６９】
さらに、ファインダー用光路４４上には、ファインダー用対物光学系５３が配置されている。このファインダー用対物光学系５３は、カバーレンズ５４、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０、フォーカス用レンズ６６からなる。このファインダー用対物光学系５３によって、結像面６７上に物体像が形成される。この物体像は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。このポロプリズム５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Eに導く接眼光学系５９が配置されている。
【００７０】
このように構成されたデジタルカメラ４０によれば、撮影光学系４１の構成枚数を少なくした小型化・薄型化のズームレンズを有する電子撮像装置が実現できる。なお、本発明は、上述した沈胴式のデジタルカメラに限られず、屈曲光学系を採用する折り曲げ式のデジタルカメラにも適用できる。
【００７１】
次に、本発明の結像光学系が対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコンを図８〜図１０に示す。図８はパソコン３００のカバーを開いた状態の前方斜視図、図９はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図１０は図８の側面図である。図８〜図１０に示されるように、パソコン３００は、キーボード３０１と、情報処理手段や記録手段と、モニター３０２と、撮影光学系３０３とを有している。
【００７２】
ここで、キーボード３０１は、外部から操作者が情報を入力するためのものである。情報処理手段や記録手段は、図示を省略している。モニター３０２は、情報を操作者に表示するためのものである。撮影光学系３０３は、操作者自身や周辺の像を撮影するためのものである。モニター３０２は、液晶表示素子やＣＲＴディスプレイ等であってよい。液晶表示素子としては、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子がある。また、図中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。
【００７３】
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、例えば実施例１のズームレンズからなる対物光学系１００と、像を受光する電子撮像素子チップ１６２とを有している。これらはパソコン３００に内蔵されている。
【００７４】
鏡枠の先端には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。
電子撮像素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、パソコン３００の処理手段に入力される。そして、最終的に、物体像は電子画像としてモニター３０２に表示される。図８には、その一例として、操作者が撮影した画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を介し、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。遠隔地への画像伝達は、インターネットや電話を利用する。
【００７５】
次に、本発明の結像光学系が撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である電話、特に持ち運びに便利な携帯電話を図１１に示す。図１１（a）は携帯電話４００の正面図、図１１（b）は側面図、図１１（c）は撮影光学系４０５の断面図である。図１１（a）〜（c）に示されるように、携帯電話４００は、マイク部４０１と、スピーカ部４０２と、入力ダイアル４０３と、モニター４０４と、撮影光学系４０５と、アンテナ４０６と、処理手段とを有している。
【００７６】
ここで、マイク部４０１は、操作者の声を情報として入力するためのものである。スピーカ部４０２は、通話相手の声を出力するためのものである。入力ダイアル４０３は、操作者が情報を入力するためのものである。モニター４０４は、操作者自身や通話相手等の撮影像や、電話番号等の情報を表示するためのものである。アンテナ４０６は、通信電波の送信と受信を行うためのものである。処理手段（不図示）は、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行ためのものである。
【００７７】
ここで、モニター４０４は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置、特にこれらに限られない。この撮影光学系４０５は、撮影光路４０７上に配された対物光学系１００と、物体像を受光する電子撮像素子チップ１６２とを有している。対物光学系１００としては、例えば実施例１のズームレンズが用いられる。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。
【００７８】
鏡枠の先端には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。
電子撮影素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、図示していない画像処理手段に入力される。そして、最終的に物体像は、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、処理手段には信号処理機能が含まれている。通信相手に画像を送信する場合、この機能により、電子撮像素子チップ１６２で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する。
【００７９】
なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施例１にかかるズームレンズの（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図２】実施例１にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端での状態を示している。
【図３】本発明の実施例２にかかるズームレンズの（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図４】実施例２にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端での状態を示している。
【図５】本発明によるズーム光学系を組み込んだデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図である。
【図６】デジタルカメラ４０の後方斜視図である。
【図７】デジタルカメラ４０の光学構成を示す断面図である。
【図８】本発明のズーム光学系が対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコン３００のカバーを開いた状態の前方斜視図である。
【図９】パソコン３００の撮影光学系３０３の断面図である。
【図１０】パソコン３００の側面図である。
【図１１】本発明のズーム光学系が撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である携帯電話を示す図であり、（a）は携帯電話４００の正面図、（b）は側面図、（c）は撮影光学系４０５の断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
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
Ｌ１〜Ｌ１３        各レンズ
ＬＰＦ        ローパスフィルタ
ＣＧ          カバーガラス
Ｉ            撮像面
Ｅ            観察者の眼球
４０          デジタルカメラ
４１          撮影光学系
４２          撮影用光路
４３          ファインダー光学系
４４          ファインダー用光路
４５          シャッター
４６          フラッシュ
４７          液晶表示モニター
４８          ズームレンズ
４９          ＣＣＤ
５０          撮像面
５１          処理手段
５３          ファインダー用対物光学系
５５          ポロプリズム
５７          視野枠
５９          接眼光学系
６６          フォーカス用レンズ
６７          結像面
１００        対物光学系
１０２        カバーガラス
１６２        電子撮像素子チップ
１６６        端子
３００        パソコン
３０１        キーボード
３０２        モニター
３０３        撮影光学系
３０４        撮影光路
３０５        画像
４００        携帯電話
４０１        マイク部
４０２        スピーカ部
４０３        入力ダイアル
４０４        モニター
４０５        撮影光学系
４０６        アンテナ
４０７        撮影光路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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