(57)【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レンズ群を配し、第２レンズ群と第３レンズ群の間に開口絞りを配してなり、
短焦点端から長焦点端への変倍に際し、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し、第１レンズ群および第３レンズ群が、短焦点端よりも長焦点端で物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、
第３レンズ群は物体側から順に、正レンズＬ３１、正レンズＬ３２、負レンズＬ３３、正レンズＬ３４を配してなり、上記３枚の正レンズＬ３１、Ｌ３２、Ｌ３４のレンズのうちの少なくとも２枚につき、  
そのレンズ材質の、ｄ線に対する屈折率：ｎｄ、アッベ数：νｄ、ｇ線、Ｆ線、Ｃ線に対する屈折率：ｎｇ、ｎＦ、ｎＣにより、  
Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
で定義される部分分散比：Ｐｇ，Ｆが、条件：  
（１）  １．５４  ＜ｎｄ＜  １．７   
（２）  ６２  ＜νｄ＜  ８０  
（３）  ０．００８＜Ｐｇ，Ｆ−（−０．００１８０２×νｄ＋０．６４８３）  
＜０．０５０
を満足し、且つ、
第３レンズ群の正レンズＬ３１の焦点距離：ｆ３１、第３レンズ群の正レンズＬ３２の焦点距離：ｆ３２が、条件：   
（５）  ０．３  ＜ｆ３１／ｆ３２＜  １．２ 
を満足す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、
第３レンズ群の焦点距離：ｆ３、短焦点端における全系の焦点距離：ｆｗが、条件：  
（４）  １．０  ＜ｆ３／ｆｗ＜  ２．５      
を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項３】
請求項１または２記載のズームレンズにおいて、  
第３レンズ群の正レンズＬ３４の焦点距離：ｆ３４、第３レンズ群の焦点距離：ｆ３が、条件：  
（６）  ０．１  ＜ｆ３／ｆ３４＜  ０．６    
を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項４】
請求項１〜３の任意の１に記載のズームレンズにおいて、  
第３群の負レンズＬ３３の材質の、屈折率：ｎ＿ｎｄ、アッベ数：ｎ＿νｄが、条件：
（７）  １．８０  ＜ｎ＿ｎｄ＜  ２．２０ 
（８）  ２５．０  ＜ｎ＿νｄ＜  ４５．０ 
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１〜４の任意の１に記載のズームレンズにおいて、  
第３レンズ群の負レンズＬ３３の焦点距離：ｆ３３、短焦点端における全系の焦点距離：ｆｗが、条件： 
（９）  −１．５  ＜ｆ３３／ｆｗ＜  −０．５
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１〜５の任意の１に記載のズームレンズにおいて、  
第３レンズ群の中心肉厚：Ｄ３、短焦点端における全系の焦点距離：ｆｗが、条件：
（１０）  １．０  ＜Ｄ３／ｆｗ＜  ２．０    
を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項７】
請求項１〜６の任意の１に記載のズームレンズにおいて、  
第３レンズ群の正レンズＬ３１が非球面を有することを特徴とするズームレンズ。
【請求項８】
請求項１〜７の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
開口絞りと第３レンズ群との間隔が、短焦点端において長焦点端よりも広くなるように開口絞りが移動し、  
短焦点端における開口絞りと第３レンズ群の最も物体側の面との軸上間隔：ＤＳｗ、長焦点端における全系の焦点距離：ｆｔが、条件：  
（１１）  ０．０５  ＜ＤＳｗ／ｆｔ＜  ０．２０    
を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項９】
請求項１〜８の任意の１に記載のズームレンズにおいて、  
長焦点端における、レンズ全長：ＴＬｔ、全系の焦点距離：ｆｔが、条件：
（１２）  ０．８  ＜ＴＬｔ／ｆｔ＜  １．２    
を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項１０】
請求項１〜９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ことを特徴とするカメラ。
【請求項１１】
請求項１〜９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】
この発明は、ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置に関する。  
この発明のズームレンズは、デジタルカメラやビデオカメラの撮影光学系として好適に使用できるが、勿論、銀塩写真の撮影光学系として用いることもできる。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラが広く普及し、デジタルカメラに対するユーザの要望も多岐にわたっている。高画質化と小型化は常にユーザの欲するところであり、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。
【０００３】
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）」を短縮することが求められ、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。  
高性能化という面では、少なくとも「１０００万〜１５００万画素の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求められる。 
撮影レンズの広画角化を望むユーザも多く、ズームレンズの短焦点端の半画角は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（所謂ライカ版）換算の焦点距離で２８ｍｍに相当する。
【０００４】
変倍比についてもなるべく大きなものが望まれているが「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、一般的な撮影の殆ど全てをこなすことが可能と考えられる。
【０００５】
従来から、デジタルカメラ用で高性能を実現したズームレンズとして、物体側から正・負・正・正の屈折力を持つ第１乃至第４レンズ群を配してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、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変化するもので、第３レンズ群が物体側から順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズの４枚のレンズで構成されるものが知られている（特許文献１〜４等）。
【０００６】
これら特許文献１〜４に記載されたズームレンズを、変倍比、画角、コンパクト性の面から見ると、特許文献１記載のものは、変倍比が６．８倍程度であり、昨今、求められている「７倍強」という変倍比に及ばない。
【０００７】
特許文献２、３記載のものは、高変倍化は実現されているが、広画角化の点でなお改善の余地があり、コンパクト性の面からすると「長焦点端におけるレンズ全長」が大きい。
【０００８】
特許文献４記載のズームレンズでは、示されたズームレンズ、変倍比、画角の広さ、小型化の各面でなお、改善の余地がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、短焦点端の半画角：３８度以上の広画角、８倍以上の高変倍比、構成枚数：１１枚程度の小型で、１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応した解像力をもつズームレンズの実現を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載のズームレンズは「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レンズ群を配し、第２レンズ群と第３レンズ群の間に開口絞りを配してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、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し、第１レンズ群および第３レンズ群が、短焦点端よりも長焦点端で物体側に位置するように移動するズームレンズ」であって、以下の点を特徴とする。
【００１１】
即ち、第２レンズ群と第３レンズ群の間に開口絞りが配設される。  
そして、第３レンズ群は物体側から順に、正レンズＬ３１、正レンズＬ３２、負レンズＬ３３、正レンズＬ３４を配してなる。
【００１２】
第３レンズ群における３枚の正レンズＬ３１、Ｌ３２、Ｌ３４のレンズのうちの少なくとも２枚につき、以下の条件（１）〜（３）が満足される。
【００１３】
（１）    １．５４  ＜ｎｄ＜  １．７    
（２）        ６２  ＜νｄ＜  ８０    
（３）    ０．００８＜Ｐｇ，Ｆ−（−０．００１８０２×νｄ＋０．６４８３）  
＜０．０５０      
ここに、ｎｄおよびνｄは、第３レンズ群の上記少なくとも２枚の正レンズの材質の、ｄ線に対する屈折率およびアッベ数である。
【００１４】
また、Ｐｇ，Ｆは、上記少なくとも２枚の正レンズの材質の部分分散比であり、ｇ線、Ｆ線、Ｃ線に対する屈折率：ｎｇ、ｎＦ、ｎＣにより、
Ｐｇ，Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
で定義される。
【００１５】
請求項１記載のズームレンズは、第３レンズ群の焦点距離：ｆ３、短焦点端における全系の焦点距離：ｆｗが、条件：
（４）    １．０  ＜ｆ３／ｆｗ＜  ２．５  
を満足することが好ましい（請求項２）。
【００１６】
請求項１および２記載のズームレンズは何れも、第３レンズ群の正レンズＬ３１（第３レンズ群中で最も物体側に配置される正レンズ）の焦点距離：ｆ３１、第３レンズ群の正レンズＬ３２（正レンズＬ３１のすぐ像側に配置される正レンズ）の焦点距離：ｆ３２が、以下の条件（５）を満足する。  
（５）  ０．３  ＜ｆ３１／ｆ３２＜  １．２    。
【００１７】
請求項１または２記載のズームレンズはまた、第３レンズ群の正レンズＬ３４（第３レンズ群中で最も像側に配置される正レンズ）の焦点距離：ｆ３４、第３レンズ群の焦点距離：ｆ３が、条件：  
（６）  ０．１  ＜ｆ３／ｆ３４＜  ０．６    
を満足することが好ましい（請求項３）。
【００１８】
請求項１〜３の任意の１に記載のズームレンズは、第３群の負レンズＬ３３の材質の、屈折率：ｎ＿ｎｄ、アッベ数：ｎ＿νｄが、条件：  
（７）  １．８０  ＜ｎ＿ｎｄ＜  ２．２０    
（８）  ２５．０  ＜ｎ＿νｄ＜  ４５．０  
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、第３レンズ群の負レンズＬ３３の焦点距離：ｆ３３、短焦点端における全系の焦点距離：ｆｗが、条件：  
（９） −１．５  ＜ｆ３３／ｆｗ＜  −０．５    
を満足することが好ましい（請求項５）。  
請求項１〜５の任意の１に記載のズームレンズは、第３レンズ群の中心肉厚：Ｄ３、短焦点端における全系の焦点距離：ｆｗが、条件：  
（１０）  １．０  ＜Ｄ３／ｆｗ＜  ２．０    
を満足することが好ましい（請求項６）。
【００２０】
ここに「第３レンズ群の中心肉厚：Ｄ３」は、レンズ光軸上において「第３レンズ群における最も物体側の正レンズＬ３１の物体側の面から、最も像側の正レンズＬ３４の像側面までの距離」である。
【００２１】
請求項１〜６の任意の１に記載のズームレンズは非球面を有することができるが、第３レンズ群の正レンズＬ３１に非球面を採用するのが好ましい（請求項７）。
【００２２】
請求項１〜７の任意の１に記載のズームレンズは「開口絞りと第３レンズ群との間隔が、短焦点端において長焦点端よりも広くなる」ように開口絞りが移動し、短焦点端における開口絞りと第３レンズ群の最も物体側の面との軸上間隔：ＤＳｗ、長焦点端における全系の焦点距離：ｆｔが、条件：  
（１１）  ０．０５  ＜ＤＳｗ／ｆｔ＜  ０．２０    
を満足することが好ましい（請求項８）。
【００２３】
請求項１〜８の任意の１に記載のズームレンズは、長焦点端における、レンズ全長：ＴＬｔ、全系の焦点距離：ｆｔが、条件：  
（１２）  ０．８  ＜ＴＬｔ／ｆｔ＜  １．２    
を満足することが好ましい（請求項９）。
【００２４】
この発明のカメラは、請求項１〜９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ことを特徴とする（請求項１０）。  
この発明の携帯情報端末装置は、請求項１〜９のズームレンズを「カメラ機能部の撮影用光学系」として有することを特徴とする（請求項１１）。
【００２５】
説明を補足する。  
この発明のズームレンズのような正・負・正・正の４レンズ群構成のズームレンズでは、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のが一般的であるが、この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ることにより、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となりがちな収差補正」を実現する補正の自由度を確保している。  
また、第１レンズ群が、短焦点端よりも長焦点端で物体側に位置するように移動を行なうが、このように短焦点端から長焦点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、短焦点端において第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するとともに、長焦点端では第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する。
【００２６】
短焦点端から長焦点端への変倍に際し「第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は大きくなり、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は小さくなって、第２レンズ群・第３レンズ群の倍率（絶対値）はどちらも増加し、これら第２、第３レンズ群が変倍作用を互いに分担しあう。
【００２７】
第３レンズ群は正レンズＬ３１、正レンズＬ３２、負レンズＬ３３、正レンズＬ３４を有し、３枚の正レンズＬ３１、Ｌ３２、Ｌ３４のうちの少なくとも２枚の正レンズの材料が、条件（１）〜（３）を満足する。
【００２８】
高変倍化、特に「長焦点端の焦点距離」を長くしようとすると、望遠側における軸上色収差の２次スペクトルの補正が困難となる。また、短焦点端の焦点距離を短く「より広角化」しようとすると、広角側における倍率色収差の２次スペクトルの補正が困難となる。
【００２９】
この発明は、これらの色収差を「所謂異常分散材料（異常分散性の大きな材料）を用いて補正」しようとするものであるが、かかる材料の使用箇所と光学特性に大きな特徴がある。
【００３０】
一般に、軸上色収差の２次スペクトルの低減のためには「軸上光線高さが高いレンズ群に特殊低分散ガラスを用いる」と効果が大きいことが知られている。  
第３レンズ群は、軸上光線高さが第１レンズ群に次いで高いので、第３レンズ群に異常分散ガラスを採用することによって、軸上色収差の２次スペクトルの十分な低減が可能となる。  
この発明のズームレンズでは、光線の通り方が異なる少なくとも２つのレンズ（第３レンズ群の少なくとも２枚の正レンズ）で分担して補正できるため、軸上色収差や倍率色収差の２次スペクトルの十分な低減が可能になる。  
異常分散性を有するレンズが１つでは、軸上色収差や倍率色収差の２次スペクトルを十分に低減することが困難であるし、異常分散性を有するレンズに大きな収差補正能力を持たせることとなり、異常分散性を有するレンズの偏心感度が高くなる。
【００３１】
「特殊低分散の光学材料」は一般に屈折率が低く、単色収差の補正能力が低下しやすいので、第３レンズ群を少ないレンズ枚数で構成しつつ、単色収差・色収差をバランス良く低減しようとする場合、特殊低分散が必ずしも十分な効果を上げない。
【００３２】
そこで、この発明のズームレンズでは、第３レンズ群の少なくとも２枚の正レンズを、条件（１）〜（３）式を満足する範囲の屈折率・アッベ数・異常分散性を有する光学ガラスで構成した。  
第３レンズ群が「４枚という少ない枚数」であっても、色収差の２次スペクトルを低減し、かつ「単色収差の十分な補正」も可能となる。
【００３３】
条件（１）の下限値を超えると「単色収差の補正が不十分」となり、条件（２）の下限値を超えると「色収差の補正が不十分」となり、条件（３）の下限値を超えると「色収差の２次スペクトルの補正が不十分」となる。
【００３４】
条件（１）〜（３）の各パラメータは大きいことが好ましいが、条件（１）〜（３）の全てにつき、上限を超えるような光学材料は存在しないか、存在したとしても非常に特殊かつ高価であり現実的でない。  
請求項２の条件（４）は、単色収差・色収差の更なる補正を可能とする条件である。上限値を超えると、第３レンズ群の正のパワーが相対的に弱くなり、第３レンズ群に用いた「異常分散材料を使用したレンズ」による補正効果を十分に得られず、２次スペクトルを十分に低減できない場合がある。  
また、条件（４）の下限値を超えると、第３レンズ群の正のパワーが相対的に強くなり「色収差補正と球面収差補正のバランスを取る」ことが難しくなるほか、レンズ各面の曲率が大きくなり「レンズ面の加工精度」の点でも不利となる。
【００３５】
請求項１の条件（５）は、単色収差・色収差の更なる補正を可能とする条件であり、第３レンズ群の２枚の正レンズＬ３１、Ｌ３２の正のパワーを「良好にバランスさせる」ことにより、単色収差および色収差を分担して補正できる。  
条件（５）の範囲外では、バランスの良い収差補正が難しくなり、単色収差や色収差の低減が困難になる。
【００３６】
「単色収差，色収差のさらなる良好な補正」のためには、請求項３の条件（６）を満足するのがよい。  
即ち「長焦点端において第２レンズ群と第３レンズ群の主点間隔を狭く」できると、性能を確保し易くなるが、条件（６）の上限値を超えると、第３レンズ群中における正レンズＬ３４の正のパワーが相対的に強くなり「第３レンズ群の主点位置が像側になり過ぎ」て性能確保が困難になる。また、条件（６）の下限値を超えると第３レンズ群中における正レンズＬ３４の正のパワーが弱くなるため「正レンズＬ３４による収差補正の効果」を十分に得ることが難しい。
【００３７】
請求項４の条件（７）、（８）は、主に色収差を「より低減」できる条件である。
【００３８】
第３レンズ群の負レンズＬ３３が、これらの条件（７）、（８）を満足することにより、第３レンズ群中における「正レンズとのバランス」を図ることが容易となり、単色収差を低減しつつ軸上色収差や倍率色収差を十分に低減することが可能となる。
【００３９】
条件（７）、（８）の上限値・下限値を超えると、収差をバランス良く補正することが難しく、単色収差を低減しつつ「軸上色収差や倍率色収差を十分に低減する」ことが困難になる。
【００４０】
請求項５の条件（９）は、単色収差・色収差を更に良好に補正できる条件であり、第３レンズ群中における負レンズＬ３３の負のパワーを規制するものである。
【００４１】
条件（９）の上限を超えると、負レンズＬ３３のパワーが過小になり、下限を超えると過大になる。そして、条件（９）の上限値・下限値を超えると、バランス良い収差補正が困難となり「単色収差を低減しつつ、軸上色収差や倍率色収差を十分に低減する」ことが難しくなる。
【００４２】
請求項６の条件（１０）は、小型化に有利な条件である。条件（１０）の上限を超えると、第３レンズ群が厚くなり、変倍するために移動できる間隔が小さくなり、レンズ群のパワーが強くする必要が出てくるため、レンズ群内での収差補正が困難になる。条件（１０）の下限を超えると、第３レンズ群が薄くなり、第３レンズ群内での収差補正が困難になる。なお、沈胴の際に、第３レンズ群をレンズ光軸から退避させてもよい。
【００４３】
この発明のようなレンズ構成で、さらに小型で球面収差を低減するためには、請求項７のように「第３レンズ群の最も物体側に配置されて、条件（１）〜（３）を満足する正レンズＬ３１が非球面レンズ」であることが望ましい。
【００４４】
球面収差補正のための非球面は、開口絞りに近い箇所に用いるのが良い。
【００４５】
開口絞りと第３レンズ群との間隔は「短焦点端において長焦点端よりも広くなる」ことが好ましい。異常分散材料が使用されている第３レンズ群が「短焦点端において開口絞りから離れ、長焦点端において開口絞りに近付く」ことによって、異常分散性が「短焦点端では倍率色収差の２次スペクトル補正」に効果的に作用し、「長焦点端では軸上色収差の２次スペクトル補正」に効果的に作用する。
【００４６】
従って、変倍の全域において色収差をより良好に補正することが可能となる。加えて，短焦点端において「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高さをより低くする」ことが可能となり、第１レンズ群のさらなる小型化を達成できるという効果も生む。
【００４７】
請求項８の条件（１１）は、開口絞りと第３レンズ群との間の間隔：ＤＳｗの範囲を規定するものである。  
下限値を超えると「短焦点端において第３レンズ群を通過する光線高さ」が小さくなり、広角側における倍率色収差の２次スペクトルの低減を効果的に行うことが困難になる。また「短焦点端において第１レンズ群を通過する光線高さ」が大きくなり、第１レンズ群の大型化を招来する。  
上限値を超えると「短焦点端において第３レンズ群を通過する光線高さ」が大きくなり、像面がオーバーに倒れたり、樽型の歪曲収差が大きくなったりし、特に広角域における性能確保が難しくなる。
【００４８】
請求項９の条件（１２）は、より「高性能と小型化」を実現できる条件である。  
上限値を超えると、望遠端でのレンズ全長が長くなり小型化が難しい。下限値を超えると望遠端でのレンズ全長が短くなり、小型化には良いが「変倍比確保のための各群の焦点距離が短く」なり、性能確保が困難になる。
【００４９】
「開口絞りの開放径」は、長焦点端において「短焦点端より大きく」することにより、変倍に伴う「Ｆナンバの変化」を小さくできる。  
像面に到達する光量を減少させる必要がある場合は「開口絞りを小径化」しても良いが、絞り径を大きく変えることなく「ＮＤフィルタ等の挿入により光量を減少させる」方が回折現象による解像力の低下を防止できて好ましい。
【００５０】
フォーカシングは全体繰出しでも良いが、「第４レンズ群で行う」ことが好ましい。
【発明の効果】
【００５１】
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、収差が十分に補正され、１０００万〜１５００万画素の受光素子に対応可能な性能を持つ小型なズームレンズとして実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】ズームレンズの実施例１を説明するための図である。
【図２】ズームレンズの実施例２を説明するための図である。
【図３】ズームレンズの実施例３を説明するための図である。
【図４】ズームレンズの実施例４を説明するための図である。
【図５】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６】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７】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８】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９】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１０】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１１】実施例３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１２】実施例３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１３】実施例３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１４】実施例４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１５】実施例４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１６】実施例４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１７】携帯情報端末装置の実施の形態を説明するための図である。
【図１８】携帯情報端末装置のシステム構造例を示すブロック図である。
【図１９】実施例における歪曲収差を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
発明の実施の形態を説明する。  
図１〜図４に、ズームレンズの実施の形態を示す。これら図１〜図４に示すズームレンズは、具体的にはそれぞれ、後述する実施例１〜４に対応する。繁雑を避けるため、図１〜図４において、符号を共通化する。
【００５４】
図１〜図４において、最上の図は「単焦点端（広角端）」におけるレンズ配置、中段の図は「中間焦点距離」におけるレンズ配置、最下の図は「長焦点端（望遠端）」におけるレンズ配置をそれぞれ示し、矢印は、単焦点端から長焦点端への変倍に際しての「各レンズ群の変位の様子」を表す。
【００５５】
図１〜図４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Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４を有する。  
短焦点端（最上の図）から長焦点端（最下の図）への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は「短焦点端よりも長焦点端で物体側に位置する」ように移動する。
【００５６】
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には開口絞りＳが配設されている。
【００５７】
第３レンズ群Ｇ３は物体側から順に、正レンズＬ３１、正レンズＬ３２、負レンズＬ３３、正レンズＬ３４を配してなる。
【００５８】
また、変倍に際して、開口絞りＳは、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との間隔が「短焦点端において長焦点端よりも広くなる」ように移動する。
【００５９】
また、図１〜図４の実施の形態において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に「物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズ」、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズにより構成される。
【００６０】
第２レンズ群Ｇ２は、像側に曲率の大きい凹面を向けた凹レンズ、「像側に曲率の大きい凹面を向けた凹レンズと正レンズとの接合レンズ」により構成される。  
第３レンズ群Ｇ３は、上記の如く構成され、第４レンズ群Ｇ４は「１枚の正レンズ」により構成される。
【００６１】
図１〜図４において、符号Ｆは、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種フィルタや「ＣＣＤセンサ等の受光素子のカバーガラス（シールガラス）」をまとめて、光学的にこれらに等価な１枚の透明平行平板としたものである。また符合ＩＳは「像面」であり、この像面位置に撮像素子の受光面が配される。
【００６２】
これら実施の形態に対応する後述の実施例１〜４のズームレンズは何れも、条件（１）〜（１２）を満足する。
【００６３】
図１７、図１８を参照して、携帯情報端末装置の実施の形態を説明する。  
図１７に示す携帯情報端末装置のシステム構成は、図１８に示すように、「ズームレンズ」である撮影レンズ１と「撮像素子」である受光素子１３を有し、撮影レンズ１によって形成される撮影対象物の像を受光素子１３によって読取るように構成され、受光素子１３からの出力を、中央演算装置１１の制御を受ける信号処理装置１４によって処理してデジタル情報に変換する。
【００６４】
デジタル情報に変換された画像は、液晶モニタ７に表示され、半導体メモリ１５に記憶され、あるいは通信カード１６により外部への通信に供される。この通信機能を除いた部分は「カメラ装置」を構成する。
【００６５】
撮影レンズ１としては、請求項１〜９の任意の１に記載のズームレンズ、具体的には後述する実施例１〜４のズームレンズを用いる。
【００６６】
液晶モニタ７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１５に記録されている画像を表示することもできる。
【００６７】
撮影レンズ１はカメラの携帯時には、図１７（Ａ）に示すように「沈胴状態」にあり、電源スイッチ６の操作により電源が入ると筐体５から鏡胴が繰り出される。鏡胴が繰り出された状態において、鏡胴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、図示されないズームレバー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２も撮影レンズ１の画角の変化に連動して変倍する。
【００６８】
シャッタボタン４の「半押し」によりフォーカシングがなされる。
【００６９】
フォーカシングは第４レンズ群の移動により行なわれるが、「受光素子の移動」によって行うこともできる。シャッタボタン４をさらに押し込むと撮影がなされ、その後は上記の処理がなされる。
【００７０】
半導体メモリ１５に記録した画像を液晶モニタ７に表示したり、通信カード１６等を使用して外部へ送信したりする際は、操作ボタン８を操作して行う。半導体メモリ１５および通信カード１６等は、それぞれ専用または汎用のスロット９に挿入して使用される。
【００７１】
撮影レンズが「沈胴状態」にあるとき、ズームレンズの各レンズ群は、必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。例えば、第３レンズ群および／または第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」如き機構とすれば、携帯情報端末装置のさらなる薄型化を実現できる。  
この場合、第３レンズ群の方が、第４レンズ群よりも光軸方向の大きさが大きいので、第３レンズ群を光軸から退避させるほうが、沈胴状態の薄型化により大きく資することができる。
【実施例１】
【００７２】
以下、ズームレンズの具体的な実施例を４例挙げる。  
レンズの材質は全ての実施例において、第４レンズ群をなす１枚の正レンズが光学プラスチックである他は全て光学ガラスである。
【００７３】
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    
φ：有効光線径  
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  
「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、上記円錐定数：Ｋ、非球面係数：Ａ４〜Ａ１２により、周知の次式で表される。
【００７４】
Ｘ＝ＣＨ２／｛１＋√（１−（１＋Ｋ）Ｃ２Ｈ２）｝＋Ａ４・Ｈ４＋Ａ６・Ｈ６ 
＋Ａ８・Ｈ８＋Ａ10・Ｈ１０＋Ａ12・Ｈ１２＋Ａ14・Ｈ１４                。
【００７５】
「実施例１」
実施例１のデータを表１に示す。
【００７６】
【表１】
0005630235.tif 000002
【００７７】
「非球面係数」  
非球面係数を表２に示す。
【００７８】
【表２】
0005630235.tif 000003
【００７９】
「可変量」
可変量を表３に示す。表３において、「Ｗｉｄｅ」は短焦点端、「Ｍｅａｎ」は「中間焦点距離」、「Ｔｅｌｅ」は長焦点端を表す。以下の実施例２〜４においても同様である。
【００８０】
【表３】
0005630235.tif 000004
【００８１】
絞り径は、Ｗｉｄｅ、Ｍｅａｎにおいてφ３．３（３．３ｍｍ）、Ｔｅｌｅにおいてφ４．０である。
【００８２】
条件のパラメータの値  
条件の各パラメータの値を表４に示す。
【００８３】
【表４】
0005630235.tif 000005
【００８４】
「実施例２」
実施例２のデータを表５に示す。  
【００８５】
【表５】
0005630235.tif 000006
【００８６】
「非球面係数」
非球面係数を表６に示す。
【００８７】
【表６】
0005630235.tif 000007
【００８８】
「可変量」
可変量を表７に示す。
【００８９】
【表７】
0005630235.tif 000008
【００９０】
絞り径は、Ｗｉｄｅ、Ｍｅａｎにおいてφ３．２、Ｔｅｌｅにおいてφ４．０である。
【００９１】
条件のパラメータの値  
条件の各パラメータの値を表８に示す。
【００９２】
【表８】
0005630235.tif 000009
【００９３】
「実施例３」
実施例３のデータを表９に示す。  
【００９４】
【表９】
0005630235.tif 000010
【００９５】
「非球面係数」  
非球面係数を表１０に示す。
【００９６】
【表１０】
0005630235.tif 000011
【００９７】
「可変量」
可変量を表１１に示す。
【００９８】
【表１１】
0005630235.tif 000012
【００９９】
絞り径は、Ｗｉｄｅ、Ｍｅａｎにおいてφ３．３、Ｔｅｌｅにおいてφ４．２である。
【０１００】
条件のパラメータの値  
条件の各パラメータの値を表１２に示す。
【０１０１】
【表１２】
0005630235.tif 000013
【０１０２】
「実施例４」
実施例４のデータを表１３に示す。
【０１０３】
【表１３】
0005630235.tif 000014
【０１０４】
「非球面係数」  
非球面係数を表１４に示す。
【０１０５】
【表１４】
0005630235.tif 000015
【０１０６】
「可変量」
可変量を表１５に示す。
【０１０７】
【表１５】
0005630235.tif 000016
【０１０８】
絞り径は、Ｗｉｄｅ、Ｍｅａｎにおいてφ３．０、Ｔｅｌｅにおいてφ３．８である。
【０１０９】
条件のパラメータの値  
条件の各パラメータの値を表１２に示す。
【０１１０】
【表１６】
0005630235.tif 000017
【０１１１】
図５〜図７に順次、実施例１のズームレンズの単焦点短、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線を示す。  
図８〜図１０に順次、実施例２のズームレンズの単焦点短、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線を示す。  
図１１〜図１３に順次、実施例３のズームレンズの単焦点短、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線を示す。  
図１４〜図１６に順次、実施例４のズームレンズの単焦点短、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線を示す。  
これらの図の、球面収差の図における破線は「正弦条件」を表し、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。「ｄ」はｄ線、「ｇ」はｇ線を表す。また、「Ｙ’」は最大像高である。
【０１１２】
また、各実施例とも、球面収差における横軸の両端の値は「±０．１」、非点収差における横軸の両端に値は「±０．１」、歪曲収差における横軸の両端の値は「±１０％」、コマ収差の図における縦軸の両端の値は「±０．１」である。
【０１１３】
各実施例とも、広角端の半画角が３８度以上と十分に広画角でありながら、８倍以上の変倍比を有し、構成枚数が１１枚と少なく小型であり、性能的には１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応できる解像力を有している。
【０１１４】
ところで、実施例１〜４のズームレンズは、上記の如く性能良好であるが、広角端（短焦点短）においては、歪曲収差が発生している。勿論、歪曲収差は「中間焦点距離付近や長焦点端」では有効に抑えられている。
【０１１５】
この状態を、図１９に説明図的に示す。図１９（ａ）において、符号Ｉｍ１で示すのは、長焦点端および中間焦点距離近傍における「像面形状」であり、撮像素子の受光面と略同一の矩形形状をなしている。
【０１１６】
一方、破線で示す像面形状Ｉｍ２は、短焦点端における像面形状であり、負の歪曲収差により「樽型形状」となっている。しかしながら、この歪曲収差は「電気的な補正」により補正可能である。
【０１１７】
補正の方法は種々考えられるが、例えば、図１９（ｂ）に示すように、像面形状の中心から縦方向の基準線に対して角：θをなす直線上にある「画素」を考えてみる。
【０１１８】
図の如く、この受光素子の上記中心からの距離を「Ｘ」、上記距離「Ｘ」における歪曲収差をＤｉｓ（Ｘ）[%]とすると、上記距離「Ｘ」の位置にある画素を１００×Ｘ／（１００＋Ｄｉｓ（Ｘ））に変換する補正を行えばよい。このようにして、短焦点端における歪曲収差を良好に補正した画像を撮像することができる。
【符号の説明】
【０１１９】
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  
Ｓ    開口絞り  
１    撮影レンズ（ズームレンズ）
２    ファインダ
３    フラッシュ
４    シャッタボタン
５    筐体
６    電源スイッチ
７    液晶モニタ
８    操作ボタン
９    メモリーカードスロット
１０    ズームスイッチ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２０】
【特許文献１】特開２００９−  ９３１１８号公報
【特許文献２】特開２００７−１２２０１９号公報
【特許文献３】特開２００６−１１３５５５号公報
【特許文献４】特開２００４−２５８２４０号公報
【図１】
0005630235.tif 000018
【図２】
0005630235.tif 000019
【図３】
0005630235.tif 000020
【図４】
0005630235.tif 000021
【図５】
0005630235.tif 000022
【図６】
0005630235.tif 000023
【図７】
0005630235.tif 000024
【図８】
0005630235.tif 000025
【図９】
0005630235.tif 000026
【図１０】
0005630235.tif 000027
【図１１】
0005630235.tif 000028
【図１２】
0005630235.tif 000029
【図１３】
0005630235.tif 000030
【図１４】
0005630235.tif 000031
【図１５】
0005630235.tif 000032
【図１６】
0005630235.tif 000033
【図１７】
0005630235.tif 000034
【図１８】
0005630235.tif 000035
【図１９】
0005630235.tif 000036