(57)【要約】【課題】小型化および高倍化に適したズームレンズを提供する。【解決手段】ズームレンズは、|(ΔTMyu＋ΔTMyl)／(ΔWMyu＋ΔWMyl)|＜０．６７０．７５＜|(ΔWMyu＋ΔWMyl)|／２Ｐ＜１６．０を満足する。ΔWMyu，ΔWMylは広角側中間焦点距離において、８割像高に到達する７割上線および７割下線のうちｄ線に対する横収差量であり、ΔＴMyu，ΔＴMylは望遠側中間焦点距離において、８割像高に到達する７割上線および７割下線のうちｄ線に対する横収差量であり、Ｐは撮像素子の画素ピッチである。【選択図】図１
2014021312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変倍が可能であり、以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
|(ΔTMyu＋ΔTMyl)／(ΔWMyu＋ΔWMyl)|＜０．６７
０．７５＜|(ΔWMyu＋ΔWMyl)|／２Ｐ＜１６．０
ただし、前記ズームレンズにおける望遠端よりも広角端に近い中間焦点距離を広角側中間焦点距離とし、前記広角端よりも前記望遠端に近い中間焦点距離を望遠側中間焦点距離とし、該ズームレンズの最大像高の８割の像高を８割像高とし、該ズームレンズを通過するメリジオナル光線のうち有効光束径の７割の位置を通る上線および下線をそれぞれ、７割上線および７割下線とするとき、
ΔWMyuは、前記広角側中間焦点距離において、前記８割像高に到達する前記７割上線のうちｄ線の横収差量であり、
ΔWMylは、前記広角側中間焦点距離において、前記８割像高に到達する前記７割下線のうちｄ線に対する横収差量であり、
ΔＴMyuは、前記望遠側中間焦点距離において、前記８割像高に到達する前記７割上線のうち前記ｄ線に対する横収差量であり、
ΔＴMylは、前記望遠側中間焦点距離において、前記８割像高に到達する前記７割下線のうちｄ線に対する横収差量であり、
Ｐは前記撮像素子の画素ピッチであり、
ｆｗを前記ズームレンズの前記広角端での焦点距離とし、ｆｔを前記ズームレンズの前記望遠端での焦点距離とし、ｆｍ＝√（ｆｗ×ｆｔ）とするとき、
前記広角側中間焦点距離ｆｗｍは、ｆｗｍ＝√（ｆｗ×ｆｍ）であり、
前記望遠側中間焦点距離ｆｔｍは、ｆｔｍ＝√（ｆｍ×ｆｔ）である。
【請求項２】
変倍が可能であり、以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
Ｓｗｍ／Ｓｔｍ＜０．６７
０．７５＜Ｓｗｍ／２Ｐ＜１６．０
ただし、前記ズームレンズにおける望遠端よりも広角端に近い中間焦点距離を広角側中間焦点距離とし、前記広角端よりも前記望遠端に近い中間焦点距離を望遠側中間焦点距離とし、該ズームレンズの最大像高の８割の像高を８割像高とし、該ズームレンズを通過して前記８割像高に到達するｄ線に対するメリジオナル方向でのＭＴＦがピークとなる位置での該ｄ線の点像強度分布において有効光束径の７割の位置までの光束が形成するスポットの径を、７割スポット径とするとき、
Ｓｗｍは、前記広角側中間焦点距離における前記７割スポット径であり、
Ｓｔｍは、前記望遠側中間焦点距離における前記７割スポット径であり、
Ｐは前記撮像素子の画素ピッチであり、
ｆｗを前記ズームレンズの前記広角端での焦点距離とし、ｆｔを前記ズームレンズの前記望遠端での焦点距離とし、ｆｍ＝√（ｆｗ×ｆｔ）とするとき、
前記広角側中間焦点距離ｆｗｍは、ｆｗｍ＝√（ｆｗ×ｆｍ）であり、
前記望遠側中間焦点距離ｆｔｍは、ｆｔｍ＝√（ｆｍ×ｆｔ）である。
【請求項３】
物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群および負の屈折力を有する第２レンズ群を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項３に記載のズームレンズ。
０．３０＜ｆ１／ｆｔ＜１．２０
−０．２０＜ｆ２／ｆｔ＜−０．０３
【請求項５】
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群および正の屈折力を有する第２レンズ群を含むことを特徴とする請求項１または２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とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項５に記載のズームレンズ。
−１．２０＜ｆ１／ｆｔ＜−０．３０
０．２０＜ｆ２／ｆｔ＜１．１０
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のズームレンズにより形成された物体像を撮像する撮像素子と、
該撮像素子からの出力を用いて画像を生成し、該画像に対して、前記ズームレンズの収差に応じたフィルタ値を有する画像回復フィルタを用いて画像回復処理を行う画像処理部とを有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に用いられるズームレンズに関し、特に撮像により生成された画像に対して画像回復処理が行われる場合に好適なズームレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置により被写体を撮像して得られた画像には、撮影光学系（以下、単に光学系という）の球面収差、コマ収差、像面湾曲、非点収差等に起因する画像劣化成分としてのぼけ成分が含まれる。このようなぼけ成分は、無収差で回折の影響もない場合に被写体の一点から出た光束が撮像面上で再度一点に集まるべきものが、ある広がりをもって像を結ぶことで発生する。
【０００３】
ここにいうぼけ成分は、光学的には、点像分布関数（Point Spread Function：ＰＳＦ）により表され、ピントのずれによるぼけとは異なる。また、カラー画像での色にじみも、光学系の軸上色収差、色の球面収差、色のコマ収差が原因であるものに関しては、光の波長ごとのぼけ方の相違と言うことができる。さらに、横方向の色ずれも、光学系の倍率色収差が原因であるものに関しては、光の波長ごとの撮像倍率の相違による位置ずれ又は位相ずれと言うことができる。
【０００４】
点像分布関数（ＰＳＦ）をフーリエ変換して得られる光学伝達関数（Optical Transfer Function：ＯＴＦ）は、収差の周波数成分情報であり、複素数で表される。光学伝達関数（ＯＴＦ）の絶対値、すなわち振幅成分を、ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）といい、位相成分をＰＴＦ（Phase Transfer Function）という。ＭＴＦおよびＰＴＦはそれぞれ、収差による画像劣化の振幅成分および位相成分の周波数特性である。ここでは、位相成分を位相角として以下の式で表す。Ｒｅ（ＯＴＦ）およびＩｍ（ＯＴＦ）はそれぞれ、ＯＴＦの実部および虚部を表す。
ＰＴＦ＝ｔａｎ-1（Ｉｍ（ＯＴＦ）／Ｒｅ（ＯＴＦ））
このように、光学系の光学伝達関数（ＯＴＦ）は、画像の振幅成分と位相成分に対して劣化を与えるため、劣化画像は被写体の各点がコマ収差のように非対称にぼけた状態になる。
【０００５】
また、倍率色収差は、光の波長ごとの結像倍率の相違によって結像位置がずれた色成分ごとの像を、撮像装置の分光特性に応じて色成分ごとに取得することで発生する。このとき、ＲＧＢ等の色成分間で結像位置がずれるだけでなく、各色成分内でも波長ごとの結像位置のずれ、すなわち位相ずれによる像の広がりが発生する。このため、正確には倍率色収差は単なる平行シフトの色ずれではないが、本明細書では、色ずれを倍率色収差と同じものとして記載する。
【０００６】
劣化画像（入力画像）における振幅成分（ＭＴＦ）の劣化と位相成分（ＰＴＦ）の劣化を補正する方法として、光学系の光学伝達関数の情報を用いるものが知られている。この方法は、画像回復や画像復元とも呼ばれており、以下、この光学系の光学伝達関数の情報を用いて劣化画像を補正（低減）する処理を画像回復処理（または単に回復処理）と称する。そして、詳細は後述するが、画像回復処理の方法の１つとして、光学伝達関数の逆特性を有する実空間の画像回復フィルタを入力画像に対して畳み込む（コンボリューション）方法が知られている（特許文献１参照）。また、特許文献２には、画像の劣化を補正するためのフィルタ係数を保持して画像処理（画像回復）を行う方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００５−５０９３３３号公報
【特許文献２】特開２０１０−５６９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
画像回復を行うことを前提とすれば、光学系のある程度の収差を許容することができ、その結果、該光学系の小型化や高倍化を容易とすることが可能である。つまり、光学系の小型化や高倍化のために該光学系を構成する各レンズ群の屈折力を強めることで発生した収差による画像の劣化を画像回復によって補正することで、光学系の小型化と高倍化を実現しつつ、高画質の画像を得ることができる。
【０００９】
しかしながら、画像回復の強度を高くしすぎると劣化画像に含まれていたノイズ成分が強調される。また、光学系の収差の許容量が大きすぎると、画像回復を行っても画像の劣化を十分に補正できない。例えば、収差のうち像面湾曲が大きすぎると、光学系を構成するレンズの製造誤差や撮像素子の倒れによって、撮像素子上で像面が倒れてしまい、解像力の非対称性である「片ぼけ」が顕著となる。この場合、画像回復を行っても片ぼけを良好に補正できない。
【００１０】
したがって、画像回復を前提として光学系の小型化や高倍化を実現するためには、画像回復に適した収差の発生のさせ方を考慮する必要がある。特許文献１，２では、このような画像回復に適した光学系の収差については何ら説明されていない。
【００１１】
本発明は、画像回復を行うことを前提として、小型化および高倍化に適したズームレンズおよび該ズームレンズを用いた撮像により得られた画像に対して画像回復を行う撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一側面としてのズームレンズは、変倍が可能であり、以下の条件を満足することを特徴とする。
|(ΔTMyu＋ΔTMyl)／(ΔWMyu＋ΔWMyl)|＜０．６７
０．７５＜|(ΔWMyu＋ΔWMyl)|／２Ｐ＜１６．０
ただし、該ズームレンズにおける望遠端よりも広角端に近い中間焦点距離を広角側中間焦点距離とし、広角端よりも望遠端に近い中間焦点距離を望遠側中間焦点距離とし、該ズームレンズの最大像高の８割の像高を８割像高とし、該ズームレンズを通過するメリジオナル光線のうち有効光束径の７割の位置を通る上線および下線をそれぞれ、７割上線および７割下線とするとき、
ΔWMyuは、広角側中間焦点距離において、８割像高に到達する７割上線のうちｄ線の横収差量であり、
ΔWMylは、広角側中間焦点距離において、８割像高に到達する７割下線のうちｄ線に対する横収差量であり、
ΔＴMyuは、望遠側中間焦点距離において、８割像高に到達する７割上線のうちｄ線に対する横収差量であり、
ΔＴMylは、望遠側中間焦点距離において、８割像高に到達する７割下線のうちｄ線に対する横収差量であり、
Ｐは撮像素子の画素ピッチであり、
ｆｗを該ズームレンズの広角端での焦点距離とし、ｆｔを該ズームレンズの望遠端での焦点距離とし、ｆｍ＝√（ｆｗ×ｆｔ）とするとき、
広角側中間焦点距離ｆｗｍは、ｆｗｍ＝√（ｆｗ×ｆｍ）であり、
望遠側中間焦点距離ｆｗｔは、ｆｗｔ＝√（ｆｍ×ｆｔ）である。
【００１３】
また、本発明の他の一側面としてのズームレンズは、変倍が可能であり、以下の条件を満足することを特徴とする。
Ｓｗｍ／Ｓｔｍ＜０．６７
０．７５＜Ｓｗｍ／２Ｐ＜１６．０
ただし、該ズームレンズにおける望遠端よりも広角端に近い中間焦点距離を広角側中間焦点距離とし、広角端よりも望遠端に近い中間焦点距離を望遠側中間焦点距離とし、該ズームレンズの最大像高の８割の像高を８割像高とし、該ズームレンズを通過して８割像高に到達するｄ線に対するメリジオナル方向でのＭＴＦがピークとなる位置での該ｄ線の点像強度分布において有効光束径の７割の位置までの光束が形成するスポットの径を、７割スポット径とするとき、
Ｓｗｍは、広角側中間焦点距離における７割スポット径であり、
Ｓｔｍは、望遠側中間焦点距離における７割スポット径であり、
Ｐは撮像素子の画素ピッチであり、
ｆｗを該ズームレンズの広角端での焦点距離とし、ｆｔを該ズームレンズの望遠端での焦点距離とし、ｆｍ＝√（ｆｗ×ｆｔ）とするとき、
広角側中間焦点距離ｆｗｍは、ｆｗｍ＝√（ｆｗ×ｆｍ）であり、
望遠側中間焦点距離ｆｗｔは、ｆｗｔ＝√（ｆｍ×ｆｔ）である。
なお、上記いずれかのズームレンズにより形成された物体像を撮像する撮像素子と、該撮像素子からの出力を用いて画像を生成し、該画像に対して、ズームレンズの収差に応じたフィルタ値を有する画像回復フィルタを用いて画像回復処理を行う画像処理部とを有する撮像装置も、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、画像回復に適した収差を発生させつつ、小型化や高倍化が可能なズームレンズを実現することができる。また、このズームレンズを用いた撮像および画像回復処理を行うことで高画質の画像が得られる小型の撮像装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１（数値例１）であるズームレンズの広角端での断面図と、広角端での縦収差図および横収差図。
【図２】実施例１のズームレンズの広角側中間焦点距離での縦収差図および横収差図と、望遠側中間焦点距離での縦収差図および横収差図。
【図３】実施例１のズームレンズの望遠端での縦収差図および横収差図。
【図４】本発明の実施例２（数値例２）であるズームレンズの広角端での断面図と、広角端での縦収差図および横収差図。
【図５】実施例２のズームレンズの広角側中間焦点距離での縦収差図および横収差図と、望遠側中間焦点距離での縦収差図および横収差図。
【図６】実施例２のズームレンズの望遠端での縦収差図および横収差図。
【図７】本発明の実施例３（数値例３）であるズームレンズの広角端での断面図と、広角端での縦収差図および横収差図。
【図８】実施例３のズームレンズの広角側中間焦点距離での縦収差図および横収差図と、望遠側中間焦点距離での縦収差図および横収差図。
【図９】実施例３のズームレンズの望遠端での縦収差図および横収差図。
【図１０】本発明の実施例４（数値例４）であるズームレンズの広角端での断面図と、広角端での縦収差図および横収差図。
【図１１】実施例４のズームレンズの広角側中間焦点距離での縦収差図および横収差図と、望遠側中間焦点距離での縦収差図および横収差図。
【図１２】実施例４のズームレンズの望遠端での縦収差図および横収差図。
【図１３】本発明の実施例５（数値例５）であるズームレンズの広角端での断面図と、広角端での縦収差図および横収差図。
【図１４】実施例５のズームレンズの広角側中間焦点距離での縦収差図および横収差図と、望遠側中間焦点距離での縦収差図および横収差図。
【図１５】実施例５のズームレンズの望遠端での縦収差図および横収差図。
【図１６】各実施例のズームレンズが前提とする画像回復処理にて用いられる画像回復フィルタを説明する図。
【図１７】上記画像回復処理による点像の補正を説明する図。
【図１８】上記画像回復処理による振幅と位相の補正を説明する図。
【図１９】各実施例における画像回復処理を前提とした収差の発生のさせ方を示す横収差図。
【図２０】各実施例のズームレンズを備えた撮像装置の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
まず、具体的な実施例の説明に先立って、各実施例で用いる用語の定義と画像回復処理について説明する。
「入力画像」
入力画像は、撮像装置において撮影光学系により形成された被写体像を光電変換した撮像素子からの出力を用いて生成されたデジタル画像である。このデジタル画像は、レンズや光学フィルタ等の光学素子により構成された撮影光学系の収差の情報を含む光学伝達関数（ＯＴＦ）に応じて劣化した画像である。撮像素子は、ＣＭＯＳやＣＣＤ等の光電変換素子により構成される。撮影光学系は、曲率を有するミラー（反射面）を含んでもよい。また、撮影光学系は、撮像装置に対して着脱（交換）が可能であってもよい。撮像装置において、撮像素子および該撮像素子の出力を用いてデジタル画像（入力画像）を生成する信号処理回路により撮像系が構成される。
【００１８】
入力画像の色成分は、例えばＲＧＢ色成分の情報を有している。色成分の扱いとしては、これ以外にもＬＣＨで表現される明度、色相および彩度や、ＹＣｂＣｒで表現される輝度および色差信号等、一般に用いられている色空間を選択して用いることができる。その他の色空間としては、例えば、ＸＹＺ，Ｌａｂ，Ｙｕｖ，ＪＣｈを用いることが可能であり、さらに色温度を用いることも可能である。
【００１９】
入力画像や回復画像（出力画像）には、入力画像を生成した撮像時における撮影光学系の焦点距離、絞り値、合焦した被写体距離（物体距離）等の状態である撮影状態（言い換えれば、撮影条件）を示す情報としての撮影状態情報を付帯することができる。また、入力画像を補正するための各種補正情報も付帯することができる。撮像装置から、これとは別に設けられた画像処理装置に入力画像を出力し、該画像処理装置にて画像回復処理を行う場合には、入力画像に撮影状態情報や補正情報を付帯することが好ましい。撮影状態情報や補正情報は、入力画像に付帯する以外に、撮像装置から画像処理装置に直接または間接的に通信により受け渡すこともできる。
「画像回復処理」
撮像装置による撮像によって生成された入力画像（劣化画像）をｇ（ｘ，ｙ）とし、元の劣化していない画像をｆ（ｘ，ｙ）とし、光学伝達関数（ＯＴＦ）のフーリエペアである点像分布関数（ＰＳＦ）をｈ（ｘ，ｙ）とする場合、以下の式が成り立つ。＊はコンボリューション（畳み込み積分または積和）を示し、（ｘ，ｙ）は入力画像上の座標（位置）を示す。
ｇ（ｘ，ｙ）＝ｈ（ｘ，ｙ）＊ｆ（ｘ，ｙ）
この式をフーリエ変換して周波数面での表示形式に変換すると、以下の式のように周波数ごとの積の形式になる。Ｈは点像分布関数（ＰＳＦ）ｈをフーリエ変換したものであり、光学伝達関数（ＯＴＦ）に相当する。Ｇ，Ｆはそれぞれ、ｇ，ｆをフーリエ変換したものである。（ｕ，ｖ）は２次元周波数面での座標、すなわち周波数を示す。
Ｇ（ｕ，ｖ）＝Ｈ（ｕ，ｖ）・Ｆ（ｕ，ｖ）
撮像により生成された劣化画像から元の画像を得るためには、以下のように、上記式の両辺をＨで除算すればよい。
Ｇ（ｕ，ｖ）／Ｈ（ｕ，ｖ）＝Ｆ（ｕ，ｖ）
Ｆ（ｕ，ｖ）、すなわちＧ（ｕ，ｖ）／Ｈ（ｕ，ｖ）を逆フーリエ変換して実面に戻すことで、元の画像ｆ（ｘ，ｙ）である回復画像が得られる。
【００２０】
ここで、Ｈ−１を逆フーリエ変換したものをＲとすると、以下の式のように実面での画像に対するコンボリューション処理を行うことで、同様に元の画像ｆ（ｘ，ｙ）である回復画像を得ることができる。
ｇ（ｘ，ｙ）＊Ｒ（ｘ，ｙ）＝ｆ（ｘ，ｙ）
このＲ（ｘ，ｙ）が画像回復フィルタである。入力画像が２次元であるとき、一般に画像回復フィルタも該２次元画像の各画素に対応したタップ（セル）を有する２次元フィルタとなる。また、一般に画像回復フィルタのタップ数（セル数）が多いほど画像回復精度が向上するため、出力画像としての要求画質、画像処理装置としての画像処理能力、撮影光学系の収差の特性等に応じて実現可能なタップ数を設定する。
【００２１】
画像回復フィルタは、少なくとも収差の特性を反映している必要があるため、従来の水平垂直各３タップ程度のエッジ強調フィルタ（ハイパスフィルタ）等とは全く異なる。また、画像回復フィルタは、撮影光学系の収差の情報を含む光学伝達関数（ＯＴＦ）に基づいて生成されるため、劣化画像（入力画像）における振幅成分と位相成分の劣化をともに高精度に補正することができる。
【００２２】
また、実際の入力画像にはノイズ成分が含まれる。このため、上記のように光学伝達関数（ＯＴＦ）の完全な逆数をとって作成した画像回復フィルタを用いると、劣化画像が回復されるだけでなくノイズ成分が大幅に増幅されてしまう。これは、入力画像の振幅成分にノイズの振幅が付加されている状態に対して撮影光学系のＭＴＦ（振幅成分）を全周波数にわたって１に戻すようにＭＴＦを持ち上げるためである。撮影光学系による振幅劣化であるＭＴＦは１に戻るが、同時にノイズ成分のパワースペクトルも持ち上がってしまい、結果的にＭＴＦを持ち上げる度合い、すなわち回復ゲインに応じてノイズが増幅されてしまう。
【００２３】
したがって、ノイズがある場合には鑑賞用画像としては良好な画像は得られない。これを式で示すと以下のように表せる。Ｎはノイズ成分を表している。
Ｇ（ｕ，ｖ）＝Ｈ（ｕ，ｖ）・Ｆ（ｕ，ｖ）＋Ｎ（ｕ，ｖ）
Ｇ（ｕ，ｖ）／Ｈ（ｕ，ｖ）＝Ｆ（ｕ，ｖ）＋Ｎ（ｕ，ｖ）／Ｈ（ｕ，ｖ）
この点については、例えば、式（１）に示すウィナーフィルタのように画像信号とノイズ信号の強度比（ＳＮＲ）に応じて回復度合いを制御する方法が知られている。
【００２４】
【数１】
2014021312.tif 000003
【００２５】
Ｍ（ｕ，ｖ）はウィナーフィルタの周波数特性を示し、｜Ｈ（ｕ，ｖ）｜は光学伝達関数（ＯＴＦ）の絶対値（ＭＴＦ）を示す。この方法は、周波数ごとに、ＭＴＦが小さいほど回復ゲインを抑制し、ＭＴＦが大きいほど回復ゲインを強くするものである。一般に、撮影光学系のＭＴＦは、低周波数側が高く、高周波数側が低くなるため、実質的に画像信号の高周波数側の回復ゲインを抑制する方法となる。
【００２６】
画像回復フィルタを、図１６を用いて説明する。画像回復フィルタは、撮影光学系の収差特性や要求される画像回復精度に応じてタップ数が決められる。
【００２７】
図１６（Ａ）では、例として、１１×１１タップの２次元画像回復フィルタを示している。図１６（Ａ）では、各タップ内の値（係数値）を省略しているが、この画像回復フィルタの１つの断面を図１６（Ｂ）に示す。図１６（Ｂ）に示す画像回復フィルタの各タップ内の値は、上述した撮影光学系の様々な収差の情報に基づいて設定される。この画像回復フィルタのタップ値の分布が、収差によって空間的に広がった信号値（ＰＳＦ）を、理想的には元の１点に戻す役割を果たす。
【００２８】
画像回復処理では、画像回復フィルタの各タップの値が、入力画像における各タップに対応する各画素に対してコンボリューション（畳み込み積分や積和ともいう）される。コンボリューションの処理では、ある画素の信号値を改善するために、その画素を画像回復フィルタの中心と一致させる。そして、入力画像と画像回復フィルタの対応画素ごとに入力画像の信号値と画像回復フィルタのタップの値（係数値）との積をとり、その総和を中心画素の信号値として置き換える。
【００２９】
画像回復処理の実空間と周波数空間での特性を図１７および図１８を用いて説明する。図１７における（ａ）は画像回復前のＰＳＦを示し、（ｂ）は画像回復後のＰＳＦを示している。また、図１８の（Ｍ）における（ａ）は画像回復前のＭＴＦを示し、（Ｍ）における（ｂ）は画像回復後のＭＴＦを示している。さらに、図１８の（Ｐ）における（ａ）は画像回復前のＰＴＦを示し、（Ｐ）における（ｂ）は画像回復後のＰＴＦを示している。画像回復前のＰＳＦは非対称な広がりを持っており、この非対称性によりＰＴＦは周波数に対して非直線的な値を持つ。画像回復処理は、ＭＴＦを増幅し、ＰＴＦを零に補正するため画像回復後のＰＳＦは対称で、かつ鮮鋭になる。
【００３０】
画像回復フィルタは、撮影光学系の光学伝達関数（ＯＴＦ）の逆関数に基づいて設計した関数を逆フーリエ変換して作成することができる。例えば、ウィナーフィルタを用いる場合、式（１）を逆フーリエ変換することで、実際に入力画像に畳み込む実空間の画像回復フィルタを作成することができる。
【００３１】
また、光学伝達関数（ＯＴＦ）は、同じ撮影条件であっても撮影光学系の像高（画像上での位置）に応じて変化するので、画像回復フィルタは像高に応じて変更して使用される。
【００３２】
以下、上述した画像回復処理による補正に適した画像の劣化を生じさせる収差が与えられることで小型化および高倍化が達成された、変倍が可能な撮影光学系としてのズームレンズの具体例を、実施例１〜５（数値例１〜５）として説明する。
【００３３】
図１（Ａ）、図４（Ａ）、図７（Ａ）、図１１（Ａ）および図１３（Ａ）には、実施例１〜５のズームレンズの広角端での断面を示している。図中の各群（Ｌ１〜Ｌ５等）の下に記載された矢印は、広角端から望遠端までの各群の動きを示している。図１（Ｂ），（Ｃ）には、実施例１のズームレンズの広角端での縦収差図および横収差図を示している。縦収差図には、球面収差、非点収差、歪曲および倍率色収差を示している。また、横収差図には、画面中心での横収差と、８割像高（これについては後述する）での横収差を示している。また、図２（Ａ），（Ｂ）には実施例１のズームレンズの広角側中間焦点距離での縦収差図および横収差図を、図２（Ｃ），（Ｄ）には実施例１のズームレンズの望遠側中間焦点距離での縦収差図および横収差図を示している。さらに、図３（Ａ），（Ｂ）には、実施例１のズームレンズの望遠端での縦収差図および横収差図を示している。
【００３４】
同様に、図５（Ｂ），（Ｃ）には、実施例２のズームレンズの広角端での縦収差図および横収差図を示している。また、図６（Ａ），（Ｂ）には実施例２のズームレンズの広角側中間焦点距離での縦収差図および横収差図を、図６（Ｃ），（Ｄ）には実施例２のズームレンズの望遠側中間焦点距離での縦収差図および横収差図を示している。さらに、図６（Ａ），（Ｂ）には、実施例２のズームレンズの望遠端での縦収差図および横収差図を示している。
【００３５】
図７（Ｂ），（Ｃ）には、実施例３のズームレンズの広角端での縦収差図および横収差図を示している。また、図８（Ａ），（Ｂ）には実施例３のズームレンズの広角側中間焦点距離での縦収差図および横収差図を、図８（Ｃ），（Ｄ）には実施例３のズームレンズの望遠側中間焦点距離での縦収差図および横収差図を示している。さらに、図９（Ａ），（Ｂ）には、実施例３のズームレンズの望遠端での縦収差図および横収差図を示している。
【００３６】
図１０（Ｂ），（Ｃ）には、実施例４のズームレンズの広角端での縦収差図および横収差図を示している。また、図１１（Ａ），（Ｂ）には実施例４のズームレンズの広角側中間焦点距離での縦収差図および横収差図を、図１１（Ｃ），（Ｄ）には実施例４のズームレンズの望遠側中間焦点距離での縦収差図および横収差図を示している。さらに、図１２（Ａ），（Ｂ）には、実施例４のズームレンズの望遠端での縦収差図および横収差図を示している。
【００３７】
図１３（Ｂ），（Ｃ）には、実施例５のズームレンズの広角端での縦収差図および横収差図を示している。また、図１４（Ａ），（Ｂ）には実施例５のズームレンズの広角側中間焦点距離での縦収差図および横収差図を、図１４（Ｃ），（Ｄ）には実施例５のズームレンズの望遠側中間焦点距離での縦収差図および横収差図を示している。さらに、図１５（Ａ），（Ｂ）には、実施例５のズームレンズの望遠端での縦収差図および横収差図を示している。
【００３８】
ここで、各実施例のズームレンズの広角端での焦点距離をｆｗとし、望遠端での焦点距離をｆｔとするとき、中間焦点距離ｆｍを、
ｆｍ＝√（ｆｗ×ｆｔ）
と定義する。このとき、望遠端よりも広角端に近い中間焦点距離としての広角側中間焦点距離ｆｗｍを、
ｆｗｍ＝√（ｆｗ×ｆｍ）
と定義し、また、広角端よりも望遠端に近い中間焦点距離としての望遠側中間焦点距離ｆｔｍを、
ｆｔｍ＝√（ｆｍ×ｆｔ）
と定義する。
【００３９】
各ズームレンズの断面図において、Ｌ１〜Ｌ５は第１〜５レンズ群を示している。また、ＧＢおよびＧは、光学フィルタや色分解プリズム等のガラスブロックを示し、ＳＰは開口絞りを示す。また、ＩＰは像面を示す。
【００４０】
各収差図において、ｄ，ｇはそれぞれ、ｄ線およびｇ線の収差を示す。また、ΔＭ，ΔＳはそれぞれ、メリジオナル像面およびサジタル像面での収差を示す。さらに、横収差図において、Ｓはサジタル光線の収差を、Ｍはメリジオナル光線の収差を示している。倍率色収差はｇ線により示している。
【００４１】
各実施例のズームレンズは、そのズームレンズにより形成された物体像を撮像素子により撮像することで生成された画像に対して、該ズームレンズの収差に応じたフィルタ値を有する画像回復フィルタを用いて画像回復処理が行われることを前提とする。この場合に、各実施例のズームレンズは、以下の条件（１），（２）の双方を満足する。なお、条件（１），（２）において、ズームレンズの最大像高の８割の像高、言い換えれば撮像素子（画面）の中心から周辺部に向かって、該撮像素子のサイズであるセンサーサイズの８割に相当する像高を、８割像高とする。また、該ズームレンズを通過するメリジオナル光線のうち有効光束径の７割の位置を通る上線および下線をそれぞれ、７割上線および７割下線とする。
|(ΔTMyu＋ΔTMyl)／(ΔWMyu＋ΔWMyl)|＜０．６７    （１）
０．７５＜|(ΔWMyu＋ΔWMyl)|／２Ｐ＜１６．０      （２）
ただし、
ΔWMyuは、広角側中間焦点距離において、８割像高に到達する７割上線のうちｄ線の横収差量であり、
ΔWMylは、広角側中間焦点距離において、８割像高に到達する７割下線のうちｄ線に対する横収差量であり、
ΔＴMyuは、望遠側中間焦点距離において、８割像高に到達する７割上線のうちｄ線に対する横収差量であり、
ΔＴMylは、望遠側中間焦点距離において、８割像高に到達する７割下線のうちｄ線に対する横収差量であり、
Ｐは撮像素子の画素ピッチである。
【００４２】
条件（１），（２）をともに満足することで、画像回復を行うことを前提としつつ、小型化および高倍化に適したズームレンズを実現することができる。前述したように、ズームレンズを小型化したり高倍化したりするためには、ズームレンズを構成する各レンズ群の屈折力を強くする必要がある。しかし、各レンズ群の屈折力を強くすると、変倍時の収差変動が大きくなる。特に像面湾曲の変動が大きくなる。具体的には、広角端から中間焦点距離までの領域で像面湾曲がアンダー側に大きく発生し、また中間焦点距離から望遠端までの領域で像面湾曲がオーバー側に大きく発生する。
【００４３】
このような変倍時の像面湾曲の変動は、一方の像面湾曲を光学的に補正すると、もう一方の像面湾曲が悪化する関係となっている。このため、従来の画像回復を前提としないズームレンズでは、変倍域の全域で光学性能を良好にするため、変倍時の像面湾曲のオーバー側での変動量とアンダー側での変動量とを同程度として、収差を残存させつつバランスを取るように設計されている。
【００４４】
このように像面変動が残存するズームレンズにおいては、コマ収差を意図的に発生させることで、変倍時の像面湾曲を補正することができる。図１９を用いてこの補正の方法について説明する。図１９（Ａ）は、中間焦点距離から望遠端までの領域における代表的な横収差図を示す。
【００４５】
この図から分かるように、８割像高では、メリジオナル像面がオーバーとなる。これは、特にメリジオナル光線の下線がマイナス方向に発生するためである。このため、図１９（Ｂ）に示すように、メリジオナル光線の上線をマイナス方向に発生させることで、メリジオナル像面全体のオーバー傾向を改善することが可能となる。
【００４６】
そして、像面湾曲の変動の改善に伴ってコマ収差が劣化し、解像度も劣化するが、解像度の劣化を画像回復によって補正することで、像面湾曲の変動を改善しつつ良好な画質を達成することができる。
【００４７】
同様に、広角端から中間焦点距離までの領域では、メリジオナル光線の下線がプラス側に発生するため、メリジオナル像面がアンダー傾向となる。このため、メリジオナル光線の上線をプラス側へ発生させることにより、メリジオナル像面全体のアンダー傾向を改善することが可能となる。
【００４８】
以上のようにコマ収差を発生させることによる画像の劣化を画像回復にて補正することにより、変倍時の像面湾曲を補正したズームレンズを達成することができる。しかしながら、一般に、ズームレンズでは、広角端から望遠端に向かってＦナンバーが大きくなる。このため、像面湾曲の補正のため中間焦点距離から望遠端までの領域でコマ収差を発生させると、回折による影響も加わり、画像の劣化が著しい。したがって、画像回復処理を行っても良好な回復画像を得ることができないか、画像回復を極端に強くした結果、ノイズが強調された画像が得られてしまう。
【００４９】
そこで、中間焦点距離から望遠端までの領域で発生する像面湾曲は光学的に補正する一方、広角端から中間焦点距離までの領域ではコマ収差を発生させることにより像面湾曲を低減し、コマ収差による画像の劣化を画像回復により補正するとよい。広角端から中間焦点距離までの領域では、中間焦点距離から望遠端までの領域に対してＦナンバーも明るく、回折による画像の劣化も少ないため、コマ収差を発生させても十分に画像回復が可能な画像を得ることができる。
【００５０】
条件（１）は、広角端から中間焦点距離までの領域と中間焦点距離から望遠端までの領域で発生させるコマ収差量の割合を制限する。条件（１）の値がその上限を超えると、中間焦点距離から望遠端までの領域で発生するコマ収差が大きすぎるため、画像の劣化が顕著となってしまう。
【００５１】
条件（１）の範囲を以下のようにすることがより望ましい。
|(ΔTMyu＋ΔTMyl)／(ΔWMyu＋ΔWMyl)|＜０．５５    （１）′
条件（２）は、ズームレンズの小型化および高倍化と画質に関する条件である。条件（２）の値がその下限を下回る場合は、変倍時の像面湾曲の変動を補正するためのコマ収差量が小さいことを表す。このことは、ズームレンズを構成する各レンズ群の屈折力を強くしていないことを意味し、これではズームレンズを小型化することができない。
【００５２】
また、条件（２）の値がその上限を超えると、発生するコマ収差が大きすぎるため、画像回復前の画像が劣化しすぎて良好な画像回復を行うことができなくなったり、画像回復を極端に強く行う必要が生じてノイズが目立ってしまう。
【００５３】
条件（２）の範囲を以下のようにすることがより望ましい。
１．２０＜|(ΔWMyu＋ΔWMyl)|／２Ｐ＜１４．０    （２）′
条件（２）′の範囲を以下のようにすることがさらに望ましい。
１．２０＜|(ΔWMyu＋ΔWMyl)|／２Ｐ＜８．０      （２）″
また、各実施例のズームレンズは、以下の条件（３），（４）の双方をも満足する。なお、条件（３），（４）において、ズームレンズを通過して８割像高に到達するｄ線に対するメリジオナル方向でのＭＴＦがピークとなる位置での該ｄ線の点像強度分布において有効光束径の７割の位置までの光束が形成するスポットの径を、７割スポット径とする。
Ｓｗｍ／Ｓｔｍ＜０．６７    （３）
０．７５＜Ｓｗｍ／２Ｐ＜１６．０    （４）
ただし、Ｓｗｍは、広角側中間焦点距離における７割スポット径であり、Ｓｔｍは、望遠側中間焦点距離における７割スポット径である。
【００５４】
条件（３），（４）は、条件（１），（２）と同様に画像回復を行うことを前提としつつ、小型化および高倍化に適したズームレンズを実現するための条件である。条件（３）は、条件（１）同様に、広角端から中間焦点距離までの領域と中間焦点距離から望遠端までの領域で発生させるコマ収差量の割合を制限する。条件（３）の値がその上限を超えると、中間焦点距離から望遠端までの領域で発生するコマ収差が大きくなりすぎるため、画像の劣化が顕著となり、良好な画像回復が行えなくなる。
【００５５】
条件（３）の範囲を以下のようにすることがより望ましい。
Ｓｗｍ／Ｓｔｍ＜０．５５      （３）′
条件（４）は、条件（２）と同様に、ズームレンズの小型化および高倍化と画質に関する条件である。条件（４）の値がその上限を超える場合は、変倍時の像面湾曲の変動が小さいことを表す。このことは、ズームレンズを構成する各レンズ群の屈折力が弱いことを意味し、これではズームレンズを小型化することができない。一方、条件（４）の値がその上限を超えると、発生するコマ収差が大きすぎるため、良好な画像回復が行えなくなる。
【００５６】
条件（４）の範囲を以下のようにすることがより望ましい。
１．２０＜Ｓｗｍ／２Ｐ＜１４．０    （４）′
条件（４）′の範囲を以下のようにすることがさらに望ましい。
１．２０＜Ｓｗｍ／２Ｐ＜８．０      （４）″
なお、各実施例のズームレンズは、条件（１）〜（４）のすべてを満足しているが、必ずしも該条件（１）〜（４）をすべて満足する必要はなく、条件（１），（２）と条件（３），（４）のうち少なくとも一方を満足していれば、本発明の他の実施例に含まれる。
【００５７】
従来のズームレンズは、各実施例のズームレンズのように画像回復に適したコマ収差の発生のさせ方まで考慮した設計はなされていない。つまり、従来のズームレンズは、画像回復を行うことを前提としておらず、仮に中間焦点距離領域の一部で条件（１）〜（４）のいずれかを満足していたとしても、それは単に光学性能が補正できていないズームレンズである。
【００５８】
また、実施例１，２，４および５のズームレンズはいずれも、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２とを有しており、以下の条件を満足している。
０．３０＜ｆ１／ｆｔ＜１．２０        （５）
−０．２０＜ｆ２／ｆｔ＜−０．０３    （６）
ただし、前述したようにｆｔはズームレンズ全系の望遠端での焦点距離であり、ｆ１は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離であり、ｆ２は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離である。
【００５９】
これらの条件（５），（６）は、ズームレンズの小型化に関する条件である。条件（５）の値がその下限を下回るように第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなると、ズームレンズを小型化できるものの、変倍時の像面湾曲の変動が大きくなりすぎる。このため、像面湾曲を補正するためにコマ収差を大きく発生させなければならず、画像の劣化が著しくなり、画像回復処理を行っても良好な回復画像を得ることができないか、画像回復を極端に強くした結果、ノイズが強調された画像が得られてしまう。一方、条件（５）の値がその上限を超えるように第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱くなると、ズームレンズを小型化することができない。
【００６０】
条件（５）の範囲を以下のようにすることがより望ましい。
０．３５＜ｆ１／ｆｔ＜１．００      （５）′
条件（６）の値がその上限を超えるように第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強くなると、条件（５）と同様に、ズームレンズを小型化できるものの、変倍時の像面湾曲の変動が大きくなりすぎる。一方、条件（６）の値がその下限を下回るように第２レンズ群Ｌ２の屈折力が弱くなると、ズームレンズを小型化することができない。
【００６１】
条件（６）の範囲を以下のようにすることがより望ましい。
−０．１８＜ｆ２／ｆｔ＜−０．０３５    （６）
実施例３のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２とを有しており、以下の条件を満足している。
−１．２０＜ｆ１／ｆｔ＜−０．３０    （７）
０．２０＜ｆ２／ｆｔ＜１．１０        （８）
これらの条件においても、ｆｔはズームレンズ全系の望遠端での焦点距離であり、ｆ１は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離であり、ｆ２は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離である。
【００６２】
条件（７），（８）は、ズームレンズの小型化に関する条件である。条件（７）の値がその上限を超えるように第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなると、ズームレンズを小型化できるが、変倍時の像面湾曲の変動が大きくなりすぎ、条件（５）の値がその下限を下回る場合と同様の問題が発生する。一方、条件（７）の値がその下限を下回るように第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱くなると、ズームレンズを小型化することができない。
【００６３】
条件（７）の範囲を以下のようにすることがより望ましい。
−１．００＜ｆ１／ｆｔ＜−０．５０    （７）′
条件（８）の値がその下限を下回るように第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強くなると、条件（７）と同様に、ズームレンズを小型化できるが、変倍時の像面湾曲の変動が大きくなりすぎる。条件（８）の値がその上限を超えるように第２レンズ群Ｌ２の屈折力が弱くなると、ズームレンズを小型化することができない。
条件（８）の範囲を以下のようにすることがより望ましい。
０．０４＜ｆ２／ｆｔ＜０．０９    （８）′
図２０には、上記各実施例のズームレンズを撮影光学系１１として用いて撮像を行う撮像装置１０を示している。１２は撮像素子であり、各ズームレンズの断面図に示した像面ＩＰの位置に配置される。１３は画像処理部であり、撮像素子１２からの出力に対して各種画像処理を行うことで画像（入力画像）を生成し、さらに該画像に対して画像回復処理を行う。１４は表示・記録部であり、画像処理部１３にて画像回復処理を受けた画像（回復画像）をモニタに表示したり、半導体メモリ等の記録媒体に記録したりする。
【００６４】
以下、各実施例の具体的な数値例について説明する。
【実施例１】
【００６５】
図１（Ａ）に示す実施例１（数値例１）のズームレンズは、物体側から順に、正の第１レンズ群Ｌ１、負の第２レンズ群Ｌ２、開口絞りＳＰ、正の第３レンズ群Ｌ３、負の第４レンズ群Ｌ４、正の第５レンズ群Ｌ５およびガラスブロックＧＢにより構成されている。実施例１において、最大像高は３．８７５ｍｍである。像面ＩＰには、１／２．３型（４．６５ｍｍ×６．２ｍｍ）の撮像素子が配置される。この撮像素子の画素ピッチは、１．４μｍである。
【００６６】
以下に実施例１の諸数値を示す。ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）は物体側から数えてｉ番目のレンズ面の曲率半径を示し、ｄｉはｉ番目のレンズ厚または空気間隔を示す。また、ｎｄｉとνｄｉはｉ番目のレンズの材料のｄ線に対する屈折率とアッベ数を示す。また、レンズ面が非球面形状を有する場合の該非球面形状は、レンズ面の中心部の曲率半径をＲとし、光軸方向の位置（座標）をＸとし、光軸に直交する方向での位置（座標）をＹとし、非球面係数をＡｉ（ｉ＝１，２，３…）として、
Ｘ＝（Ｙ２／Ｒ）／［１＋｛１―（Ｋ＋１）(Ｙ／Ｒ)２｝１／２ ］
＋Ａ４Ｙ４＋Ａ６Ｙ６＋Ａ８Ｙ８＋Ａ１０Ｙ１０＋・・・
なる式で表されるものとする。e±Ｍは、×１０±Ｍを意味する。また、表１には、実施例１と上述した条件との関係を示す。
（数値例１）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1        108.138    1.80   1.72047    34.7       41.97
2         46.882    5.40   1.49700    81.5       38.17
3       -948.171    0.18                         38.03
4         51.472    3.98   1.59282    68.6       37.28
5        280.538  (可変)                         36.84
6        142.905    0.95   1.88300    40.8       19.54
7          9.034    3.87                         14.13
8        416.426    0.80   1.80400    46.6       13.84
9         19.874    1.93                         13.27
10        -96.523    0.70   1.80400    46.6       13.28
11         62.894    0.20                         13.36
12         19.599    1.99   1.94595    18.0       13.69
13        111.949  (可変)                         13.48
14(絞り)    ∞     (可変)                          8.74
15*        12.947    3.32   1.55332    71.7       12.70
16*     -54226.283    0.20                         12.59
17         13.679    2.52   1.43875    94.9       12.49
18       -123.194    0.33                         12.20
19         17.754    0.60   1.83400    37.2       11.42
20          9.366  (可変)                         10.62
21         21.048    0.70   1.90366    31.3       10.60
22          9.010    2.66   1.58144    40.8       10.18
23         60.714  (可変)                         10.12
24         21.195    2.14   1.49700    81.5       11.73
25        -53.651    0.60   2.00069    25.5       11.65
26       -104.874  (可変)                         11.64
27          ∞       0.30   1.51633    64.1       30.00
28          ∞       0.47                         30.00
29          ∞       0.50   1.51633    64.1       30.00
30          ∞     (可変)                         30.00
像面        ∞   
非球面データ
第15面
K =-2.43594e+000  A 4= 7.98678e-005  A 6=-2.91092e-007  A 8= 5.25522e-009  A10=-3.88944e-011  
第16面
K =-1.89560e+010  A 4= 2.31285e-005  A 6= 2.28540e-007  
各種データ
ズーム比     55.70 
焦点距離       3.86    10.55    78.70   215.00  
Fナンバー      2.87     4.00     6.00     7.07  
画角          40.81    20.17     2.82     0.95  
像高           3.33     3.88     3.88     3.56  
レンズ全長   105.00    99.99   142.21   150.99  
BF             0.52     0.52     0.52     0.52  
d 5            0.78    12.45    57.11    66.09  
d13           31.87     8.46     4.52     1.50  
d14           19.63    14.65     2.19     1.50  
d20            2.16     1.70     4.11     4.45  
d23            5.84    12.92    10.83    32.80  
d26            8.05    13.16    26.79     7.99  
d30            0.52     0.52     0.52     0.52  
入射瞳位置    18.64    35.11   327.50   697.27  
射出瞳位置    75.99   421.93   -76.34   1211.72  
前側主点位置  22.70    45.93   325.62   950.44  
後側主点位置  -3.34   -10.03   -78.18  -214.48  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      84.83        11.36         3.23         -4.14
2    6      -8.98        10.45         0.80         -7.77
絞り 14       ∞           0.00         0.00         -0.00
3   15      21.73         6.96        -2.41         -6.21
4   21    -637.69         3.36        21.04         18.36
5   24      42.45         2.74         0.13         -1.60
GB   27       ∞           1.27         0.50         -0.50
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1   -116.31
2       2     90.05
3       4    105.65
4       6    -10.96
5       8    -25.98
6      10    -47.27
7      12     24.85
8      15     23.39
9      17     28.22
10      19    -24.57
11      21    -17.93
12      22     17.86
13      24     30.86
14      25   -110.42
15      27      0.00
16      29      0.00
【実施例２】
【００６７】
図４（Ａ）に示す実施例２（数値例２）のズームレンズは、物体側から順に、正の第１レンズ群Ｌ１、負の第２レンズ群Ｌ２、正の第３レンズ群Ｌ３および正の第４レンズ群Ｌ４により構成されている。第３レンズ群Ｌ３における最も物体側に開口絞りＳＰが配置されている。実施例２において、最大像高は１３．６６ｍｍである。像面ＩＰには、ＡＰＳ−Ｃ型（１６．７ｍｍ×２３．４ｍｍ）の撮像素子が配置される。この撮像素子の画素ピッチは、４．３μｍである。
【００６８】
以下に実施例２の諸数値を示す。また、表１には、実施例２と上述した条件との関係を示す。
（数値例２）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1        113.657    1.90   1.84666    23.8       53.98
2         53.183    6.88   1.61800    63.4       48.92
3        523.832    0.15                         47.42
4         46.041    4.39   1.80400    46.6       42.45
5        119.645  (可変)                         41.67
6*       120.426    0.05   1.51640    52.2       24.20
7         65.257    1.20   1.88300    40.8       24.12
8         11.378    5.80                         17.37
9        -26.336    0.90   1.88300    40.8       16.94
10         35.376    0.15                         16.40
11         26.235    5.14   1.80610    33.3       16.45
12        -26.406    0.81                         15.84
13        -17.560    0.90   1.77250    49.6       15.62
14        113.521    2.48   1.80518    25.4       15.44
15        -32.837  (可変)                         15.36
16(絞り)    ∞       0.63                         12.38
17         28.653    2.48   1.62588    35.7       12.72
18        -43.758    0.15                         12.69
19         57.180    2.82   1.49700    81.5       12.48
20        -21.362    0.90   1.84666    23.8       12.23
21       -185.810    1.69                         12.21
22*       -39.542    1.10   1.85135    40.1       12.13
23         23.050    1.97   1.84666    23.8       12.84
24        149.326  (可変)                         13.19
25         24.802    6.39   1.48749    70.2       20.47
26        -27.011    0.15                         20.77
27         54.663    6.77   1.48749    70.2       20.14
28        -16.385    1.60   1.85006    40.2       19.46
29*       151.303    1.33                         19.96
30        -74.814    3.32   1.48749    70.2       20.01
31        -26.114  (可変)                         20.74
像面        ∞   
非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.31871e-005  A 6=-7.17135e-008  A 8=-3.88476e-011  A10= 8.49129e-013  
第22面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.07044e-006  A 6= 1.54939e-007  A 8=-4.61739e-009  A10= 4.32218e-011  
第29面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.30287e-005  A 6= 8.82248e-009  A 8=-7.08911e-011  A10=-9.36706e-014  
各種データ
ズーム比      5.29 
焦点距離      15.50    23.51    54.07    82.00  
Fナンバー      3.63     4.12     5.36     5.85  
画角          41.39    30.16    14.18     9.46  
像高          13.66    13.66    13.66    13.66  
レンズ全長   130.51   137.58   159.48   170.51  
BF            35.54    42.93    60.27    67.07  
d 5            2.46    11.06    27.14    35.19  
d15           21.12    14.34     5.61     2.40  
d24            9.34     7.19     4.40     3.81  
d31           35.54    42.93    60.27    67.07  
入射瞳位置    25.33    40.80    87.54   128.46  
射出瞳位置   -55.24   -44.91   -35.13   -33.41  
前側主点位置  38.18    58.02   110.97   143.55  
後側主点位置  20.04    19.43     6.21   -14.93  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      77.81        13.32         2.56         -5.29
2    6     -12.59        17.43         0.66        -13.13
3   16      86.07        11.74       -13.91        -18.89
4   25      31.42        19.56         1.86        -12.41
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1   -119.78
2       2     95.25
3       4     90.68
4       6   -275.93
5       7    -15.77
6       9    -16.98
7      11     17.07
8      13    -19.63
9      14     31.87
10      17     28.03
11      19     31.67
12      20    -28.58
13      22    -16.97
14      23     31.97
15      25     27.64
16      27     26.69
17      28    -17.32
18      30     80.49
【実施例３】
【００６９】
図７（Ａ）に示す実施例３（数値例３）のズームレンズは、物体側から順に、負の第１レンズ群Ｌ１、正の第２レンズ群Ｌ２および正の第３レンズ群Ｌ３および負の第４レンズ群Ｌ４により構成されている。第２レンズ群Ｌ２における最も物体側に開口絞りＳＰが配置されている。実施例３において、最大像高は３．８７５ｍｍである。像面ＩＰには、１／２．３型（４．６５ｍｍ×６．２ｍｍ）の撮像素子が配置される。この撮像素子の画素ピッチは、１．４μｍである。
【００７０】
以下に実施例３の諸数値を示す。また、表１には、実施例３と上述した条件との関係を示す。
（数値例３）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1        295.700    2.75   1.80610    33.3       55.72
2         54.695   12.36   1.43875    94.9       53.95
3       -164.648    0.28                         54.02
4         64.541    7.90   1.43387    95.1       53.09
5      -1787.494    0.20                         52.40
6         41.571    6.53   1.72916    54.7       48.22
7        121.740  (可変)                         47.23
8         29.045    1.05   1.88300    40.8       18.73
9          7.595    5.10                         13.38
10        -31.677    0.95   1.83481    42.7       13.22
11         23.837    0.20                         13.20
12         15.622    2.56   1.92286    18.9       13.61
13        162.193    0.85   1.59282    68.6       13.36
14         56.850  (可変)                         13.08
15(絞り)    ∞       0.72                         11.44
16          ∞       6.44                         11.59
17        613.295    0.80   1.83481    42.7       12.91
18         17.223    2.69   1.80518    25.4       13.11
19       -104.938    0.20                         13.25
20*      -251.445    4.03   1.58313    59.4       13.29
21        -10.187    0.85   1.76200    40.1       13.43
22         33.709    0.20                         14.45
23         29.883    3.30   1.62299    58.2       14.75
24        -21.973  (可変)                         15.04
25         96.299    1.86   1.69680    55.5       15.07
26        -50.732    0.20                         15.01
27         33.997    0.85   1.84666    23.9       14.51
28         13.453    4.33   1.69680    55.5       13.82
29       -109.010  (可変)                         13.51
30          ∞       0.80   1.52420    60.0       30.00
31          ∞       2.43   1.54400    70.0       30.00
32          ∞       1.50                         30.00
33          ∞      20.00   1.58913    61.1       30.00
34          ∞       0.50   1.50000    60.0       30.00
35          ∞     (可変)                         30.00
像面        ∞   
非球面データ
第20面
K =-1.27123e+000  A 4=-1.25967e-006  A 6= 3.75341e-009  A 8=-3.08875e-009  A10= 5.88552e-011  A12= 4.97575e-014  
各種データ
ズーム比     19.54 
焦点距離       4.62     9.71    42.94    90.27  
Fナンバー      1.66     1.88     2.69     3.50  
画角          33.00    17.16     4.00     1.90  
像高           3.00     3.00     3.00     3.00  
レンズ全長   145.32   145.32   145.32   145.32  
BF             0.80     0.80     0.80     0.80  
d 7            0.75    15.65    33.04    38.03  
d14           37.82    22.92     5.53     0.54  
d24            9.89     7.94     6.42    12.03  
d29            3.63     5.57     7.09     1.49  
d35            0.80     0.80     0.80     0.80  
入射瞳位置    35.22    76.90   248.71   403.07  
射出瞳位置    99.39   141.08   215.36    76.74  
前側主点位置  40.06    87.29   300.23   600.63  
後側主点位置  -3.82    -8.91   -42.14   -89.47  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      55.54        30.03        14.33         -5.06
2    8      -9.59        10.71         1.49         -6.39
3   15      65.75        19.23        16.27          1.77
4   25      24.81         7.24         1.36         -3.01
G   30       ∞          25.23         8.26         -8.26
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -83.68
2       2     95.21
3       4    143.76
4       6     83.70
5       8    -11.92
6      10    -16.17
7      12     18.58
8      13   -148.09
9      17    -21.24
10      18     18.56
11      20     18.10
12      21    -10.18
13      23     20.83
14      25     47.93
15      27    -26.80
16      28     17.44
17      30      0.00
18      31      0.00
19      33      0.00
20      34      0.00
【実施例４】
【００７１】
図１０（Ａ）に示す実施例４（数値例４）のズームレンズは、物体側から順に、正の第１レンズ群Ｌ１、負の第２レンズ群Ｌ２、開口絞りＳＰ、正の第３レンズ群Ｌ３、正の第４レンズ群Ｌ４およびガラスブロックＧにより構成されている。実施例４において、最大像高は３．０ｍｍである。像面ＩＰには、１／３型（３．６ｍｍ×４．８ｍｍ）の撮像素子が配置される。この撮像素子の画素ピッチは、２．７μｍである。
【００７２】
以下に実施例４の諸数値を示す。また、表１には、実施例４と上述した条件との関係を示す。
【００７３】
（数値例４）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1        295.700    2.75   1.80610    33.3       55.72
2         54.695   12.36   1.43875    94.9       53.95
3       -164.648    0.28                         54.02
4         64.541    7.90   1.43387    95.1       53.09
5      -1787.494    0.20                         52.40
6         41.571    6.53   1.72916    54.7       48.22
7        121.740  (可変)                         47.23
8         29.045    1.05   1.88300    40.8       18.73
9          7.595    5.10                         13.38
10        -31.677    0.95   1.83481    42.7       13.22
11         23.837    0.20                         13.20
12         15.622    2.56   1.92286    18.9       13.61
13        162.193    0.85   1.59282    68.6       13.36
14         56.850  (可変)                         13.08
15(絞り)    ∞       0.72                         11.44
16          ∞       6.44                         11.59
17        613.295    0.80   1.83481    42.7       12.91
18         17.223    2.69   1.80518    25.4       13.11
19       -104.938  (可変)                         13.25
20*      -251.445    4.03   1.58313    59.4       13.29
21        -10.187    0.85   1.76200    40.1       13.43
22         33.709    0.20                         14.45
23         29.883    3.30   1.62299    58.2       14.75
24        -21.973  (可変)                         15.04
25         96.299    1.86   1.69680    55.5       15.07
26        -50.732    0.20                         15.01
27         33.997    0.85   1.84666    23.9       14.51
28         13.453    4.33   1.69680    55.5       13.82
29       -109.010  (可変)                         13.51
30          ∞       0.80   1.52420    60.0       30.00
31          ∞       2.43   1.54400    70.0       30.00
32          ∞       1.50                         30.00
33          ∞      20.00   1.58913    61.1       30.00
34          ∞       0.50   1.50000    60.0       30.00
35          ∞     (可変)                         30.00
像面        ∞   
非球面データ
第20面
K =-1.27123e+000  A 4=-1.25967e-006  A 6= 3.75341e-009  A 8=-3.08875e-009  A10= 5.88552e-011  A12= 4.97575e-014  
各種データ
ズーム比     19.54 
焦点距離       4.62     9.71    42.94    90.27  
Fナンバー      1.66     1.88     2.69     3.50  
画角          33.00    17.16     4.00     1.90  
像高           3.00     3.00     3.00     3.00  
レンズ全長   145.32   145.32   145.32   145.32  
BF             0.80     0.80     0.80     0.80  
d 7            0.75    15.65    33.04    38.03  
d14           37.82    22.92     5.53     0.54  
d19            0.20     0.20     0.20     0.20  
d24            9.89     7.94     6.42    12.03  
d29            3.63     5.57     7.09     1.49  
d35            0.80     0.80     0.80     0.80  
入射瞳位置    35.22    76.90   248.71   403.07  
射出瞳位置    99.39   141.08   215.36    76.74  
前側主点位置  40.06    87.29   300.23   600.63  
後側主点位置  -3.82    -8.91   -42.14   -89.47  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      55.54        30.03        14.33         -5.06
2    8      -9.59        10.71         1.49         -6.39
3   15     136.72        10.65         9.08         -0.01
4   20     115.02         8.38        12.38          7.82
5   25      24.81         7.24         1.36         -3.01
G   30       ∞          25.23         8.26         -8.26
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -83.68
2       2     95.21
3       4    143.76
4       6     83.70
5       8    -11.92
6      10    -16.17
7      12     18.58
8      13   -148.09
9      17    -21.24
10      18     18.56
11      20     18.10
12      21    -10.18
13      23     20.83
14      25     47.93
15      27    -26.80
16      28     17.44
17      30      0.00
18      31      0.00
19      33      0.00
20      34      0.00
【実施例５】
【００７４】
図１３（Ａ）に示す実施例５（数値例５）のズームレンズは、物体側から順に、正の第１レンズ群Ｌ１、負の第２レンズ群Ｌ２、開口絞りＳＰ、正の第３レンズ群Ｌ３、負の第４レンズ群Ｌ４、正の第５レンズ群Ｌ５およびガラスブロックＧＢにより構成されている。実施例５において、最大像高は３．８７５ｍｍである。像面ＩＰには、１／２．３型（４．６５ｍｍ×６．２ｍｍ）の撮像素子が配置される。この撮像素子の画素ピッチは、０．３μｍである。
【００７５】
以下に実施例５の諸数値を示す。また、表１には、実施例５と上述した条件との関係を示す。
【００７６】
（数値例５）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1        108.139    1.80   1.72047    34.7       41.98
2         46.878    5.40   1.49700    81.5       38.18
3       -948.122    0.18                         38.05
4         51.472    3.98   1.59282    68.6       37.30
5        280.522  (可変)                         36.86
6        142.830    0.95   1.88300    40.8       19.54
7          9.035    3.88                         14.13
8        417.772    0.80   1.80400    46.6       13.84
9         19.875    1.94                         13.27
10        -96.447    0.70   1.80400    46.6       13.28
11         62.883    0.20                         13.36
12         19.599    2.00   1.94595    18.0       13.68
13        111.879  (可変)                         13.48
14(絞り)    ∞     (可変)                          8.74
15*        12.943    3.29   1.55332    71.7       12.69
16*     -54545.449    0.20                         12.58
17         13.671    2.52   1.43875    94.9       12.49
18       -123.226    0.32                         12.19
19         17.759    0.60   1.83400    37.2       11.41
20          9.367  (可変)                         10.62
21         21.415    0.70   1.90366    31.3       10.60
22          8.940    2.68   1.59276    40.1       10.18
23         60.355  (可変)                         10.12
24         21.419    2.14   1.49796    81.5       11.72
25        -51.928    0.60   2.00069    25.5       11.64
26        -99.982  (可変)                         11.64
27          ∞       0.30   1.51633    64.1       30.00
28          ∞       0.47                         30.00
29          ∞       0.50   1.51633    64.1       30.00
30          ∞     (可変)                         30.00
像面        ∞   
非球面データ
第15面
K =-2.41580e+000  A 4= 7.89141e-005  A 6=-3.47105e-007  A 8= 6.16247e-009  A10=-4.91024e-011  
第16面
K =-1.89560e+010  A 4= 2.26087e-005  A 6= 1.86093e-007  
各種データ
ズーム比     55.70 
焦点距離       3.86    10.55    78.70   215.00  
Fナンバー      2.87     5.00     6.00     7.07  
画角          40.81    20.17     2.82     0.95  
像高           3.33     3.88     3.88     3.56  
レンズ全長   105.00   100.00   142.21   151.00  
BF             0.52     0.52     0.52     0.52  
d 5            0.78    12.45    57.12    66.10  
d13           31.86     8.45     4.52     1.50  
d14           19.63    14.64     2.19     1.50  
d20            2.01     1.51     3.85     4.17  
d23            5.98    13.07    11.05    33.06  
d26            8.08    13.19    26.82     8.00  
d30            0.52     0.52     0.52     0.52  
入射瞳位置    18.65    35.12   327.64   697.90  
射出瞳位置    76.26   431.24   -76.20   1259.01  
前側主点位置  22.70    45.93   325.62   949.63  
後側主点位置  -3.34   -10.03   -78.18  -214.48  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      84.84        11.37         3.23         -4.15
2    6      -8.98        10.46         0.80         -7.78
絞り 14       ∞           0.00         0.00         -0.00
3   15      21.73         6.93        -2.40         -6.18
4   21    -634.10         3.38        21.01         18.33
5   24      42.51         2.74         0.15         -1.59
GB   27       ∞           1.27         0.50         -0.50
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1   -116.29
2       2     90.04
3       4    105.65
4       6    -10.96
5       8    -25.98
6      10    -47.25
7      12     24.86
8      15     23.39
9      17     28.21
10      19    -24.57
11      21    -17.45
12      22     17.37
13      24     30.75
14      25   -108.65
15      27      0.00
16      29      0.00
【００７７】
【表１】
2014021312.tif 000004
【００７８】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
小型化および高倍化と画質の向上とを実現可能なズームレンズおよび撮像装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００８０】
Ｌ１  第１レンズ群
Ｌ２  第２レンズ群
ＩＰ  像面（撮像素子）
【図１】
2014021312.tif 000005
【図２】
2014021312.tif 000006
【図３】
2014021312.tif 000007
【図４】
2014021312.tif 000008
【図５】
2014021312.tif 000009
【図６】
2014021312.tif 000010
【図７】
2014021312.tif 000011
【図８】
2014021312.tif 000012
【図９】
2014021312.tif 000013
【図１０】
2014021312.tif 000014
【図１１】
2014021312.tif 000015
【図１２】
2014021312.tif 000016
【図１３】
2014021312.tif 000017
【図１４】
2014021312.tif 000018
【図１５】
2014021312.tif 000019
【図１６】
2014021312.tif 000020
【図１７】
2014021312.tif 000021
【図１８】
2014021312.tif 000022
【図１９】
2014021312.tif 000023
【図２０】
2014021312.tif 000024