(57)【要約】【課題】            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、５．７倍以上の変倍比を有し、広角端のＦナンバが３未満で、１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応した解像力を有し、かつ小型のズームレンズを提供する。【解決手段】        物体側より順次、正、負、正、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４を配置する。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像面側に向かって順に、像面側に物体側の面より大きな曲率の凹面を向けた両凹形状の第１負レンズＬ３、像面側に凹面を向けた第２負レンズＬ４、物体側に凸面を向けた正レンズＬ５の３枚からなる。第２レンズ群Ｇ２の第２負レンズＬ４が光学プラスチック製である。第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、第２レンズ群Ｇ２の第２負レンズＬ４の焦点距離をｆ２２として、以下の条件式を満足する構成とした。  ３．０＜｜ｆ２２｜／｜ｆ２｜＜６．５【選択図】          図１
2014085414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より像面側に向かって順に、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レンズ群を配置し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、物体側から順に、像面側に強い凹面を向けた両凹形状の第１負レンズ、像面側に凹面を向けた第２負レンズおよび物体側に凸面を向けた持つ正レンズの３枚からなり、前記第２レンズ群の前記第２負レンズが光学プラスチック製であり、以下の条件式（１）を満足することを特徴とするズームレンズ。
３．０＜｜ｆ２２｜／｜ｆ２｜＜６．５                    （１）
ただし、ｆ２は、前記第２レンズ群の焦点距離、ｆ２２は、前記第２レンズ群の前記第２負レンズの焦点距離、を表す。
【請求項２】
請求項１に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
１．０＜（ｒ２２１／ｒ２２２）＜４．０                  （２）
ただし、ｒ２２１は、前記第２レンズ群の前記第２負レンズの第１面の曲率半径、ｒ２２２は、前記第２レンズ群の前記第２負レンズの第２面の曲率半径、を表す。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のズームレンズにおいて、前記第２レンズ群の前記第２負レンズの少なくとも１面に非球面を有することを特徴とするズームレンズ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式（３）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．５＜｜ｆ２｜／ｆ３＜１．０                    （３）
ただし、ｆ２は、前記第２レンズ群の焦点距離、ｆ３は、前記第３レンズ群の焦点距離、を表す。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式（４）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．５＜（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜１．５          （４）
ただし、β２ｔは、望遠端における前記第２レンズ群の結像倍率、β２ｗは、広角端における前記第２レンズ群の結像倍率、β３ｔは、望遠端における前記第３レンズ群の結像倍率、β３ｗは、広角端における前記第３レンズ群の結像倍率、を表す。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式（５）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．１＜Ｘ１／ｆｔ＜０．５                    （５）
ただし、Ｘ１は、広角端から望遠端への変倍に際する前記第１レンズ群の総移動量、ｆｔは、望遠端における全系の焦点距離、を表す。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式（６）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．１＜Ｘ３／ｆｔ＜０．５                    （６）
ただし、Ｘ３は、広角端から望遠端への変倍に際する前記第３レンズ群の総移動量、ｆｔは、望遠端における全系の焦点距離、を表す。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式（７）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．０＜｜Ｘ２｜／Ｘ３＜０．６                    （７）
ただし、Ｘ２は、広角端から望遠端への変倍に際する前記第２レンズ群の総移動量、Ｘ３は、広角端から望遠端への変倍に際する前記第３レンズ群の総移動量を表す。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のズームレンズにおいて、前記ズームレンズによる像を撮像素子により読取る情報装置に用いられ、その歪曲収差が、前記撮像素子により情報化されたデータの電子的な処理により補正できる範囲で許容されていることを特徴とするズームレンズ。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項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ないし請求項９のいずれか１項に記載のズームレンズを、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】
本発明は、撮影光学系として改良されたズームレンズ、そのズームレンズを撮影光学系として有する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】
近年、デジタルカメラの市場は非常に大きなものとなっており、ユーザのデジタルカメラに対する要望も多岐にわたっている。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、そのウエイトが大きい。よって、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。
また、市場のカメラ価格の下落傾向も顕著で、前述したような高性能化、小型化を両立した上で、光学系を低コスト化することが大きな課題となっている。
ここで、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）を短縮することが必要であり、また、各レンズ群の厚みを短縮して、収納時の全長を抑えることも重要である。加えて、レンズの径方向のサイズを縮小することで、カメラの縦横サイズを抑えることも強く要求されている。さらに、高性能化という面では、少なくとも、１０００万〜１５００万画素程度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必要である。
また、撮影レンズの広画角化を望むユーザも多く、少なくとも、３５ｍｍ銀塩カメラ（いわゆるライカ版）換算の焦点距離で２８ｍｍ相当の、半画角３８度程度が望まれている。
【０００３】
また、変倍比についても、なるべく大きなものが望まれている。これに対しては、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、一般的な撮影のほとんどにおいて対応することが可能と考えられる。加えて、解放Ｆナンバについてもなるべく小さなものが望まれている。特に、カメラの起動状態であり、比較的撮影頻度の高い広角端において、Ｆナンバが３未満であることを望むユーザが増加している。
光学系の低コスト化という面では、レンズ枚数を抑制したり、移動群の数を抑制したりと言った、削減によるコストダウンに加えて、ガラスレンズを、より安価なプラスチックレンズに置き換えることによるコストダウンも有力な手段となってきている。しかし、プラスチックレンズは、環境湿度変化や吸湿による光学的な性能変化を生じ易く、これらを考慮した光学系の設計を行うことが必要となっている。
デジタルカメラ用のズームレンズには多くの種類が考えられるが、高変倍化に適したタイプとして、物体側より像面側に向かって順に、正の焦点距離（「正の屈折力」という場合がある）を持つ第１レンズ群と、負の焦点距離（「負の屈折力」という場合がある）を持つ第２レンズ群と、正の焦点距離を持つ第３レンズ群と、正の焦点距離を持つ第４レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が変化するものがある。
【０００４】
このタイプのズームレンズの従来例として、変倍に際して第１レンズ群が固定のタイプがあるが、この場合、変倍作用の多くを負担する第２レンズ群の移動量を大きく確保しようとすると、第３レンズ群近傍に配置される開口絞りが広角端においても第１レンズ群から離れることになり、広角・高変倍化のためには第１レンズ群が非常に大きなものとなってしまう。よって、広角・高変倍かつ小型のズームレンズを実現するためには、第１レンズ群が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動するタイプが望ましい。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、第１レンズ群の大型化を抑制しつつ、十分な広角化が可能となる。
物体側より順に、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レンズ群とから成り、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少するように移動するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群が、プラスチック製レンズを含むものとしては、特許文献１（特許３３７６１９０号公報）、特許文献２（特開２００９−０３１７５７号公報）、特許文献３（特開２０１０−１６４６０６号公報）等が開示されている。
【０００５】
また、プラスチックレンズは使用していないが、似た構成のものとして特許文献４（特開２００８−１４５５０１号公報）に開示のものなどがある。
しかしながら、特許文献１の公知例については、変倍比、明るさともにある程度確保できているが、広角端の画角が比較的狭い。また、特許文献２の公知例については、変倍比、明るさ、広角端の画角のいずれも十分に確保できているとは言いがたい。特許文献３の公知例については、変倍比、広角端の画角、はある程度確保できているが、最小Ｆナンバが３．１程度とやや暗い。また、いずれの公知例についても、光学系のサイズが十分小さいとは言いがたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、請求項１に記載の発明は、広角端の半画角が約３８度程度以上と十分に広画角でありながら７倍以上の変倍比を有し、広角端のＦナンバが３未満で、１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応した解像力を有し、かつ、小型のズームレンズを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のズームレンズは、上述した目的を達成するために、
物体側より像面側に向かって順に、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レンズ群を配置し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、物体側から順に、像面側に強い凹面を向けた両凹形状の第１負レンズ、像面側に凹面を向けた第２負レンズおよび物体側に凸面を向けた持つ正レンズの３枚からなり、前記第２レンズ群の前記第２負レンズが光学プラスチック製であり、
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、前記第２レンズ群の前記第２負レンズの焦点距離をｆ２２として、以下の条件式（１）：
３．０＜｜ｆ２２｜／｜ｆ２｜＜６．５                    （１）
を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、
物体側より像面側に向かって順に、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レンズ群を配置し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、物体側から順に、像面側に強い凹面を向けた両凹形状の第１負レンズ、像面側に凹面を向けた第２負レンズおよび物体側に凸面を向けた持つ正レンズの３枚からなり、前記第２レンズ群の前記第２負レンズが光学プラスチック製であり、
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、前記第２レンズ群の前記第２負レンズの焦点距離をｆ２２として、以下の条件式（１）：
３．０＜｜ｆ２２｜／｜ｆ２｜＜６．５                    （１）
を満足することにより、広角端の半画角が約３８度程度以上と十分に広画角でありながら、７倍以上の変倍比を有し、広角端のＦナンバが３未満で、１０００万〜１５００万画素の撮像素子に対応した解像力を有し、かつ小型のズームレンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態で且つ実施例１に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は短焦点端（広角端、Ｗｉｄｅ）、（ｂ）は短焦点端（広角端）と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）、（ｄ）は中間焦点距離と長焦点端（望遠端）との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）および（ｅ）は長焦点端（望遠端、Ｔｅｌｅ）のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図２】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの短焦点端（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（「横収差」、以下同じ）を示す収差曲線図である。
【図３】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４】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの長焦点端（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５】本発明の第２の実施の形態で且つ実施例２に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は短焦点端（広角端、Ｗｉｄｅ）、（ｂ）は短焦点端（広角端）と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）、（ｄ）は中間焦点距離と長焦点端（望遠端）との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）および（ｅ）は長焦点端（望遠端、Ｔｅｌｅ）のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図６】図５に示す本発明の実施例２によるズームレンズの短焦点端（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７】図５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８】図５に示す本発明の実施例２によるズームレンズの長焦点端（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９】本発明の第３の実施の形態で且つ実施例３に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は短焦点端（広角端、Ｗｉｄｅ）、（ｂ）は短焦点端（広角端）と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）、（ｄ）は中間焦点距離と長焦点端（望遠端）との中間焦点距離（Ｍ−Ｔ）および（ｅ）は長焦点端（望遠端、Ｔｅｌｅ）のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図１０】図９に示す本発明の実施例３によるズームレンズの短焦点端（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１１】図９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１２】図９に示す本発明の実施例３によるズームレンズの長焦点端（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１３】本発明の第４の実施の形態で且つ実施例４に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は短焦点端（広角端、Ｗｉｄｅ）、（ｂ）は短焦点端（広角端）と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）、（ｄ）は中間焦点距離と長焦点端（望遠端）との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）および（ｅ）は長焦点端（望遠端、Ｔｅｌｅ）のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図１４】図１３に示す本発明の実施例４によるズームレンズの短焦点端（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（「横収差」、以下同じ）を示す収差曲線図である。
【図１５】図１３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１３に示す本発明の実施例４によるズームレンズの長焦点端（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】本発明の第５の実施の形態で且つ実施例５に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を示す図であり、（ａ）は短焦点端（広角端、Ｗｉｄｅ）、（ｂ）は短焦点端（広角端）と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）、（ｄ）は中間焦点距離と長焦点端（望遠端）との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）および（ｅ）は長焦点端（望遠端、Ｔｅｌｅ）のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図１８】図１７に示す本発明の実施例５によるズームレンズの短焦点端（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１９】図１７に示す本発明の実施例５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２０】図１７に示す本発明の実施例５によるズームレンズの長焦点端（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２１】本発明の第６の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの外観構成を模式的に示す被写体側から見た斜視図である。
【図２２】図６のデジタル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２３】図６のデジタルカメラの機能構成を模式的に示すブロック図である。
【図２４】本発明で使用している画像処理による歪曲収差の電子的な補正を説明するための撮像視野の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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、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。
本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズは、物体側から像面側に向かって、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レンズ群とを配置してなり、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、そして前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が望遠端にて、広角端におけるよりも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、さらに、次に述べるような特徴を有している。
本発明のような、正負正正の４レンズ群を有するズームレンズは、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。
【００１１】
また、広角端（短焦点距離端）から望遠端（長焦点距離端）への変倍に際して、第１レンズ群を大きく物体側へ移動させることにより、広角端において第１レンズ群を通過する光線高さを低くして、広角化に伴う第１レンズ群の大型化を抑制するとともに、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。
広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群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、変倍作用を互いに分担する。
さらに、本発明のズームレンズにおいては、第２レンズ群は、物体側から像面側に向かって順に、像面側に物体側の面より大きな曲率の凹面を向けた両凹形状の第１負レンズ、像面側に凹面を向けた第２負レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズの３枚からなり、第２レンズ群の第２負レンズが光学プラスチック製であり、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、第２レンズ群の第２負レンズの焦点距離をｆ２２として、以下の条件式（１）を満足する構成とした（請求項１に対応する）。
３．０＜｜ｆ２２｜／｜ｆ２｜＜６．５                    （１）
第２レンズ群を物体側から像面側に向かって順に、第１負レンズ、第２負レンズ、正レンズという構成とすることで、色収差補正に最低限必要な、正レンズ・負レンズのペアを有しながら、第２レンズ群の主点位置を像面側に寄せることができ、３枚という少ないレンズ枚数で、特に望遠端における光学全長を抑制する効果を得られる。
【００１２】
また、第２レンズ群の第１負レンズの物体側を凹面とすることで、周辺像高の光線に対する、第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔を小さくして、第１レンズ群の光線高さを低く抑える効果を得られる。第２レンズ群の第１負レンズの像側面に物体側の面より曲率の大きな凹面を向け、正レンズの物体側面に凸面を向けることで、特に大口径化で増大しがちな球面収差の良好な補正効果を得られ、第２負レンズの像面側に凹面を向けることでコマ収差の良好な補正効果を得られる。この構成を採った上で条件式（１）を満たす第２負レンズをプラスチック製とすることで、光学系のコストダウン効果と軽量化を期待できる。第２レンズ群として同一枠内に収まる第１負レンズと、正レンズとに挟まれる第２負レンズをプラスチックレンズとすることで、第２負レンズが略密閉状態中に配設されることになり、カメラ内の雰囲気温度変化や、湿度変化などの環境条件からの影響を受けにくくなり、環境変動によるプラスチックレンズの形状変化、性能変化を抑制する効果を得られる。また、負のパワーを持つ群の負レンズにプラスチックを適用することで、比較的低分散材としての特性を持つオレフィン系樹脂をレンズ材として採用することが可能となり、ポリカーボネイトなど他の樹脂製レンズに比べて、吸湿による性能変化量が小さいことを期待できる。
【００１３】
条件式（１）は、第２レンズ群の焦点距離に対する第２負レンズの焦点距離の比を表しており、第２負レンズの適正焦点距離範囲を規定している。条件式（１）の下限値を下回ると、第２負レンズの屈折力が強くなりすぎて、第２負レンズが環境変動によって形状変化した場合の、光学系全体の性能変化への影響度が過大となる恐れがある。条件式（１）の上限値を越えると、第２負レンズが環境変動によって形状変化した場合の、光学系全体へ与える性能劣化の影響度を減少させることができるが、第２レンズ群内における第２負レンズの屈折力が弱くなり過ぎて、第２レンズ群内の収差補正能力が減少し、他の群の大型化やレンズ枚数の増加が必要となり、光学系全体としての大型化や、コストアップにつながる恐れがある。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式（１）´を満足するのが良い。
３．５＜｜ｆ２２｜／｜ｆ２｜＜６．０                    （１）´
さらに高性能にするには、第２レンズ群の第２負レンズの第１面の曲率半径をｒ２２１とし、第２レンズ群の第２負レンズの第２面の曲率半径をｒ２２２として、以下の条件式：
１．０＜（ｒ２２１／ｒ２２２）＜４．０                    （２）
を満足することが望ましい（請求項２に対応する）。
【００１４】
条件式（２）は、第２レンズ群の第２負レンズの第１面と第２面の曲率半径の比を規定しているもので、第２負レンズの適正形状を表している。条件式（２）の下限値を下回ると、第２負レンズが、レンズとしての屈折力を無くしてしまうか、正レンズとなってしまい、第２レンズ群の収差補正能力が著しく低下する。もしくは、第１面と第２面が逆の符号を持つ負レンズとなり、第２負レンズのコバ厚が厚くなりすぎて環境変動時の形状変化量が過大となり、第２レンズ群内の光軸間距離変化が大きくなって、光学系全体の性能変化への影響度が過大となる恐れがある。条件式（２）の上限値を超えても、第２負レンズのコバ厚が厚くなりすぎて環境変動時の形状変化量が過大となり、第２レンズ群内の光軸間距離変化が大きくなって、光学系全体の性能変化への影響度が過大となる恐れがある。
【００１５】
さらに高性能にするには、第２レンズ群の第２負レンズの、少なくとも１面に非球面を有することが望ましい（請求項３に対応する）。
本ズームタイプにおいては、第２レンズ群の第２負レンズに、周辺に行くほど負のパワーを弱める形状となる非球面を持たせると、特に広角端でのコマ収差、像面湾曲の良好な補正に効果が期待でき、また、それは前記第２負レンズのコバ厚を減少させることにつながり、環境温度変化時に生じる変形量を抑制する効果を期待できる。加えて、本ズームレンズタイプにおいて、主たる変倍群としての役割を担う第２レンズ群の中で、比較的径が小さく、且つ、広角端と望遠端とで光束の通る幅がある程度変化し、各像高の光束の重複幅が小さい第２負レンズに少なくとも１面の非球面を持たせることで、特に広角端における良好な収差補正を保ちながらより小型化を進めることが可能となる。第２レンズ群内の第１負レンズよりも小径であるため、非球面精度の確保が比較的容易で、形状誤差による像性能劣化を抑制する効果もある。
【００１６】
さらに高性能にするには、収差補正上の観点から、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、第３レンズ群の焦点距離をｆ３として、各群の屈折力に関する以下の条件式（３）を満足することが望ましい（請求項４に対応する）。
０．５＜｜ｆ２｜／ｆ３＜１．０                    （３）
条件式（３）は、本ズームタイプにおける主たる変倍群である第２レンズ群と、主たる結像群であり、補佐的に変倍群の役割も担う第３レンズ群屈折力の比を規定しているもので、条件式（３）式の下限値を下回ると、第２レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、条件式（３）の上限値を超えると、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する収差変動が大きくなりやすくなる。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式（３）´を満足するのが良い。
０．６＜｜ｆ２｜／ｆ３＜０．９                    （３）´
より高性能にするには、望遠端における第２レンズ群の結像倍率をβ２ｔとし、広角端における第２レンズ群の結像倍率をβ２ｗとし、望遠端における第３レンズ群の結像倍率をβ３ｔとし、広角端における第３レンズ群の結像倍率をβ３ｗとして、以下の条件式（４）：
０．５＜（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜１．５          （４）
を満足することが望ましい（請求項５に対応する）。
【００１７】
条件式（４）は、変倍機能を持つ第２レンズ群と第３レンズ群の変倍作用の分担を適切に設定するための条件式である。条件式（４）の下限値を下回って第３レンズ群の変倍作用が大きくなりすぎると、必要となる収差補正能力を補うために第３レンズ群が大型化したり構成枚数を増やしたりする必要が生じて、光学系の小型化を阻害する恐れがある。また、第２レンズ群との相対偏心による性能劣化が増大する恐れがある。条件式（４）の上限値を超えて第３レンズ群の変倍作用が小さくなりすぎると、第２レンズ群が担う変倍作用が大きくなりすぎて、第２レンズ群が大型化したり構成枚数を増やしたりする必要が生じて、光学系の小型化を阻害する恐れがある。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式を満足するのが良い。
０．７＜（β２ｔ／β２ｗ）／（β３ｔ／β３ｗ）＜１．２        （４）´
さらに、広角化・長焦点化のために重要な第１レンズ群の移動量に関連して、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をＸ１とし、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとして、以下の条件式（５）：
０．１＜Ｘ１／ｆｔ＜０．５                    （５）
を満足すること望ましい（請求項６に対応する）。
【００１８】
条件式（５）の下限値を下回ると、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くなって、いずれにせよ、各種収差の悪化を招く。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高さが増加し、第１レンズ群の大型化を招く。一方、条件式（５）の上限値を超えると、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やすくなったりする。
また、上記条件式（５）を満足することにより、十分な収差補正が可能となる。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式（５）´を満足するのが良い。
０．２０＜Ｘ１／ｆｔ＜０．４０                    （５）´
第２レンズ群と変倍作用を分担する第３レンズ群の移動量に関しては、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とし、望遠端における全系の焦点距離をｆｔとして、以下の条件式（６）：
０．１＜Ｘ３／ｆｔ＜０．５                    （６）
を満足することが望ましい（請求項７に対応する）。
【００１９】
条件式（６）の下限値を下回ると、第３レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、第２レ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って、いずれにせよ、各種収差の悪化を招く。一方、条件式（６）の上限値を超えると、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高さが増加し、第１レンズ群の大型化を招く恐れがある。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式を満足するのが良い。
０．２０＜Ｘ３／ｆｔ＜０．４０                    （６）´
加えて、第２レンズ群と変倍作用を分担する第３レンズ群の移動量に関しては、広角端から望遠端への変倍に際する第２レンズ群の総移動量をＸ２とし、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とし、第２レンズ群の移動量との比として、以下の条件式（７）：
０．０＜｜Ｘ２｜／Ｘ３＜０．６                    （７）
を満足することが望ましい（請求項８に対応する）。
【００２０】
条件式（７）式の下限値を下回ると、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２レンズ群自体の屈折力を強めなければならなくなって、いずれにせよ、各種収差の悪化や、偏心感度の悪化を招く恐れがある。一方、（７）式の上限値を超えると、第３レンズ群の変倍への寄与が小さくなって、第２レ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って、いずれにせよ、各種収差の悪化や偏心感度の悪化を招く恐れがある。もしくは、第２レンズ群の移動量が大きくなって広角端時の光学全長が伸び、カメラ全体の小型化や、カメラの起動時間の短縮化を阻害する恐れがある。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式（７）´を満足するのが良い。
０．０５＜｜Ｘ２｜／Ｘ３＜０．５                    （７）´
第１レンズ群は、物体側から像面側に向かって順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に像面側の面より大きな曲率の凸面を向けた正レンズの２枚で構成することが望ましい。
【００２１】
高変倍化、特に望遠端の焦点距離を長くするためには、望遠端における第２レンズ群・第３レンズ群・第４レンズ群の合成倍率を大きくしなければならず、それだけ、第１レンズ群で発生した収差が像面上で拡大されることになる。このため、高変倍化を進めるためには、第１レンズ群で発生する収差量を十分に小さく抑える必要があり、そのためには第１レンズ群を上述の構成とすることが望ましい。また、第１レンズ群を上述のように２枚構成とすることで、第１レンズ群内を通る光線高さを抑制でき、特に第１レンズ群の径方向の小型化に効果がある。
第２レンズ群内のプラスチックレンズには、オレフィン系の樹脂製のものを用いることが望ましい。ポリカーボネイト製などのプラスチックレンズに比べて、吸湿による面精度の悪化や形状変化を抑制しやすいからである。
第３レンズ群は、物体側から像面側に向かって順に、両凸形状の正レンズ、物体側に凸面を持つ正レンズ、像面側に凹面を持つ負レンズの３枚からなることが望ましい。物体側から順に、正レンズ、正レンズ、負レンズという配置にすることで、第３レンズ群の主点を物体側に上げることが可能となり、望遠端時の光学系全長の短縮に寄与することができる。また、第３レンズ群の最終面を像面側に凹の面とすることで、コマ収差、サジタル像面湾曲の良好な補正に効果がある。
【００２２】
本発明の上記実施の形態に係るズームレンズにおいて、第４レンズ群は、主として射出瞳距離（テレセントリック性）の確保および、その移動によるフォーカシングのために設けている。レンズ系の小型化のためには、第４レンズ群はなるべく簡単な構成である必要があり、正レンズ１枚で構成することが望ましい。また、比較的軽量な樹脂材料を用いることで、フォーカシング動作の高速化や静音化に効果がある。
広角端から望遠端への変倍時における第１レンズ群の軌跡は、広角端と中間焦点距離の間で光学全長（第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から像面までの長さ）最短となるような像側に凸の形状であることが望ましい。比較的画角が広いズームポジションにおいて第１レンズ群と第２レンズ群の距離を小さく保つことができ、第１レンズ群を通過する光線高さを低くして、第１レンズ群の大径化を抑制する効果がある。
また、本発明のズームレンズは、４群の構成に限ったものではない。変倍に際する収差の変動を抑えるなど、性能確保のために自由度を増加させる必要から、第４レンズ群の像面側に第５レンズ群を有する構成とすることもできる。
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、非球面が不可欠であり、少なくとも第２レンズ群および第３レンズ群には、それぞれ１面以上の非球面を有することが望ましい。
【００２３】
なお、非球面レンズとしては、光学ガラスや光学プラスチックを成型したもの（ガラスモールド非球面、プラスチックモールド非球面）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、レプリカ非球面等と称される）等が使用可能である。
絞りの開放径は、変倍に係わらず一定とするのが機構上簡略となって良い。ただし、望遠端付近から、絞りの開放径を広角端に比べて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することもできる。また、焦点距離域に応じて、複数種類の開放絞りを用意することで、より良好な光学性能を得ることも可能である。像面に到達する光量を減少させる必要があるときには、開口絞り径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た方が、回折現象による解像力の低下を防止できて好ましい。
以下に、本発明のズームレンズの具体的な数値実施例を示す。なお、全ての実施例において最大像高は４．７８ｍｍである。ただし、広角端においては、発生させた負の歪曲収差分、画像を拡大して生成する歪曲補正画像処理を適用するため、歪曲収差量を考慮して最大像高を４．１４と小さく設定してある。
【００２４】
第１の実施の形態ないし第５の実施の形態に係る実施例１ないし５は正、負、正、正の４群構成である。
各実施例において、第４レンズ群の像面側に配設される平行平板ＦＧ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、ＣＭＯＳ、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る。
レンズの材質は、全ての実施例においての第２レンズ群の第２負レンズと、第４レンズ群の正レンズが光学プラスチックである場合を除き、他は全て光学ガラスとなっている。また、光学プラスチックは、全て、オレフィン系の樹脂材料製のものを用いている。
以下に本発明のズームレンズの実施の形態および具体的な数値実施例を示す。なお、全ての実施例において最大像高は、４．７８ｍｍである。ただし、広角端においては、発生させた負の歪曲収差分を、画像を拡大して生成する歪曲補正画像処理を適用するため、歪曲収差量を考慮して最大像高を４．１４と小さく設定してある。
そして、実施例１〜実施例５のズームレンズにおいては、上述したように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行う。すなわち、実施例１〜実施例５のズームレンズにおいては、図２４に、受光素子の撮像範囲（中間焦点距離および長焦点端（望遠端）における撮像範囲）をＴＦとし、短焦点端（広角端）における撮像範囲をＷＦとして、それぞれ示すように、矩形の受光素子受光面ＴＦ上に、短焦点端においては、撮像範囲ＷＦのような樽型の歪曲収差が発生する。
【００２５】
尚、図２４におけるＴＦＣは、中間焦点距離および長焦点端（望遠端）における撮像範囲をカバーするイメージサークルを表し、ＷＦＣは、短焦点端（広角端）付近における撮像範囲をカバーするイメージサークルを表す。
一方、中間焦点距離およびその近傍の状態や長焦点端においては、歪曲収差の発生が抑えられている。歪曲収差を電気的に補正するために、有効撮像範囲を、短焦点端では樽型形状（ＷＦ）とし、中間焦点距離や長焦点端では矩形状（ＴＦ）となるようにしている。そして、短焦点端における有効撮像範囲（ＷＦ）を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。そのため、実施例１〜実施例５においては、短焦点端での像高を、中間焦点距離での像高や長焦点端での像高よりも小さくなるようにしている。その結果、各実施例の収差は、十分に補正されており、１０００万〜１５００万画素の受光素子に対応することが可能となっている。本発明のようにズームレンズを構成することで、十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１〜５より明らかである。
なお、実施例１〜実施例５における記号の意味は、以下の通りである。
【００２６】
ｆ：全系の焦点距離
Ｆ：Ｆ値（Ｆナンバ）
ω：半画角
Ｒ：曲率半径
Ｄ：面間隔
Ｎｄ：ｄ線における屈折率
νｄ：アッベ数
Ｋ：非球面の円錐定数
Ａ４：４次の非球面係数
Ａ６：６次の非球面係数
Ａ８：８次の非球面係数
Ａ１０：１０次の非球面係数
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、面頂点から光軸方向の変位量をＡ２ｉとして、非球面は、次式で定義される。
【００２７】
【数１】
2014085414.tif 000003
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明の第１の実施の形態で且つ実施例１に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端（広角端）から所定の中間焦点距離を経て長焦点端（望遠端）へのズーミングに伴う光学系の移動段階を示しており、（ａ）は広角端（Ｗｉｄｅ）における光軸に沿った断面図、（ｂ）は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）における光軸に沿った断面図、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）における光軸に沿った断面図、（ｄ）は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）における光軸に沿った断面図および（ｅ）は望遠端（Ｔｅｌｅ）における光軸に沿った断面図である。なお、実施例１のレンズ群配置を示す図１において、図示左側が物体（被写体）側である。
図１に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像面側に向かって、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、そして正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配している。第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２を有してなり、第２レンズ群Ｇ２は、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５を有してなり、第３レンズ群Ｇ３は、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８を有してなり、そして第４レンズ群Ｇ４は、単一の第９レンズＬ９を有してなる。
【００２９】
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、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し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。図１には、各光学面の面番号も示している。なお、図１における各参照符号は、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、そのため他の実施例に係る図面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。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の全群が移動して、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、そして第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は、それぞれの長焦点端（望遠端）における位置が、短焦点端（広角端）における位置よりも物体側に位置するように移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ（負レンズ）Ｌ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズ（正レンズ）Ｌ２とを配設している。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００３０】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第３レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第４レンズＬ４と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５とを配置している。
開口絞りＡＤは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に介挿配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から、順次、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第６レンズＬ６と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第７レンズＬ７と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第８レンズＬ８とを配置している。物体側に第７レンズＬ７と第８レンズＬ８の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第９レンズＬ９を配している。
この実施例１における各光学要素の光学特性は、次表１の通りである。
【００３１】
【表１】
2014085414.tif 000004
【００３２】
表１において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、ガラス名の後には、硝材の製造メーカー名を、ＨＯＹＡ（ＨＯＹＡ株式会社）およびＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）として略記した。
すなわち、表１においては、「＊」が付された第６面、第７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、式（８）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第６面
K=0.0, A４= -3.81745E-04, A６= 3.70845E-05, A８= -1.01728E-06, A１０=8.78306E-09
第７面
K=0.0, A４= -6.14223E-04, A６= 3.34752E-05, A８=-1.00708E-06
第１１面
K= -4.02225, A４= 8.70718E-04, A６= -1.41643E-05, A８= -1.63886E-07, A１０= 1.94899E-08
第１２面
K= -4.33169, A４= -1.48018E-04, A６= 1.91083E-05, A８= -1.21033E-06, A１０= 3.82712E-08
第１６面
K= 0.0, A４= -1.49795E-05, A６= -9.86726E-09, A８= 4.37337E-08, A１０= -7.12249E-10
【００３３】
この実施例１においては、全光学系の焦点距離ｆ、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と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＢ、開口絞りＡＤと第３レンズ群Ｇ３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と平行平板ＦＧ等との間の可変間隔ＤＥは、ズーミングに伴って次表２のように変化させられる。
【００３４】
【表２】
2014085414.tif 000005
【００３５】
また、広角端（Ｔｅｌｅ）における像高Ｙ′は、上記した通りである。図２４を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端（および中間焦点距離）における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角（Ｗｉｄｅ）端では、Ｙ′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。
上述した実施例１における条件式（１）〜条件式（８）に対応する値は、次表３のようになり、それぞれ条件式（１）〜条件式（８）を満足している。
【００３６】
【表３】
2014085414.tif 000006
【００３７】
また、図２、図３および図４に、それぞれ、実施例１の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差（横収差）の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差（横収差）の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例２】
【００３８】
図５は、本発明の第２の実施の形態で且つ実施例２に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端（広角端）から所定の中間焦点距離を経て長焦点端（望遠端）へのズーミングに伴う光学系の移動段階を示しており、（ａ）は広角端（Ｗｉｄｅ）における光軸に沿った断面図、（ｂ）は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）における光軸に沿った断面図、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）における光軸に沿った断面図、（ｄ）は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）における光軸に沿った断面図および（ｅ）は望遠端（Ｔｅｌｅ）における光軸に沿った断面図である。なお、実施例２のレンズ群配置を示す図５において、図示左側が物体（被写体）側である。
図５に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像面側に向かって、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、そして正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配している。第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２を有してなり、第２レンズ群Ｇ２は、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５を有してなり、第３レンズ群Ｇ３は、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８を有してなり、そして第４レンズ群Ｇ４は、単一の第９レンズＬ９を有してなる。
【００３９】
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、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し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。図５には、各光学面の面番号も示している。なお、図５における各参照符号は、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、そのため他の実施例に係る図面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。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の全群が移動して、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、そして第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は、それぞれの長焦点端（望遠端）における位置が、短焦点端（広角端）における位置よりも物体側に位置するように移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ（負レンズ）Ｌ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズ（正レンズ）Ｌ２とを配設している。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００４０】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第３レンズＬ３と、物体側凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第４レンズＬ４と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５とを配置している。
開口絞りＡＤは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に介挿配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第６レンズＬ６と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第７レンズＬ７と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第８レンズＬ８とを配設している。第７レンズＬ７と第８レンズＬ８の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第９レンズＬ９を配置している。
この実施例２における各光学要素の光学特性は、次表４の通りである。
【００４１】
【表４】
2014085414.tif 000007
【００４２】
表４において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、ガラス名の後には、硝材の製造メーカー名を、ＨＯＹＡ（ＨＯＹＡ株式会社）およびＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）として略記した。
すなわち、表４においては、「＊」が付された第６面、第７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、式（８）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第６面
K=0.0, A４= -9.09021E-04, A６= 4.30903E-05, A８= -9.78472E-07, A１０=5.07788E-09
第７面
K=0.0, A４= -1.15584E-03, A６= 4.29239E-05, A８= -1.07139E-06
第１１面
K= -4.34444 A４= 9.00992E-04, A６= -1.60061E-05, A８= -2.14573E-07, A１０= 2.05184E-08
第１２面
K= -3.75068, A４= -1.41703E-04, A６= 2.12782E-05, A８= -1.44768E-06, A１０= 4.23237E-08
第１６面
K= 0.0, A４= 7.42584E-07, A６= -9.08209E-07, A８= 6.60992E-08, A１０= -1.00408E-09
【００４３】
この実施例２においては、全光学系の焦点距離ｆ、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と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＢ、開口絞りＡＤと第３レンズ群Ｇ３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と平行平板ＦＧ等との間の可変間隔ＤＥは、ズーミングに伴って次表５のように変化させられる。
【００４４】
【表５】
2014085414.tif 000008
【００４５】
また、広角端（Ｔｅｌｅ）における像高Ｙ′は、上記した通りである。図１６を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端（および中間焦点距離）における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角（Ｗｉｄｅ）端では、Ｙ′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。
上述した実施例２における条件式（１）〜条件式（７）に対応する値は、次表６のようになり、それぞれ条件式（１）〜条件式（７）を満足している。
【００４６】
【表６】
2014085414.tif 000009
【００４７】
また、図６、図７および図８に、それぞれ、実施例２の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差（横収差）の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差（横収差）の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例３】
【００４８】
図９は、本発明の第３の実施の形態で且つ実施例３に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端（広角端）から所定の中間焦点距離を経て長焦点端（望遠端）へのズーミングに伴う光学系の移動段階を示しており、（ａ）は広角端（Ｗｉｄｅ）における光軸に沿った断面図、（ｂ）は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）における光軸に沿った断面図、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）における光軸に沿った断面図、（ｄ）は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）における光軸に沿った断面図および（ｅ）は望遠端（Ｔｅｌｅ）における光軸に沿った断面図である。なお、実施例３のレンズ群配置を示す図９において、図示左側が物体（被写体）側である。
図９に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像面側に向かって、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、そして正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配している。第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２を有してなり、第２レンズ群Ｇ２は、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５を有してなり、第３レンズ群Ｇ３は、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８を有してなり、そして第４レンズ群Ｇ４は、単一の第９レンズＬ９を有してなる。
【００４９】
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、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し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。図９には、各光学面の面番号も示している。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の全群が移動して、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、そして第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は、それぞれの長焦点端（望遠端）における位置が、短焦点端（広角端）における位置よりも物体側に位置するように移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ（負レンズ）Ｌ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズ（正レンズ）Ｌ２とを配置している。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００５０】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第３レンズＬ３と、物体側凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第４レンズＬ４と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５とを配置している。
開口絞りＡＤは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に介挿配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から、順次、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第６レンズＬ６と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第７レンズＬ７と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第８レンズＬ８を配置している。第７レンズＬ７と第８レンズＬ８の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第９レンズＬ９を配している。
この実施例３における各光学要素の光学特性は、次表７の通りである。
【００５１】
【表７】
2014085414.tif 000010
【００５２】
表７において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、ガラス名の後には、硝材の製造メーカー名を、ＨＯＹＡ（ＨＯＹＡ株式会社）およびＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）として略記した。
すなわち、表７においては、「＊」が付された第６面、第７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、式（８）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第６面
K=0.0, A4= -5.04294E-04, A６= 4.03196E-05, A８= -8.42333E-07, A１０= 8.10000E-09 
第７面
K=0.0, A４= -6.52151E-04, A６= 3.83950E-05, A８= -7.99210E-07
第１１面
K= -4.16527, A４= 8.95966E-04, A６= -1.42784E-05, A８= -1.85071E-07, A１０= 2.16721E-08
第１２面
K= -4.13576, A４= -1.28042E-04, A６= 2.00637E-05, A８= -1.31642E-06, A１０=  4.27161E-08
第１６面
K= 0.0, A４=-5.55747E-09, A６= 1.41897E-06, A８= 1.28885E-09, A１０= -8.64616E-11
【００５３】
この実施例３においては、全光学系の焦点距離ｆ、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と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＢ、開口絞りＡＤと第３レンズ群Ｇ３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と平行平板ＦＧ等との間の可変間隔ＤＥは、ズーミングに伴って次表８のように変化させられる。
【００５４】
【表８】
2014085414.tif 000011
【００５５】
また、広角端（Ｔｅｌｅ）における像高Ｙ′は、上記した通りである。図２４を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端（および中間焦点距離）における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角（Ｗｉｄｅ）端では、Ｙ′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。
上述した実施例３における条件式（１）〜条件式（７）に対応する値は、次表９のようになり、それぞれ条件式（１）〜条件式（７）を満足している。
【００５６】
【表９】
2014085414.tif 000012
【００５７】
また、図１０、図１１および図１２に、それぞれ、実施例３の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差（横収差）の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差（横収差）の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例４】
【００５８】
図１３は、本発明の第４の実施の形態で且つ実施例４に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端（広角端）から所定の中間焦点距離を経て長焦点端（望遠端）へのズーミングに伴う光学系の移動段階を示しており、（ａ）は広角端（Ｗｉｄｅ）における光軸に沿った断面図、（ｂ）は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）における光軸に沿った断面図、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）における光軸に沿った断面図、（ｄ）は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）における光軸に沿った断面図および（ｅ）は望遠端（Ｔｅｌｅ）における光軸に沿った断面図である。なお、実施例４のレンズ群配置を示す図１３において、図示左側が物体（被写体）側である。
図１３に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像面側に向かって、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、そして正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配している。第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２を有してなり、第２レンズ群Ｇ２は、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５を有してなり、第３レンズ群Ｇ３は、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８を有してなり、そして第４レンズ群Ｇ４は、単一の第９レンズＬ９を有してなる。
【００５９】
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、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し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の全群が移動して、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、そして第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は、それぞれの長焦点端（望遠端）における位置が、短焦点端（広角端）における位置よりも物体側に位置するように移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ（負レンズ）Ｌ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズ（正レンズ）Ｌ２とを配している。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００６０】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第１負レンズとしての第３レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第２負レンズとしての第４レンズＬ４と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第５レンズＬ５とを配置している。
開口絞りＡＤは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に介挿配置されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像面側に向って、順次、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第６レンズＬ６と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第７レンズＬ７と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第８レンズＬ８とを配置している。第７レンズＬ７と第８レンズＬ８の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第９レンズＬ９を配置している。
【００６１】
この場合、図１３に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、像面側に凸となるような軌跡で移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面側から物体側へ移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第１レンズＧ１および第３レンズ群Ｇ３が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動する。
この実施例４における各光学要素の光学特性は、次表１０の通りである。
【００６２】
【表１０】
2014085414.tif 000013
【００６３】
表１０において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、ガラス名の後には、硝材の製造メーカー名を、ＨＯＹＡ（ＨＯＹＡ株式会社）およびＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）として略記した。
すなわち、表１０においては、「＊」が付された第６面、第７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、式（８）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第６面
K=0.0, A４= -6.39264E-04, A６= 4.14375E-05, A８= -7.88758E-07, A１０= 8.38454E-09 
第７面
K=0.0, A４= -8.63673E-04, A６= 4.07787E-05, A８= -8.04975E-07
第１１面
K= -3.71153, A４= 8.46604E-04, A６= -1.33359E-05, A８= 1.28910E-10, A１０= 7.73507E-09
第１２面
K= -4.27377, A４= -1.48542E-04, A６= 1.81313E-05, A８= -9.95954E-07, A１０= 2.48789E-08
第１６面
K= 0.0, A４=-2.48570E-05, A６= 4.91988E-06, A８= -1.19689E-07, A１０= 1.50302E-09
【００６４】
この実施例４においては、全光学系の焦点距離ｆ、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と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＢ、開口絞りＡＤと第３レンズ群Ｇ３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と平行平板ＦＧ等との間の可変間隔ＤＥは、ズーミングに伴って次表１１のように変化させられる。
【００６５】
【表１１】
2014085414.tif 000014
【００６６】
また、広角端（Ｔｅｌｅ）における像高Ｙ′は、上記した通りである。図２４を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端（および中間焦点距離）における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角（Ｗｉｄｅ）端では、Ｙ′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。
上述した実施例４における条件式（１）〜条件式（７）に対応する値は、次表１２のようになり、それぞれ条件式（１）〜条件式（７）を満足している。
【００６７】
【表１２】
2014085414.tif 000015
【００６８】
また、図１４、図１５および図１６に、それぞれ、実施例４の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差（横収差）の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差（横収差）の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例５】
【００６９】
図１７は、本発明の第５の実施の形態で且つ実施例５に係るズームレンズの光学系の構成および短焦点端（広角端）から所定の中間焦点距離を経て長焦点端（望遠端）へのズーミングに伴う光学系の移動段階を示しており、（ａ）は広角端（Ｗｉｄｅ）における光軸に沿った断面図、（ｂ）は広角端と中間焦点距離との中間の焦点距離（Ｗ−Ｍ）における光軸に沿った断面図、（ｃ）は中間焦点距離（Ｍｅａｎ）における光軸に沿った断面図、（ｄ）は中間焦点距離と望遠端との中間の焦点距離（Ｍ−Ｔ）における光軸に沿った断面図および（ｅ）は望遠端（Ｔｅｌｅ）における光軸に沿った断面図である。なお、実施例５のレンズ群配置を示す図１７において、図示左側が物体（被写体）側である。
図１７に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から像面側に向かって、順次、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、そして正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを配置し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＡＤを配している。第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２を有してなり、第２レンズ群Ｇ２は、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５を有してなり、第３レンズ群Ｇ３は、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８を有してなり、そして第４レンズ群Ｇ４は、単一の第９レンズＬ９を有してなる。
【００７０】
第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４は、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し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。図１７には、各光学面の面番号も示している。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４の全群が移動して、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、そして第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は、それぞれの長焦点端（望遠端）における位置が、短焦点端（広角端）における位置よりも物体側に位置するように移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ（負レンズ）Ｌ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２レンズ（正レンズ）Ｌ２とを配している。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００７１】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像面側に向かって、順次、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第１負レンズとしての第３レンズＬ３と、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズであって、その両面側に非球面を形成している非球面レンズからなる第２負レンズとしての第４レンズＬ４と、物体側に凸面を向けた両凸レンズからなる第５レンズＬ５とを配している。
開口絞りＡＤは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に介挿配置されている。
【００７２】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像面側に向って、順次、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる第６レンズＬ６と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第７レンズＬ７と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第８レンズＬ８とを配している。第７レンズＬ７と第８レンズＬ８の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ物体側を非球面とした非球面レンズからなる単一の正レンズのみからなる第９レンズＬ９を配している。
【００７３】
この場合、図１７に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、像面側に凸となるような軌跡で移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面側から物体側へ移動し、そして第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸となる軌跡を描いて移動し、第１レンズＧ１および第３レンズ群Ｇ３が広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動する。
この実施例５における各光学要素の光学特性は、次表１３の通りである。
【００７４】
【表１３】
2014085414.tif 000016
【００７５】
表１３において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、ガラス名の後には、硝材の製造メーカー名を、ＨＯＹＡ（ＨＯＹＡ株式会社）およびＯＨＡＲＡ（株式会社オハラ）として略記した。
すなわち、表１３においては、「＊」が付された第６面、第７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、式（８）における各非球面のパラメータは、次の通りである。
第６面
K=0.0, A４= -7.36484E-04, A６= 2.94047E-05, A８= -5.91304E-07, A１０= 1.26376E-09 
第７面
K=0.0, A４= -1.02367E-03, A６= 3.01096E-05, A８= -7.82213E-07
第１１面
K= -4.03173, A４= 8.59731E-04, A６= -1.37067E-05, A８= -1.95864E-07, A１０= 1.81566E-08
第１２面
K= -4.69737, A４= -1.55430E-04, A６= 1.87679E-05, A８= -1.20338E-06, A１０= 3.55742E-08
第１６面
K= 0.0, A４= -1.14443E-05, A６= -1.38409E-07, A８= 6.20523E-08, A１０= -1.07276E-09
【００７６】
この実施例５においては、全光学系の焦点距離ｆ、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と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＢ、開口絞りＡＤと第３レンズ群Ｇ３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と平行平板ＦＧ等との間の可変間隔ＤＥは、ズーミングに伴って次表１４のように変化させられる。
【００７７】
【表１４】
2014085414.tif 000017
【００７８】
また、広角端（Ｔｅｌｅ）における像高Ｙ′は、上記した通りである。図２４を参照して、先に述べたように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行うため、受光素子の撮像範囲に望遠端（および中間焦点距離）における撮像範囲をほぼ一致させて、矩形の撮像範囲とし、広角（Ｗｉｄｅ）端では、Ｙ′は、上記した値として、広角端における撮像範囲が樽型となるような歪曲収差を発生させる。そして、広角端における樽型の有効撮像範囲を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。
上述した実施例５における条件式（１）〜条件式（７）に対応する値は、次表１５のようになり、それぞれ条件式（１）〜条件式（７）を満足している。
【００７９】
【表１５】
2014085414.tif 000018
【００８０】
また、図１８、図１９および図２０に、それぞれ、実施例５の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差並びにコマ収差（横収差）の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差（横収差）の各収差図におけるｇおよびｄはそれぞれ、ｇ線およびｄ線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
次に、上述した本発明の第１の実施の形態〜第５の実施の形態に係るズームレンズを撮像用光学系として採用して構成した本発明の第６の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラについて図２１〜図２３を参照して説明する。図２１は、物体側、すなわち被写体側、である前面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図、図２２は、撮影者側である背面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図であり、図２３は、デジタルカメラの機能構成を示す模式的ブロック図である。なお、ここでは、デジタルカメラを例にとって撮像装置について説明しているが、在来の画像記録媒体として銀塩フィルムを用いる銀塩フィルムカメラに本発明に係るズームレンズを採用してもよい。
【００８１】
また、いわゆるＰＤＡ（personal data assistant）や携帯電話機等の携帯情報端末装置のような情報装置にカメラ機能を組み込んだものが広く用いられている。このような情報装置も外観は若干異にするもののデジタルカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような情報装置における撮像用光学系として、本発明に係るズームレンズを採用してもよい。
図２１〜図２３に示すように、デジタルカメラは、撮影レンズ１、光学ファインダ２、ストロボ（フラッシュライト）３、シャッタボタン４、カメラボディ５、電源スイッチ６、液晶モニタ７、操作ボタン８、メモリカードスロット９およびズームスイッチ１０等を具備している。さらに、図２３に示すように、デジタルカメラは、中央演算装置（ＣＰＵ）１１、画像処理装置１２、受光素子１３、信号処理装置１４、半導体メモリ１５および通信カード等１６を備えている。
デジタルカメラは、撮像用光学系としての撮影レンズ１と、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）撮像素子またはＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等を用いてイメージセンサとして構成された受光素子１３とを有しており、撮影レンズ１によって結像される被写体（物体）光学像を受光素子１３によって読み取る。この撮影レンズ１として、上述した第１〜第５の実施の形態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（請求項１０または請求項１１に対応）。
【００８２】
受光素子１３の出力は、中央演算装置１１によって制御される信号処理装置１４によって処理され、デジタル画像情報に変換される。すなわち、このようなデジタルカメラは、撮像された画像（被写体画像）をデジタル画像情報に変換する手段を含んでおり、この手段は、実質的に、受光素子１３、信号処理装置１４およびこれらを制御する中央演算装置（ＣＰＵ）１１等により構成される。
信号処理装置１４によってデジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置１１によって制御される画像処理装置１２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１５に記録される。この場合、半導体メモリ１５は、メモリカードスロット９に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に（オンボードで）内蔵された半導体メモリでもよい。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。また、半導体メモリ１５に記録した画像は、通信カードスロット（図示していない）に装填した通信カード等１６を介して外部へ送信することも可能である。
【００８３】
撮影レンズ１は、カメラの携帯時には、その対物面がレンズバリア（図示していない）により覆われており、ユーザが電源スイッチ６を操作して電源を投入すると、レンズバリアが開き、対物面が露出する構成とする。このとき、撮影レンズ１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、例えば短焦点端（広角端）の配置となっており、ズームスイッチ１０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、中間焦点距離を経て長焦点端（望遠端）への変倍動作を行うことができる。なお、光学ファインダ２の光学系も撮影レンズ１の画角の変化に連動して変倍するようにすることが望ましい。
多くの場合、シャッタボタン４の半押し操作により、フォーカシングがなされる。本発明に係るズームレンズ（請求項１〜請求項９で定義され、あるいは前述した実施例１〜実施例５に示されるズームレンズ）におけるフォーカシングは、ズームレンズを構成する複数群の光学系の一部の群の移動、または受光素子の移動などによって行うことができる。シャッタボタン４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１５に記録した画像を液晶モニタ７に表示させたり、通信カード等１６を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン８を所定のごとく操作する。半導体メモリ１５および通信カード等１６は、メモリカードスロット９および通信カードスロット等のような、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。
【００８４】
上述のようなデジタルカメラ（撮像装置）または携帯情報端末装置には、既に述べた通り、第１〜第５の実施の形態に示されたようなズームレンズを用いて構成した撮影レンズ１を撮像用光学系として使用することができる。したがって、広角端における半画角が３８度以上と十分に広角でありながら、７倍以上の変位比を有し、広角端のＦナンバが３未満で、１、０００万画素〜１，５００万画素またはそれ以上の画素数の受光素子を使用した高画質で小型のデジタルカメラ（撮像装置）または携帯情報端末装置を実現することができる。
また、銀塩カメラのズーム撮影レンズや投影機の投射レンズとしても応用が可能である。
【符号の説明】
【００８５】
Ｇ１  第１レンズ群（正）
Ｇ２  第２レンズ群（負）
Ｇ３  第３レンズ群（正）
Ｇ４  第４レンズ群（正）
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９  第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、第５レンズ、第６レンズ、第７レンズ、第８レンズ、第９レンズ
ＡＤ  開口絞り
ＦＧ  平行平板
１  撮影レンズ
２  光学ファインダ
３  ストロボ（フラッシュライト）
４  シャッタボタン
５  カメラボディ
６  電源スイッチ
７  液晶モニタ
８  操作ボタン
９  メモリカードスロット
０  ズームスイッチ
１１  中央演算装置（ＣＰＵ）
１２  画像処理装置
１３  受光素子
１４  信号処理装置
１５  半導体メモリ
１６  通信カード等
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８６】
【特許文献１】特許３３７６１９０号公報
【特許文献２】特開２００９−０３１７５７号公報
【特許文献３】特開２０１０−１６４６０６号公報
【特許文献４】特開２００８−１４５５０１号公報
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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